Presas: Tipos, Clasificación y Métodos de Auscultación

Tipos de Presas: Características, Clasificación y Métodos de Auscultación

Presas de Arco: Definición y Clasificación

Las presas de arco son estructuras hidráulicas curvas y delgadas, comúnmente reforzadas con barras o cables de acero. Estas presas transmiten el empuje del agua hacia su fundación y sus apoyos, denominados estribos, aprovechando su forma de "cáscara". Para construir una presa de arco, se necesita una roca consolidada.

Clasificación de las Presas de Arco

Las presas de arco se clasifican según varios criterios:

• Por su esbeltez (Ke) y coeficiente de cauce (n=L/H):
  • Delgadas: Ke menor a 0.2
  • Gruesas: Ke entre 0.2 y 0.35, con 2 ≤ n ≤ 3
  • Arco-gravedad: Ke mayor a 0.35, con n > 3
• Por su altura:
  • Bajas: hasta 40 m
  • Medias: de 40 a 100 m
  • Altas: más de 100 m
• Por su forma:
  • Con una curvatura (cilíndricas): radio constante en sentido horizontal.
  • Con doble curvatura (cúpulas): ángulo constante.
• Por la manera de verter agua:
  • Cerradas: sin vertederos.
  • Abiertas: con vertederos.

Auscultación Sísmica en Presas: Ubicación y Equipos

La auscultación sísmica es crucial para monitorear la respuesta de las presas ante vibraciones, ya sean naturales (terremotos) o provocadas por actividades humanas (voladuras). Los sismógrafos se instalan tanto en presas de hormigón como en las de materiales sueltos para registrar estas vibraciones.

Presas de Escollera: Definición y Tipos

Las presas de escollera son obras hidráulicas con características intermedias entre las presas de gravedad y las de tierra. Están construidas con bloques de roca de diferentes tamaños.

Importancia del Plinto en Presas de Escollera

El plinto es un elemento fundamental en las presas de escollera. Proporciona estabilidad estructural, resistencia a las fuerzas del agua y un apoyo sólido para la estructura, reduciendo significativamente el riesgo de falla.

Curva de Saturación en Presas de Materiales Sueltos

La curva de saturación en presas de materiales sueltos indica cómo varía la humedad del material con la presión aplicada. Este parámetro es vital porque influye directamente en la estabilidad y la capacidad de carga de la presa.

Objetivos de la Auscultación de Presas

Las presas son infraestructuras esenciales para el desarrollo de cuencas, el riego, la producción de energía eléctrica y otros aspectos económicos. La auscultación tiene como objetivos principales:

• Obtener información para verificar el comportamiento de la presa y detectar indicios de condiciones adversas (presiones, filtraciones, etc.).
• Suministrar datos sobre la "salud" de la presa, comparando el comportamiento real con el previsto teórica y experimentalmente.
• Proporcionar información oportuna sobre el inicio o desarrollo de daños que puedan comprometer la seguridad de la presa, permitiendo tomar medidas correctivas a tiempo.

Tipos de Auscultación

• Auscultación Hidráulica: Mide las filtraciones y las presiones intersticiales en los materiales de la presa y su cimiento. También se monitorea continuamente el nivel del embalse.
• Auscultación Térmica: Mide las temperaturas del ambiente y del interior de la presa, especialmente importante en presas de hormigón para el cálculo de tensiones. Se utilizan termómetros de resistencia embebidos en los bloques de mayor altura y en los estribos.
• Auscultación Sísmica: Utiliza sismógrafos para controlar los efectos de las vibraciones naturales y artificiales en la presa.
• Auscultación Deformacional y Tensional: Mide los movimientos de traslación horizontal mediante teodolitos de precisión, distanciómetros, péndulos o clinómetros. Se instalan puntos de observación en la coronación y en los paramentos.
• Auscultación Geodésica: Mide ángulos de visuales a diversos puntos desde estaciones fijas ubicadas aguas abajo de la presa, para detectar movimientos de la estructura y sus cimientos.

Equipos de Auscultación

• Péndulos:
  • Péndulos Directos: Miden movimientos horizontales relativos al punto superior del péndulo.
  • Péndulos Inversos: Miden movimientos relativos al punto inferior del péndulo, anclado en un sondeo vertical.
• Deformómetros: Controlan juntas de dilatación en estructuras de hormigón, fracturas en rocas y otras deformaciones.
• Cabezales de Drenes: Monitorean las subpresiones en el cimiento de la presa, evaluando la eficacia de la red de drenaje y la pantalla de impermeabilización.

Presas de Materiales Sueltos

Son presas de gravedad construidas con materiales naturales que no sufren transformaciones químicas. Estos materiales son tratados y colocados mediante técnicas de compactación de la mecánica de suelos.

Obras de Protección en Presas de Materiales Sueltos

• Protección del Talud Aguas Arriba: Se protege contra olas, lluvia, fluctuaciones del nivel del embalse y animales excavadores.
• Recomendaciones para el Diseño del Enrocado de Protección:
  • Colocar el enrocado sobre un filtro de grava de 0.30 m de espesor.
  • Espesor mínimo del enrocado: 0.30 m (colocación manual) o 0.45 m (colocación al volteo).

Clasificación de las Presas de Materiales Sueltos

• Homogéneas: Todos los materiales tienen las mismas características.
• Heterogéneas: Se utilizan diferentes materiales zonificados, con un núcleo impermeable y materiales más permeables hacia el exterior.
• De Pantalla: La impermeabilidad se logra mediante pantallas o diafragmas de material impermeable, hormigón o asfalto.

Ventajas e Inconvenientes de las Presas de Arco

• Se adaptan a diferentes tipos de cauce, pero en lugares estrechos pueden ser antieconómicas por el volumen de hormigón.
• Requieren mayor superficie de encofrado y presentan mayores dificultades constructivas.
• Necesitan medidas especiales para resistir solicitaciones sísmicas, excepto en presas masivas de contrafuertes.
• En presas de múltiples arcos, la retracción por cambios bruscos de temperatura puede afectar tanto a los arcos como a los contrafuertes.