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Vida útil de las presas

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by

samuel jimenez

on 28 January 2014

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Transcript of Vida útil de las presas

Presas
Vida útil de las presas

El promedio de vida útil de las presas es de unos 55 a 60 años debido a la erosión mecánica de los materiales.



Las principales presas en Republica Dominicana

Pesca y fauna
Como se dijo anteriormente, la pesca, usualmente, se deteriora, debido a los cambios en el caudal o temperatura del río, la degradación de la calidad del agua, la pérdida de los sitios de desove y las barreras que impiden la migración de los peces.
El mayor impacto para la fauna se originará en la pérdida de hábitat, que ocurre al llenar el reservorio y producirse los cambios en el uso del terreno de la cuenca. Pueden afectar los modelos de migración de la fauna, debido al reservorio y el desarrollo que se relaciona con éste.

Los beneficios de la presa son: Se controlan las inundaciones y se provee un afluente de agua más confiable y de más alta calidad para el riego, y el uso domésticos e industrial.
Efectos hidrológicos: Al represar un río y crear una laguna, se cambia profundamente la hidrología y limnología del sistema fluvial


Estudios a realizar para construir las presas

Estudios previos:

Dentro de las primeras etapas para la realización del proyecto de una presa se encuentra la planeación, que consiste básicamente en definir dos puntos primordiales, las necesidades o demandas y las alternativas posibles para satisfacerlas.

En los proyectos de presas, las necesidades consisten en definir si la presa será de aprovechamiento o de defensa o derivación, es decir, para una ciudad con problemas de avenidas su necesidad es una presa de defensa, mientras que en una población con poco abastecimiento de agua, donde la economía se basa en la agricultura, la necesidad sería una presa de aprovechamiento o más específicamente una presa para riego agrícola.

Una vez conocidas las necesidades, se realiza el análisis de factibilidad del proyecto, para el cual es necesario conocer las características de la zona con las que es posible plantear las alternativas más favorables para el proyecto. Este análisis permite también conocer los pros y contras que llevarán la decisión de llevar a cabo o no el proyecto.


Datos generales necesarios
 
a.- Mapa de localización y de los alrededores:
1.- Localización del proyecto.
2.- Localización de obras existentes afectada por la obra.
3.- Localización de carreteras y otros servicios públicos.
4.- Estaciones de aforo y de muestreo.
 
b.- Datos hidrológicos:

1.- Informe geológico.
2.- Observaciones sobre el nivel freático.
3.- Presencia de materiales perjudiciales y de depósitos de sal.
4.- Fotografía mostrando las características del vaso y de los terrenos.
5.- Secciones transversales geológicas.
 
c.- Datos del vaso.

a.- Plano del vaso:
1.- Topografía.
2.- Alineamiento de control; tanto horizontal, como vertical .
3.- Clasificación de los terrenos en base al tipo de cultivo, propietarios y posición legal en conexión con la adquisición de derecho de vía, concesiones y nombre de los propietarios.


Ventajas e inconvenientes de las presas
 
Ventajas:

Permiten medir el caudal con facilidad y exactitud; se construyen fácilmente y sólo necesitan poco mantenimiento.

La broza flotante pequeña pasa fácilmente por la entalladura; son duraderas.

Inconvenientes:

Necesitan mucha altura de caída para funcionar debidamente.

La broza grande puede obstruir la entalladura y cambiar el flujo de agua.

Pueden ocurrir cambios de calibración si se modifica el canal aguas arriba, como por ejemplo cuando se forman sedimentos detrás de la presa.
 


Cómo elegir el tipo de presa más conveniente
 
La elección del tipo de presa más adecuado para un emplazamiento concreto se determina mediante estudios de ingeniería y consideraciones económicas (el costo de la presa depende de la disponibilidad de los materiales para su construcción y de las facilidades para su transporte).
 
La selección del tipo de presa a emplear depende de:


a.- Topografía.
b.- Geología.
c.- Clima.
d.- Costo de ejecución del proyecto.
 
