PRESAS- GENERALIDADES

Curso: ESTRUCTURAS HIDRULICAS

Docente: Msc. RICARDO NARVAEZ ARANDA

PRESAS

Contenido:

1. DEFINICIONES Y OBJETIVOS

2. CLASIFICACIN

3. SELECCIN DEL TIPO DE PRESA

4. DETERMINACION DE LA ALTURA DE PRESA

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Una presa es un lago artificial que se

forma al construirse un muro grueso

que interrumpe el curso de un ro, con

el fin de controlar el caudal de agua.

Las presas tienen como propsito

almacenar este lquido para el riego y el

consumo humano; o bien para la

produccin de energa elctrica.

DEFINICIONES Y OBJETIVOS Msc. RICARDO NARVAEZ ARANDA

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Msc. RICARDO NARVAEZ ARANDA

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Elevar su nivel para poder conducirla por alguna estructura de conduccin.

Formar un depsito que retenga los excedentes hdricos, para poder compensar luego los perodos de escasez, o

para amortiguar (laminar) las crecidas.

Con la cortina se represa el agua hasta una elevacin suficiente que permita derivar el gasto por la bocatoma y

se disea para que la corriente pase sobre ella, ya sea

parcial o totalmente su longitud.


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La longitud de la corona de la presa no ser menor de 500 m

La capacidad del reservorio formado por la presa no ser menor que un milln de metros cbicos

El mximo flujo de descarga distribudo por la presa no ser menor que 2000 m3/s

La presa tiene problemas de fundacin especialmente difciles

La presa es de un diseo inusual

CLASIFICACIN


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Se puede intentar una clasificacin de estas

cortinas considerando varios aspectos:

1. POR SU EJE EN PLANTA:

Rectas

Curvas

La lnea del eje por lo general es recta, y normal a la corriente, pero en ocasiones debido a la topografa o

geologa, del cauce se adaptan ejes curvos y mixtos con

el fin de disminuir las excavaciones y volmenes del

material en el cuerpo de la cortina o bien por cimentarla

en los estratos geolgicos mas favorables del sitio.

2. POR SU MATERIAL Msc. RICARDO NARVAEZ ARANDA

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De concreto:

Presas de gravedad

Presas de arco

Presas con contrafuertes

Pre / post-tensadas.

De terrapln:

Presas de tierra

Presas de enrocado / escollera.

Compuestas

PRINCIPALES TIPOS DE PRESAS

MATERIALES SUELTOS

PRESAS DE TIERRA

ESCOLLERA

HOMOGENEA

MODIFICADA

CONCRETO

GRAVEDAD

ARCO

MACIZAS

ALIGERADAS

CURVATURA HORIZONTAL

DOBLE CURVATURA Msc. RICARDO NARVAEZ ARANDA 7


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POR SU FUNCION

Presas de Almacenamiento:

Sirvan para embalsar agua en pocas de

lluvia, para utilizarla en pocas de estiaje,

que puede ser estacionales, anuales, o de

perodos ms largos.

Presas de Derivacin:

Se construyen para proporcionar la carga

hidrulica necesaria para desviar el agua

hacia tneles, canales, etc. Se emplean en

los proyectos de riego, energa, para uso

industrial, agua potable, etc.


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Presas de Regulacin:

Sirven para controlar el escurrimiento de las

avenidas y para detener los sedimentos,

evitando en el primer caso las inundaciones y

las consecuencias derivadas de este

fenmeno.

En el segundo caso, permiten incrementar la

vida til de los embalses de almacenamiento

construdos aguas abajo.

PRESAS DE GRAVEDAD

DE CONCRETO


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La presin que el agua ejerce sobre la presa, por un

lado tiende a hacerla "deslizar" sobre su fundacin y

por otro a "volcarla" hacia aguas abajo. Las Presas de

gravedad son todas aquellas en las que el peso propio

de la presa es el que impide que se produzcan alguna

de estas dos situaciones.

Podramos imaginar que la transferencia del empuje del

agua hacia la fundacin se realiza a travs de la presa,

la que ser ms estable cuanto "ms pesada" sea.

Desde este punto de vista, tanto una presa de

materiales sueltos como una de hormign, son de

gravedad. Sin embargo, suelen llamarse as a las presas

macizas de hormign.


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El cuerpo de las presas de hormign, se compone de

cemento, piedras, gravas y arenas, en proporciones

variables segn el tipo de estructura y las partes de las

mismas que se trate.

La particularidad de este material, que le permite adoptar

complejas formas una vez fraguado, da la posibilidad de

optimizar la forma y, por lo tanto disponer el peso de una

manera tal que sea mayor la capacidad de la presa en su

conjunto para resistir el empuje.

