Presas de embalses
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Este documento presenta información sobre diferentes tipos de presas, incluyendo sus definiciones, clasificaciones, características y factores que gobiernan la selección del tipo de presa. Explica presas de gravedad, en arco, de machones o contrafuertes, de tierra y enrocamiento. También cubre etapas de proyectos hidráulicos, investigaciones requeridas y conclusiones sobre la necesidad de fortalecer oficinas de agua y organismos de desarrollo para optimizar el uso de recursos hídricos en
Presas de embalses
- 1. El que hace algo puede equivocarse, pero el que no hace nada ya está equivocado “PRESAS DE EMBALSE” Presentado por: - Raúl Alfonso Gómez Silva Bacigalupo II FORO INTERNACIONAL REGIONAL ACI PERU AREQUIPA 2010 “Progress Thru Knowledge” “Progreso a Través del Conocimiento”
- 2. PRESAS • Definición Se entienda por presa a una estructura hidráulica que se coloca en forma atravesada en el lecho de un rió, con el fin de crear un almacenamiento, dicha estructura debe satisfacer las condiciones normales de estabilidad y ser relativamente impermeable. • Clasificación Las presas se pueden clasificar con relación. 1.- Por su altura 2.- Por su propósito 3.- Por el tipo de construcción y los materiales que La constituyen.
- 4. PRESAS DEL TIPO GRAVEDAD • Es costumbre limitar él termino presa de gravedad a las presas de concreto o mampostería, las cuales resisten el sistema de fuerzas que le son impuestas, principalmente por el peso propio de ellas mismas. Sin embargo si la presa es ligeramente convexa en planta, hacia aguas arriba, en toda su longitud, una pequeña proporción de las cargas impuestas se transmitirá por acción de arco.
- 5. PRESAS EN ARCO • El termino presa en arco se usa para designar una estructura curva, masiva de concreto o mampostería, con convexidad hacia aguas arriba, la cual adquiere la mayor parte de su estabilidad al transmitir la presión hidráulica y cargas adicionales, por acción del arco.
- 6. PRESAS DE MACHONES O CONTRAFUERTES • Las presas clasificadas con esta denominación comprenden dos elementos estructurales principales: Una cubierta inclinada que soporta el empuje hidráulico y machones, contrafuertes o muros que soportan la cubierta y trasmiten las cargas a la cimentación a lo largo de planos verticales, se pueden considerar tipos Presas de machones y losas. Presas de arcos múltiples. Presas de machones con cabeza.- estas se forman adelgazando el machón, propiamente dicho, hacia aguas abajo, y dejando un ensanchamiento o cabeza en lado de aguas arriba. Los términos de cabeza redonda o cabeza de diamante se refieren a la forma del ensanchamiento, se debe prever la construcción de llaves y tapajuntas, entre cabezas, con objeto de garantizar la impermeabilidad del conjunto.
- 7. PRESAS DE MACHONES O CONTRAFUERTES
- 8. PRESAS DE TIERRA Y ENRROCAMIENTO Este Tipo de presas esta formada por rocas sueltas, grava, arena, limo o arcillas en muy variadas combinaciones, con el fin de obtener un grado de impermeabilidad y compactación aceptables y previamente establecidos por medios de rodillos liso, rodillo con patas de cabras, rodillo vibratorio, pudiéndose considerar los tipos siguientes. Presas homogéneas de Tierra. Presa homogéneas de enrrocamiento Presas de materiales graduados.
- 9. Etapas que comprende un aprovechamiento hidráulico • Investigaciones detalladas • Reconocimiento • Proyectos definitivos Reconocimiento • Es la etapa inicial para la determinación de un proyecto en la cual se debe contar con toda la información disponible, esquemas anteriores, cartas geográficas y fotografías aéreas. • • Debe conformarse un grupo de trabajo con un profesional de experiencia además de un geólogo, un hidrólogo, para la toma de decisiones iniciales. • • Conclusión de esta fase de estudio es proponer alternativas que serán ponderadas para ser llevadas a la etapa de investigación. • OBRAS DE EMBALSE
- 10. Levantamiento topográfico Investigaciones hidrológicas • Caudales máximos • Caudales mínimos • Caudales medios • Probabilidades de eventos extremos, curvas de frecuencia, conceptos de probabilidad, periodo de retorno, probabilidad de ocurrencia de un evento. INVESTIGACIONES DETALLADAS
- 12. Información geológica • Se efectúan sondeos, perforaciones en los sitios donde se debe proyectar estructuras sobre todo en presas y boca tomas. Investigaciones económicas • Según el tipo de proyecto • Determinación del B/C (Beneficio / Costo) • Tasa interna de retorno TIR Investigaciones complementarias • Son propias para cada proyecto, por ejemplo para estudio de agua del subsuelo / Hidrogeológico
- 13. - Descripción general - Uso actual de recursos hídricos a) Descripción tierras b) Uso y control del agua c) Suministro de agua potable - Necesidades del proyecto y su requerimientos, cantidad de agua de acuerdo a sus usos. - Plan de Desarrollo - Forma y secuencia del desarrollo del proyecto (INFRAESTRUCTURA) - Análisis económicos y costos de construcción - Conclusiones y recomendaciones PROYECTO DEFINITIVO
- 14. FACTORES QUE GOBIERNAN LA SELECCIÓN DEL TIPO PRESA .1.- Topografía a) Perfil del río Tramo de cabecera 5000 a 3500 m.s.n.m., pendientes fuertes. Tramo intermedio 3500 a 1500 m.s.n.m. pendientes moderadamente fuertes Tramo inferior menos de 1500 m.s.n.m. pendientes suaves. b) Secciones transversales Sección en cañón Gran poder erosivo, tramo de cabecera Sección en U Formación glaciales, tramos intermedios Sección en V Formaciones fluviales tramos intermedios Sección en llanura Tramo inferior zonas de sedimentación c) Relación coronación altura Tipo de presa 4< H C 7<< H C H 7> H C arco delgado - arco bóveda arco gravedad Tipo gravead - contrafuertes Presas de Tierra, posibilidad de ser utilizadas en cualquier tipo de sección.
