ESTUDIO TECNICO: Tipos de Presa

Tipos de Presa y Represas

En Maquinaria y Servicios la Vera sabemos la importancia que tienen las presas en nuestras vidas; de hecho, cerca de Madrigal de la Vera podemos encontrar la pequeña pero importante presa de Rosarito, que nos ofrece electricidad, agua y sostenibilidad rural y medioambiental. Esta presa es de las denomindas presa de gravedad, ¿pero que tipos de presa existen? Pues bien, vamos a empezar antes de nada explicando que es una presa y después pasaremos a desarrollar los tipos que podemos encontrar.

En ingeniería se denomina presa o represa a una barrera fabricada con piedra, hormigón o materiales sueltos, que se construye habitualmente en una cerrada o desfiladero sobre un río o arroyo. Tiene la finalidad de embalsar el agua en el cauce fluvial para su posterior aprovechamiento en abastecimiento o regadío, para elevar su nivel con el objetivo de derivarla a canalizaciones de riego, para evitar inundaciones aguas abajo de la presa o para la producción de energía mecánica al transformar la energía potencial del almacenamiento en energía cinética y ésta nuevamente en mecánica al accionar la fuerza del agua un elemento móvil. La energía mecánica puede aprovecharse directamente, como en los antiguos molinos, o de forma indirecta para producir energía eléctrica, como se hace en las centrales hidroeléctricas.

Como hemos visto, ya sabemos que es realmente una presa o represa y que usos principales puede llegar a tener, por lo tanto ahora nos volvemos a hacer la siguiente pregunta:

¿que tipos de presa pueden existir?

  1. Según su estructura
  2. Según sus materiales
  3. Según su aplicación

 

1. Según su estructura

Presa de gravedad

Rosarito 2013 Desembalse

Presa de gravedad del embalse de Rosarito

Es aquella en la que su propio peso es el encargado de resistir el empuje del agua. El empuje del embalse es transmitido hacia el suelo, por lo que éste debe ser suficientemente estable para soportar el peso de la presa y del embalse. Constituyen las represas de mayor durabilidad y que menor mantenimiento requieren.

 

Dentro de las presas de gravedad se puede tener:

  • Escollera: Tierra homogénea, tierra zonificada, CFRD (grava con losa de hormigón), de roca.
  • De hormigón: tipo RCC (hormigón rodillado) y hormigón convencional.

 

Su estructura recuerda a la de un triángulo isósceles ya que su base es ancha y se va estrechando a medida que se asciende hacia la parte superior aunque en muchos casos el lado que da al embalse es casi vertical. La razón por la que existe una diferencia notable en el grosor del muro a medida que aumenta la altura de la presa se debe a que la presión en el fondo del embalse es mayor que en la superficie, de esta forma, el muro tendrá que soportar más presión en el lecho del cauce que en la superficie. La inclinación sobre la cara aguas arriba hace que el peso del agua sobre la presa incremente su estabilidad.

 

Presa de arco

Presa de tipo en Arco

Presa Hoover, presa de Arco

Es aquella en la que su propia forma es la encargada de resistir el empuje del agua. Debido a que la presión se transfiere en forma muy concentrada hacia las laderas de la cerrada, se requiere que ésta sea de roca muy dura y resistente. Constituyen las represas más innovadoras en cuanto al diseño y que menor cantidad de hormigón se necesita para su construcción. La primera presa de arco de la que se tiene noticia es la presa de Vallon de Baume, realizada por los romanos cerca de Glanum (Francia).

Presa de bóveda o de doble arco

Presa de boveda o doble arco

Presa de bóveda en el embalse de Almendra

Cuando la presa tiene curvatura en el plano vertical y en el plano horizontal, también se denomina de bóveda. Para lograr sus complejas formas se construyen con hormigón y requieren gran habilidad y experiencia de sus constructores que deben recurrir a sistemas constructivos poco comunes.

 

Presa de arco-gravedad

Presa del embalse de Santa Eulalia, Tipo arco-gravedad

Presa del embalse de Santa Eulalia

Combina características de las presas de arco y las presas de gravedad y se considera una solución de compromiso entre los dos tipos. Tiene forma curva para dirigir la mayor parte del esfuerzo contra las paredes de un cañón o un valle, que sirven de apoyo al arco de la presa. Además, el muro de contención tiene más espesor en la base y el peso de la presa permite soportar parte del empuje del agua. Este tipo de presa precisa menor volumen de relleno que una presa de gravedad.

 

2. Según sus materiales

Presas de hormigón

Son las más utilizadas en los países desarrollados ya que con éste material se pueden elaborar construcciones más estables y duraderas; debido a que su cálculo es del todo fiable frente a las producidas en otros materiales. Normalmente, todas las presas de tipo gravedad, arco y contrafuerte están hechas de este material. Algunas presas pequeñas y las más antiguas son de ladrillo, de sillería y de mampostería. En España, el 67% de las presas son de gravedad y están hechas con hormigón ya sea con o sin armaduras de acero.

 

Presas de materiales sueltos

Son las más utilizadas en los países subdesarrollados ya que son menos costosas y suponen el 77% de las que podemos encontrar en todo el planeta. Son aquellas que consisten en un relleno de tierras, que aportan la resistencia necesaria para contrarrestar el empuje de las aguas. Los materiales más utilizados en su construcción son piedras, gravas, arenas, limos y arcillas aunque dentro de todos estos los que más destacan son las piedras y las gravas. En España sólo suponen el 13% del total.