PRESAS DE ARCO


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Las presas en arco transmiten el empuje del agua hacia su

fundacin y sus apoyos, denominados estribos,

aprovechando su forma de "cscara".

Las presas en arco pueden ser de curvatura horizontal o de

doble curvatura conocidas como bveda o cpulas. Las

presas de arco son sumamente esbeltas adquiriendo

formas muy audaces y complejas, las que les permiten ser

muy altas y de poco espesor.

Para lograr sus complejas formas se construyen con

hormign y requieren gran habilidad y experiencia de sus

constructores, los que deben recurrir a poco comunes

sistemas constructivos.

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Debido a que transfieren en forma muy concentrada

la presin del agua al terreno natural, se requiere

que ste sea de roca muy sana y resistente, la que

debe tambin ser muy bien tratada antes de asentar

en ella la presa.

PRESA DE MATERIALES SUELTOS Msc. RICARDO NARVAEZ ARANDA

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Son presas de gravedad en las que materiales provistos por

la naturaleza no sufren ningn proceso qumico de

transformacin, siendo tratados y colocados mediante

procedimientos de compactacin propios de la mecnica de

suelos.

En su composicin intervienen, piedras, gravas, arenas,

limos y arcillas, siendo denominadas como presas de

escollera cuando ms del 50 % del material est compuesto

por piedra y presas de tierra cuando son materiales de

granulometras ms pequeas.

Cuando todo el material que componen las presas de

materiales sueltos tiene las mismas caractersticas, se

denominan homogneas, pudiendo tratarse de materiales

ms o menos impermeables.


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O bien pueden ser heterogneas, que son las ms comunes,

cuando se colocan diferentes materiales zonificados, con

ncleo impermeable y materiales ms permeables a medida

que nos alejamos del centro de la presa.

La impermeabilidad puede lograrse tambin mediante

pantallas o diafragmas. Estas variantes pueden presentarse

mediante configuraciones que se integren con distintas

participaciones de las diversas caractersticas mencionadas.

Las presas de materiales sueltos no soportan ser

sobrepasadas por una crecida. Por ello es necesario,

basndose en el conocimiento del comportamiento histrico

del ro, efectuar una prediccin de la forma en que se deber

operar el embalse formado, para evitar que en toda la vida de

la obra sea sobrepasada por ninguna crecida.


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ELEMENTOS Y CARACTERSTICAS GEOMTRICAS

FACTORES CONDICIONANTES:

Funcin de la obra.

Cimentacin.

Materiales.

Clima y sismicidad.

Equipo de construccin.


Funcin de la obra: Los proyectos de presas son de dos tipos: los que

almacenan agua y los que las retienen temporalmente. Dentro del

primer grupo caven distinciones en funcin del valor que tiene el

agua; no es lo mismo un aprovechamiento urbano en lugar donde se

escasea el agua, que otro de tipo rural en una regin de precipitacin

media.

Cimentacin : Se pueden usar varios mtodos de control de las

filtraciones, que dependen de los requisitos para evitar la prdida de

agua. El objetivo de las cimentaciones es permitir el paso libre de la

corriente y disipar la presin sin que se altere la estructura.

Materiales : La clasificacin ms comn que se usa en la discusin

de los procedimientos de construccin se basa en los materiales

que forma la estructura.

En esta clasificacin tambin se menciona el tipo bsico de

proyecto como, por ejemplo, para presas de concreto de gravedad y

las tipo arco.


CLIMA Y SISMICIDAD

La lluvia puede ser un obstculo serio para compactar el suelo en

forma controlada. Pero cuando la construccin se realiza en un

ambiente clido influye en los suelos limosos. Ambas situaciones

deben conocerse en la etapa de diseo para establecer normas de

trabajo o modificaciones de la seccin del borde que se hagan

posible la correcta ejecucin de la estructura.

La sismicidad de la regin puede aconsejar que se deseche la

construccin, de una cortina por el procedimiento hidrulico, ya que

el material se coloca saturado y en estado suelto. Salvo casos

particulares, los suelos compactados en terraplenes de baja altura,

aunque se encuentren saturados, exhiben un comportamiento

satisfactorio bajo las acciones de los sismos intensos debido a que

son expansivos. La presencia de limos no plsticos y arenas finas

uniformes y en condisiones sueltas bajo una obra hidrulica, puede

llevar a rechazar el sitio elegido por el peligro de licuacin.