- 15. 2.-Geología - Potencia del manto sobre el cual debe ir la estructura - Permeabilidad, pruebas Lugeon - Resistencia, soporte del suelo de cimentación
- 16. • 3.-Disponibilidad de los materiales - Suelos para terraplenes - Roca o materiales de enrocamiento - Agregados para concreto, arenas, piedra
- 17. 5.-Obras de Desvío -Túnel de desvío -Canal a media ladera -Entre bloques de presa (condicional a la magnitud de caudales
- 18. 6.-Obras de toma En la actualidad se ha descartado las torres de toma y se usan los túneles de derivación con utilización de válvulas del tipo Aguja, Cono Fijo y las del tipo Howel Bunger Las presas del tipo de tierra, enrocamientos y relleno zonificado se pueden construir en cualquier tipo de boquilla, dependiendo de los materiales disponibles y la determinación del aliviadero de demasías.
- 19. RESUMEN DE LAS CARACTERÍSTICAS PARA LA SELECCIÓN DEL TIPO DE PRESA TOPOGRAFÍA DEL SITIO DE PRESA CARACTERÍSTICAS DE LAS FUNDACIONES MATERIALES DISPONIBLES OTRAS CARACTERÍSTICAS TIERRA º No limitante salvo en casos muy estrechos donde puede ser muy difícil el movimiento del equipo pesado Se adapta a cualquier tipo donde no es aconsejable otro tipo de presa, se adaptan bien a los sismos. Cantidades adecuadas de materiales permeables, impermeables o semi impermeables, bien diferenciado Material propuesto para filtros y drenes No tiene limitaciones razonables de altura, requiere de aliviaderos y tomas por lo general separados se requiere espacio en la boquilla HOMOGÉNEA Similar al anterior usualmente se usa en sitios llanos Similar a la anterior menor adaptabilidad a sismos. Materiales que tengan proporciones adecuadas de finos y gruesos. Material apropiado para filtros drenes para protección de taludes Usualmente son presas bajas por limitaciones de materiales semejante al anterior. ENRROCADO No limitante Requiere fundaciones con mayor soportabilidad que las de tierra, pero pueden ser permeables. Muy buena adaptabilidada sismos. Canteras explotables y enrocados disponible suficiente material para filtros Similares a las presas de tierra zonificada
- 20. TOPOGRAFÍA DEL SITIO DE PRESA CARACTERÍSTICAS DE LAS FUNDACIONES MATERIALES DISPONIBLES OTRAS CARACTERÍSTICAS CONCRETO GRAVEDAD No limitante se utiliza en sitios no demasiado estrechos. Salvo cuando los estribos son pobres Roca sana o relativamente sana, poco fracturada para presas bajas, puede utilizarse en fundaciones permeables. Buena adaptación a los sismos. Prácticamente no limitante salvo el sitio donde no haya cercanos, agregados suficientes para el concreto. No tiene limitaciones de altura razonables, por lo general no requiere de espacio adicional para aliviaderos y tomas. CONTRAFUERTES No limitante usualmente se usa en sitios amplios Similar al anterior pero algo más exigente, menos adaptable a los sismos que las de gravedad Similar a la anterior Requieren acero de refuerzo y encofrados especiales No tiene limitaciones de altura razonables, presentan mayores dificultades que la anterior para ubicación del aliviadero y tomas. ARCO Valles estrechos en forma de U o de V, también en sitios que artificialmente se les forma (presas mixtas) Roca sana o que puede convertirse en tal a poco costo tanto en la cimentación como en los estribos, se adaptan a los sismos. Similar a las de gravedad pero requieren de menos volumen. Usualmente son presas altas, con limitantes en la ubicación, del aliviadero y tomas.
- 21. FALLAS DE PRESAS CAUSA % Falla de la cimentación 34 Falla de la estabilidad de la presa 37 Obra de excedencia inadecuada 17 Falla de diques en la presa 1 Falla de conductos de desfogue 3 Sismos 3 Otras 5
- 36. CONCLUSIONES •Se debe plantear como objetivo la dación de una “Ley del Desarrollo Nacional”, que establezca metas, prioridades y objetivos para la realización de proyectos de inversión dentro del área involucrada en la Regiones Arequipa y otras de necesidad urgente en el Perú; la cual funcionará en forma automática sobre el derecho a las inversiones públicas y privadas sin consideración específica del destino político del país Es necesario fortalecer técnica y económicamente las oficinas de administración de aguas así como otros organismos de desarrollo y entidades del Estado, para usos de las cuencas de los ríos del Perú, con el fin optimizar objetivos sobre el desarrollo agrícola, potencial hidroeléctrico, minero y poblacional a corto, mediano y largo plazo, logrando una verdadera integración regional en beneficio y formación de la Macro Región Sur del Perú Arequipa, Setiembre 2010 Raúl Gómez Silva Bacigalupo Ing_rgsb@hotmail.com