Las características también son factor determinante a la hora de elegir el tipo de estructura.
En primer lugar estime el caudal del arroyo empleando los métodos del flotador y la sección transversal. El método del flotador, este método se miden caudales de pequeños a grandes con mediana exactitud. Conviene emplearlo más en arroyos de agua tranquila y durante períodos de buen tiempo, porque si hay mucho viento y se altera la superficie del agua, el flotador puede no moverse a la velocidad normal.
El método de la sección transversal: Este es un método sencillo para medir un caudal de pequeño a grande con bastante más exactitud. Como este último método, conviene emplearlo en agua tranquila, en momentos de buen tiempo, cuando hay poco viento.


Partes constituyentes de una presa

Material del que está hecha la presa

Aliviaderos o vertedor de excedencias

Obras de toma

Vaso de almacenamiento

Embalse

La cortina de la presa

Cerrada o boquilla

Tipos de presas

Siendo las presas una estructura hidráulica los distintos tipos posibles responden a las variadas formas de lograr las dos exigencias funcionales:

Resistir el empuje del agua
Evacuar los caudales restantes


Objetivo primordial
Es almacenar grandes cantidades de agua para diferentes propósitos:

•Riego.
•Abastecimiento poblacional.
•Generación de energía hidroeléctrica.
•Control de inundaciones.
•Para recreación, pesca, actividades deportivas.
•Usos múltiples.


Las 5 presas más importantes del mundo

Presa Chicoase:
Presa Inguri:
Presa Grande Dixence
Presa Nurek:
Presa de las Tres gargantas

Presa de Sabaneta

Presa de Sabana Yegua

Presa de Rincón

La presa Jigüey

Impactos durante la construcción



La construcción de una presa puede durar varios años, en media 5 a 6 años. Las situaciones que se dan durante la construcción son totalmente diferentes a las que se tendrán una vez terminada la presa y puesta en operación.



Amenaza sísmica

A menudo, la gente de ciudad, los intereses agrícolas y las personas que viven lejos, disfrutan de los beneficios de las presas, pero los que soportan la mayor parte de los costos ambientales y sociales, se benefician en un grado menor, o no se benefician, a saber: los habitantes del área inundada por el reservorios, y los que viven en los terrenos aluviales.


Temas sociales

Los proyectos de las presas grandes causan cambios ambientales irreversibles en un área geográfica grande y en todo tipo de sistema, es decir, que a las aguas contaminadas (por las presas) les hacen daño a los animales, y, por lo tanto, tienen el potencial para causar impactos importantes.


Potenciales Impactos Ambientales

a) Alteración del régimen hidrológico natural: inundaciones en regiones de aguas arriba, merma de los caudales circulantes agua abajo.
b) Alteración de las zonas bajas que perturba el ciclo natural de peces y otros organismos acuáticos (alteración de corredores ecológicos naturales).
c) Alteración de los hábitats y los paisajes fluviales.
d) Desaparecen tierras cultivables, dificulta la navegación fluvial.
e) Desplazamiento de comunidades enteras.
f) Cambios forzados en las actividades de subsistencia.


Sin embargo, también pueden causar:

a) Regulación del régimen hidrológico natural mediante:
-- Control de las inundaciones.
-- Paliativo contra la sequía (disponibilidad de agua cuando se producen escasez).
b) Canalización de agua para riego, consumo urbano o de procesos industriales.
c) Generación de energía que proporciona una alternativa a los combustibles fósiles
(Energía hidroeléctrica: 20% de la producción mundial de electricidad).
d) Contribución al desarrollo económico en muchos lugares.


Las presas pueden proporcionar:

Antes de construir la presa debe evaluarse muy objetivamente las ventajas e inconvenientes, mediante un estudio de impacto ambiental.

Impacto ambiental de una presa

El estudio económico trata, de determinar cual será la cantidad de recursos económicos que son necesarios para que el proyecto se realice, indicando los parámetros que definen la inversión abarcando los gastos necesarios para el funcionamiento y construcción de la presa.