Este tipo de presas tienen componentes muy permeables, por lo que es necesario añadirles un elemento impermeabilizante. Además, estas estructuras resisten siempre por gravedad, pues la débil cohesión de sus materiales no les permite transmitir los empujes del agua al terreno. Este elemento puede ser arcilla (en cuyo caso siempre se ubica en el corazón del relleno) o bien una pantalla de hormigón, la cual se puede construir también en el centro del relleno o bien aguas arriba. Estas presas tienen el inconveniente de que si son rebasadas por las aguas en una crecida, corren el peligro de desmoronarse y arruinarse. En España es bien recordado el accidente de la Presa de Tous conocido popularmente como la “Pantanada de Tous”.

 

Presas de enrocamiento con cara de hormigón

Este tipo de presas en ocasiones es clasificada entre las de materiales sueltos; pero su forma de ejecución y su trabajo estructural son diferentes. El elemento de retención del agua es una cortina formada con fragmentos de roca de varios tamaños, que soportan en el lado del embalse una cara de hormigón la cual es el elemento impermeable. La pantalla o cara está apoyada en el contacto con la cimentación por un elemento de transición llamado plinto, que soporta a las losas de hormigón. Este tipo de estructura fue muy utilizado entre 1940 a 1950 en cortinas de alturas intermedias y cayó en desuso hasta finales del siglo XX en que fue retomado por los diseñadores y constructores al disponer de mejores métodos de realización y equipos de construcción eficientes.

 

3. Según su aplicación

Presas filtrantes o diques de retención

Son aquellas que tienen la función de retener sólidos, desde material fino, hasta rocas de gran tamaño, transportadas por torrentes en áreas montañosas, permitiendo sin embargo el paso del agua.

 

Presas de control de avenidas

Son aquellas cuya finalidad es la de laminar el caudal de las avenidas torrenciales, con el fin de que no se cause daño a los terrenos situados aguas abajo de la presa en casos de fuerte tormenta.

 

Presas de derivación

El objetivo principal de estas es elevar la cota del agua para hacer factible su derivación, controlando la sedimentación del cauce de forma que no se obstruyan las bocatomas de derivación. Este tipo de presas son, en general, de poca altura ya que el almacenamiento del agua es un objetivo secundario.

 

Presas de almacenamiento

El objetivo principal de éstas es retener el agua para su uso regulado en irrigación, generación eléctrica, abastecimiento a poblaciones, recreación o navegación, formando grandes vasos o lagunas artificiales. El mayor porcentaje de presas del mundo, las de mayor capacidad de embalse y mayor altura de cortina corresponden a este objetivo.

 

Presas de relaves

Son estructuras de retención de sólidos sueltos y líquidos de desecho, producto de la explotación minera, los cuales son almacenados en vasos para su decantación. Por lo común son de menores dimensiones que las presas que retienen agua, pero en algunos casos corresponden a estructuras que contienen enormes volúmenes de estos materiales. Al igual que las presas hidráulicas tienen cortina (normalmente del mismo tipo de material), vertedero, y en vez de tener una obra de toma o bocatoma poseen un sistema para extraer los líquidos.

 

¿Y como lo hacen?

Esta es la parte que mas nos gusta. Tal y como hemos podido ver existen muchos y variados tipos de presa, pero nosotros vamos a hablar ahora de la Presa Hoover, una de las mayores del mundo (en el momento de su construcción lo fue durante años) y que es de tipo mixto doble arco, esta situada en los Estados Unidos y es una de las atracciones de norte América dado que se trata de una mega-construcción difícil de olvidar una vez se visita, así que os dejamos un fantástico documental sobre su construcción, esperamos que lo disfrutéis:

http://www.youtube.com/watch?v=xi7mQ0Qc9Gw

 

Extractos de información: Wikipedia

Ingeniería Extrema en Torre Espacio (Madrid)

Torre Espacio Madrid

Torre Espacio Madrid – Vista en perspectiva

Hace un tiempo vimos un reportaje sobre el proceso de construcción de la Torre Espacio, una de las cuatro impresionantes construcciones de las Cuatro Torres Business Area (CTBA) el cual es un parque empresarial junto al Paseo de la Castellana, en Madrid (España), construido sobre los terrenos de la antigua Ciudad Deportiva del Real Madrid. Conocido inicialmente como Madrid Arena, el consorcio de propietarios de las cuatro torres decidió adoptar una nueva imagen corporativa para el conjunto y cambió el nombre a Cuatro Torres Business Area.

Características

Este rascacielos de 57 plantas, tiene una altura total de 224 metros. Alrededor de los tres núcleos centrales, la planta de forma cuadrangular inicial se transforma de forma gradual en una forma similar a la intersección de las funciones seno y coseno. El núcleo central de forma rectangular de dimensiones 15 m x 10 m y con espesores de muro que varían desde 40 cm hasta 100 cm, se encuentra entre los núcleos laterales con forma de U, y con espesores de 30 cm.

Edificios

Puesto

Edificio

Altura

Número de plantas

Año de inauguración

1 Torre de Cristal 249 m 52 2009
2 Torre Caja Madrid 250 m 45 2009
3 Torre PwC 236 m 50 2008
4 Torre Espacio 230 m 57 2007

Como podemos comprobar, “Torre Espacio” se encuentra al final del ranking en cuanto altura, aun así en el siguiente vídeo podemos comprobar lo imponente de este proyecto nacido de las manos de ingenieros y constructores españoles con mas renombre en el escaparate mundial, no se puede decir por tanto que en España no tenemos potencial ni medios para llevar a cabo este tipo de construcciones, esperamos que lo disfrutéis:

 

Fuentes: Wikipedia, Youtube