CONSTRUCCIN: El rpido progreso de los

conocimientos sobre la mecnica de los suelos, se

ha traducido en un gran adelanto en el conocimiento

de los factores que influyen en la transformacin de

la tierra suelta y el material estructural. Los

progresos futuros en el campo de las terracerias,

dependen no solamente de la mecnica de suelos y

de la ingeniera de la cimentacin, sino tambin de

los buenos mtodos de construccin.



PRESAS ALIGERADAS

En las presas aligeradas, para resistir el empuje del agua, se

reemplaza la utilizacin de hormign en grandes masas por

un cuerpo resistente ms liviano integrado por elementos

estructurales tales como columnas, losas y vigas.

La presin del agua, distribuida a lo largo de una superficie,

se transforma en fuerzas concentradas y se "conduce" a los

apoyos de la presa mediante elementos planos y lineales.

Las presas del tipo aligeradas ms conocidas son las de

contrafuertes verticales.


Los contrafuertes son especies de costillas

estructurales perpendiculares al eje de la presa, que se

unen hacia aguas arriba con losas de hormign que

"sostienen" el agua, reciben su empuje y lo "transmite" a

los contrafuertes, los que a su vez trasladan los

esfuerzos a las fundaciones de la presa.


PRESAUBICACION

(RIO)ALTURA (m) TIPO

AO DE

PUESTA EN

SERVICIO

PROPOSITO

MAL PASOJUNIN

(MANTARO)70

TIERRA Y

ENROCADO1936 ENERGIA

SAN LORENZOPIURA

(CHILIPICO)57

TIERRA Y

ENROCADO1958 IRRIGACION

EL FRAYLEAREQUIPA

(BLANCO)74

CONCRETO EN

ARCO1961 IRRIGACION

TINAJONES

LAMBAYEQUE

(QDA.

AREQUIPEA)

40 TIERRA 1968 IRRIGACION

AGUADA

BLANCA

AREQUIPA

(CHILI)45

ENROCADO CON

PANTALLA DE

ACERO

1971 IRRIGACION

TABLACHACAHUANCAVELICA

(MANTARO)80

CONCRETO-

GRAVEDAD1972 ENERGIA

POECHOSPIURA

(CHIRA)48 TIERRA 1975 IRRIGACION

CONDOROMAAREQUIPA

(COLCA)92 TIERRA 1985 IRRIGACION

GALLITO

CIEGO

CAJAMARCA

(JEQUETEPEQUE)112

TIERRA Y

ENROCADO1987 IRRIGACION

YURACMAYOLIMA

(BLANCO)56 TIERRA 1992

ENERGIA Y

AGUA

POTABLE

PRINCIPALES PRESAS DEL PERU


LAS PRESAS MAS IMPORTANTES

DE MEXICO

Presa Capacidad (millones de metros

cbicos-MMC)

La Angostura (Belisario Domnguez) 20,217

Nezahualcyotl (Malpaso) 14,028

Chicoasn (Manuel Moreno Torres) 11,883

Infiernillo 11,860

Presidente Miguel Alemn (Temascal) 9,106

Internacional La Amistad 7,000

Aguamilpa 7,000

Miguel de la Madrid (Cerro de Oro) 5,380

Internacional Falcn 4,908

lvaro Obregn (Oviachic) 4,200

Presidente Adolfo Lpez Mateos (Humaya) 4,064

Lzaro Cardenas (El Palmito) 4,438

Miguel Hidalgo (El Mahone) 4,030

Presidente Plutarco Elas Calles 3,676


SELECCIN DEL TIPO DE PRESA

Los principales factores involucrados son los siguientes:

a) Factores topogrficos (forma del valle):

Valle en V presa de arco

Valle en U presa de gravedad o terrapln

Si B/H < 4 arco

Si B/H vara entre 4 y 7 arco grueso; arco gravedad

Si B/H > 7 gravedad; contrafuertes, terrapln


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SELECCIN DEL TIPO DE PRESA

b) Calidad de la roca:

Los niveles promedio de esfuerzo transmitidos por las

presas a la fundacin son los siguientes:

Presin o Esfuerzo de Presa Roca o Fundacin

Presa con contrafuertes: 7 MN/m2

Presa de gravedad: 4 MN/m2

Presa de arco: 10 MN/m2

Presa de terrapln: 2 MN/m2


DETERMNACION DE LA ALTURA DE LA

PRESA Se debe tomar en cuenta:

Nivel alcanzado en el reservorio durante el trnsito de la avenida de diseo en el vaso.

Sobre elevacin por empuje del viento (wind set-up).

Accin de las olas

Disposicin de un margen libre adecuado. Una estimacin preliminar del margen libre es la siguiente:


D 6200

cos F VS

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