Estudio económico

Reconocimiento de la cuenca a través de sus características fisiográficas
- Análisis de datos de precipitación
- Análisis de datos de evaporación
- Relación lluvia- escurrimiento
Sin embargo, la Hidrología también define las capacidades y elevaciones del vaso de almacenamiento que permiten dimensionar la cortina y obras auxiliares de ésta. Para dimensionar el vaso se utilizan:
- Curvas elevaciones – áreas – capacidades (volúmenes)
- Capacidad de azolves y NAMINO
- Capacidad útil y NAMO
- Avenidas de diseño para la obra desvío y excedencias
- Capacidad de control o regulación, NAME
- Bordo libre


Un estudio hidrológico básico incluye:

En la proyección de presas, un estudio hidrológico es primordial ya que a través de él se conocerán todos los gastos de diseño de las estructuras de la presa y con ellos el diseño para la factibilidad de construcción de la misma.


Estudio hidrológico

Este tipo de estudios incluye la realización de pruebas de campo que permitan caracterizar los macizos rocosos y determinar parámetros de diseño y ubicación de los sitios y geometría de las excavaciones.


Estudio geotécnico

Este tipo de estudios se realizan para conocer la actividad sísmica de la zona de construcción. Para llevar a cabo este tipo de análisis debe contarse con registros históricos de sismos de los cuales se conozca su magnitud, frecuencia y epicentro.


Riesgo sísmico

En la ingeniería civil, la Geología interesa para conocer a detalle el área donde se desea construir y sus características más aprovechables o bien como resolver el problema de encontrar un tratamiento adecuado a la geología del sitio.
Características del suelo
En las formaciones de roca sedimentaria, se tienen partículas de suelo de diferentes tamaños por lo que es importante realizar un análisis granulométrico y conocer la variación de tamaños de sus partículas


Estudio Geológico

*Estudio Hidrogeológico.
*Estudio topográfico.
*Estudio geológico.
*Estudios geotécnicos.
*Estudios económicos

Para conocer las características de la zona de construcción es necesario contar con los siguientes datos:

Se debe encontrar un tramo del río cuya franja adyacente sea lo más plano posible, una misma profundidad y un ancho parejo. Una vez identificado el sector se marca con dos (2) estacas, y como flotador se utiliza un limón, naranja o corcho a fin que sea visible. Se debe medir la distancia entre una estaca a la otra que oscilara entre 4 a 10 metros dependiendo el criterio y condiciones del área. Seguidamente se obtiene un cronometro para calcular el tiempo en que le tomará a el Flotador pasar de un punto al otro (Estaca A hasta la Estaca B).


•Un reloj o cronómetro.
•Un decámetro o cinta medidora.
•Una regla o tabla de madera graduada.

1-Seleccionar el lugar adecuado
2-Medición de la velocidad.
3-Medición del área de la sección transversal del río.

Profundidad Metros
Medición del ancho del rio
Medición de la profundidad del rio
Cálculo del Caudal del río


•Un objeto flotante, puede ser una bola de ping-pong, una botella plástica pequeña, una rama, un trozo de madera que flote libremente en el agua.


Esquema de una presa



1-Cresta o corona
2-Revestimiento de la corona
3-Filtros
4-Corazón o núcleo impermeable
5-Trinchera
6-Transiciones
7-Enroscamientos
8-Deposito aluvial
9-Roca basal
10-Talud de aguas arriba
11-Talud de aguas abajo
12-Pantalla de inyecciones
13-Galería
14-Drenes
15-Pozos activos
16-Embalse
17-Borde libre
18-Altura de la cortin



Según su proyecto hidráulico:

 
1.- Vertedoras

 

2.- No vertedoras 


Según su uso

 
Almacenamiento

Derivación

Reguladoras

Presa de machones


Presa de bóveda o de doble arco

Diques de tierra

Presa de arco-gravedad

Presa de arco

Presa de arco

Presa de arco-gravedad

Diques de tierra

Presa de bóveda o de doble arco

De machones


Tipos de presas según estructura


Una presa, es simplemente una pared que se coloca en un sitio determinado del cauce de una corriente natural, formando un embalse (lago artificial).Además es una barrera fabricada con piedra, hormigón o materiales sueltos, que se construye habitualmente en una cerrada o desfiladero sobre un río o arroyo.


