Presas de materiales sueltos

Presa de embalse

Las presas pueden estar expuestas a una amplia gama de esfuerzos y tensiones, empezando por el estrés térmico resultante de la construcción de hormigón en masa, las altas cargas estáticas y dinámicas, la presión hidrostática del agua en la construcción y en el servicio, además de las fuerzas sísmicas adicionales en muchas regiones. Los materiales de construcción tienen un papel esencial para poder resistir todas estas fuerzas. Las presas convencionales de hormigón son obviamente más fuertes y estables que las de tierra, pero al mismo tiempo son también mucho más caras. La tecnología del hormigón compactado con rodillo (RCC) utiliza un hormigón con “consistencia sin asentamiento” que suele ser el material de construcción más rentable para la construcción de presas.

En una central hidroeléctrica, las estructuras de toma y los aliviaderos son algunas de las estructuras secundarias asociadas que se requieren junto con la presa principal. Estas estructuras suelen ser de hormigón armado y se utilizan para recoger el agua del embalse. El tipo de estructura de toma depende generalmente de su ubicación y función, así como de las demás estructuras hidráulicas asociadas que componen la central, como las torres de hormigón y los bancos artificiales.

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Las pequeñas presas tienen muchas características específicas, en todas las etapas de su vida: estudios preliminares, diseño, construcción y vigilancia posterior. Si queremos ser perfectamente estrictos, hay que distinguir dos tipos de especificidades:

El coste de los estudios preliminares no es totalmente proporcional al tamaño de la presa, por lo que no siempre es posible realizar todos los estudios geológicos que se podrían desear para una presa pequeña. En este caso, puede ser preferible abandonar los emplazamientos que parezcan dudosos, mientras que en el caso de una presa grande se proporcionarían los medios para resolver cualquier duda.

En cambio, en casos sencillos, puede resultar interesante y económico agrupar varios tipos de investigación del emplazamiento en una sola etapa: por ejemplo, es habitual mover una pala mecánica una sola vez en el caso de una presa pequeña que no presenta dificultades geológicas o geotécnicas especiales.

Es bastante habitual descubrir que un pequeño arroyo carece por completo de estaciones de aforo, lo que aumenta la incertidumbre sobre los caudales de crecida. Esto debe tenerse en cuenta a la hora de seleccionar la crecida de diseño. Además, esta incertidumbre llevará al diseñador a preferir determinadas opciones técnicas:

Presa en arco

Las presas son estructuras construidas en el valle de un río que retienen un determinado volumen de agua obstruyendo el flujo natural del agua del río. Existen dos grandes familias de presas, las construidas de hormigón y las de tierra o roca gruesa. En esta ficha se describen únicamente las presas de roca gruesa o de relleno, ya que las de hormigón son menos frecuentes y sobre todo suponen embalses de gran capacidad.

Las presas de relleno están formadas por un material suelto, ya sea muy fino (arcilla) o muy grueso (roca gruesa). Sin embargo, la familia tiene varias categorías. Las diferencias provienen de los tipos de material y del método utilizado para el sellado.

Este método está muy extendido en todo el mundo desde hace siglos, ya que la población siempre ha necesitado una reserva de agua disponible para sus necesidades domésticas y agrícolas. Las pequeñas presas pueden ser construidas por los propios pueblos con la ayuda de los servicios técnicos, las ONG u otros organismos como la OIAgua y la Red RéFEA, que ha elaborado para ello interesantes fichas prácticas sobre las técnicas de construcción de pequeñas presas de tierra (enlace de acceso al final de la ficha).

Materiales de construcción de las presas

Las presas de arco están hechas de hormigón. Están curvadas en forma de arco, con la parte superior del arco apuntando hacia el agua. Un arco es una forma fuerte para resistir la fuerza de empuje del agua detrás de la presa. Las presas en forma de arco suelen construirse en valles estrechos y de lados empinados. Necesitan buena roca para sus cimientos y para los lados de los valles, para resistir las fuerzas de la presa.

Las presas de contrafuerte se construyen con hormigón o mampostería. Tienen un lado estanco aguas arriba sostenido por muros de forma triangular, llamados contrafuertes. Los contrafuertes están espaciados en el lado de aguas abajo. Resisten la fuerza del agua del embalse que intenta empujar la presa.

La presa de contrafuertes se desarrolló a partir de la idea de la presa de gravedad, salvo que utiliza mucho menos material debido a los espacios libres entre los contrafuertes. Al igual que las presas de gravedad, son adecuadas tanto para valles estrechos como anchos, y deben construirse sobre roca sólida.

Las presas de terraplén se construyen principalmente con materiales naturales. Los dos tipos principales son las presas de tierra y las de roca. Las presas de terraplén están formadas principalmente por tierra compactada, mientras que las de escollera están formadas principalmente por escollera vertida y compactada. Los materiales se suelen excavar o extraer de lugares cercanos, preferiblemente dentro de la cuenca del embalse.

Museo estatal