Diseño de Presas: Diferencias entre Arco-Gravedad y Gravedad, Efectos Térmicos

Características Diferenciales entre Presas Arco-Gravedad y Presas de Gravedad de Planta Curva

A continuación, se detallan las principales diferencias entre estos dos tipos de estructuras:

1. Las juntas transversales se inyectan únicamente en las presas arco-gravedad.
2. Las presas arco-gravedad tienen un talud más reducido, pero la cota del vértice se aumenta unos 6 metros en comparación con las de gravedad.
3. Las presas arco-gravedad se ubican más arriba de la zona más estrecha de la cerrada que las presas de gravedad (las cuales también se emplazan aguas arriba de la zona más estrecha de la cerrada, pero no tanto).
4. En las presas arco-gravedad hay un ahorro de hormigón en la sección transversal, pero pueden resultar más caras debido al aumento de la curvatura y a las inyecciones.

Cálculo Tensional en Presas de Fábrica: Obligatoriedad de Incluir la Variación de Temperatura

¿Cuándo es obligatorio incluir en el cálculo tensional de una presa de fábrica la variación de temperatura de los bloques? Razone la respuesta.

Es obligatorio en las presas arco y en las presas bóveda.

En las presas de gravedad existen unas juntas que permiten a los bloques de hormigón moverse ligeramente, haciendo que el esfuerzo térmico no influya significativamente en el diseño. En las presas arco y bóveda, al estar las juntas transversales inyectadas, se debe considerar el efecto térmico tanto para incrementos como para descensos de temperatura y en situación de embalse lleno y vacío.

Tipos de Presas y sus Características

Presa Arco-Gravedad

Son una solución adecuada cuando se desea construir una presa de gravedad sobre roca blanda, ya que reparten las cargas de forma mucho más homogénea. Sin embargo, siguen requiriendo una roca con buena capacidad portante.

Características Principales:

• Tiene las juntas transversales inyectadas.
• Tiene una sección más esbelta que las presas de gravedad. (Talud presas de gravedad: 0.75-0.85 H/V. Talud presas arco-gravedad: 0.35-0.5 H/V.)
• El vértice no está por debajo de la cota de coronación como en las presas de gravedad, sino por encima (entre 2 y 6 metros por encima).
• Incide sobre los estribos (tiene menos curvatura en los estribos).
• Su sección en planta suele estar formada por un arco de 3 tramos circulares con distintos centros para buscar un arco lo más antifunicular posible.
• La cerrada debe ser estrecha y simétrica (relación L/H < 6, aproximadamente).
• Se busca rigidizar los arcos de la parte alta de la presa, que son los que van a soportar la fuerza hidrostática ejercida en la zona superior. Mientras que en la parte baja, es la ménsula la que resiste la fuerza hidrostática.

Presa Arco-Bóveda

Características Principales:

• Se busca que todo el hormigón trabaje a compresión, evitando las tracciones mediante su forma.
• El cálculo de sección se realiza por el Método de Elementos Finitos, iterando y comprobando que no hay tracciones.
• El efecto térmico: El efecto de la temperatura adquiere mayor importancia que en las presas de gravedad, ya que las dilataciones se traducen en cargas al tener las juntas transversales inyectadas. El efecto térmico varía dependiendo de si la presa está llena o vacía.

Fórmula relacionada con el efecto térmico (según texto original): Térmico → Δσ = Δt / (1 + 0.3 · e)

Donde:

• e: espesor medio de la presa.
• Δt: diferencia con la temperatura de inyección.