Presa de Monción

 

¿Cuáles son las características principales?
 
1.- Debe ser lo más impermeable posible, geológicamente óptima.
2.- Debe poseer un sitio adecuado para colocar la presa, es decir, una garganta y un suelo resistente.
3.- Disponibilidad de materiales de construcción próxima a la presa.
4.- Geológicamente estable para fundar estribos.
5.- Buena capacidad de almacenamiento, es decir, que se almacenen grandes volúmenes de agua, con costos relativamente bajos.
6.- Agua de buena calidad.
7.- Sitio apropiado para la colocación de aliviaderos u obras de toma.


Análisis para la selección del tipo de presa:

1.- Altura de la presa:
Menores a 30 metros, el 80% son de presas de tierra.
Mayores de 150 metros, el 60% son presas de hormigón.
2.- Geomorfología de la cerrada, valles amplios (presas de tierra),
valles estrechos (presas de hormigón).
3.- Condiciones geológicas geotécnicas de la cimentación, es decir,
cuando el macizo de cimentación es muy deformable (rocas blandas o
suelos) o de baja resistencia se construyen presas de tierra.




.

 

 

Medición del caudal por el método de la sección transversal
El lugar donde se va ha efectuar la medición se conoce como la sección transversal del curso de agua y donde se va medir la velocidad del agua, esta debe estar emplazada en un tramo del cauce o canal donde el flujo de agua tenga las siguientes características:
 
Los filetes líquidos son paralelos entre sí.
Las velocidades son suficientes para una buena utilización del correntómetro, en caso de utilice este instrumento.

La primera característica exige a su vez:
Un tramo recto de cauce, que sus márgenes sean rectas y paralelas.
Un lecho estable, y Una sección transversal de flujo relativamente constante a lo largo del tramo recto.
Las velocidades son constantes, para una misma altura del tirante de agua.

Calibración de la Sección

Tanto el área de la sección como la velocidad del agua pueden variar con los cambios de altura en el nivel del agua, si hacemos esto en una sección adecuada, esta relación es generalmente fija, circunstancia que podemos aprovechar para que, una vez conocida esta relación entre nivel del agua, sección transversal y velocidad, puedan obtenerse y registrarse los caudales mediante una escala de alturas, que indica la variación del caudal

Empleando el método de la sección transversal


Medición del caudal por el método del flotador

Este es un método sencillo que permite calcular el caudal con un error no muy grande. Se requiere para realizarlo un cronómetro, dos estacas y un flotador visible. Se elegirá un tramo del río recto, donde haya pocas turbulencias e irregularidades. Una vez medida la distancia donde se va a medir la velocidad, se echa el flotador al agua y se mide el tiempo que tarda en recorrer la distancia elegida, repitiéndose la operación en tres secciones del río, por lo menos. En el tramo central se calcula la sección del río, midiendo la profundidad en varios puntos y la distancia a los márgenes para así tener un aproximado del caudal existente. Para adelantar los procedimientos se requieren los siguientes materiales y equipos:



Empleando el método del flotador



Esclusas: permite la navegación a través de las presas.









Escala de peces: permite la migración de peces en sentido ascendentes de la corriente o en los casos más extremos.




Coronación: es la superficie que delimita la presa superiormente .








Cimentación: Es la parte de la estructura de la presa a través de la cual se transmiten las cargas del terreno tanto las producidas por la presión hidrostática como las del peso propio de la estructura.





Los estribos o empotramientos; son los laterales del muro que están en contacto con la cerrada contra la que se apoya.


Los parámetros: son las dos superficies más o menos verticales principales que delimita el cuerpo de la presa.



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