Presa o Represa

Es una barrera artificial que se construye en algunos ríos para embalsarlos y retener su caudal. Los motivos principales para construir presas son concentrar el agua del río en un sitio determinado, lo que permite generar electricidad, regular el agua y dirigirla hacia canales y sistemas de abastecimiento, aumentar la profundidad de los ríos para hacerlos navegables, controlar el caudal de agua durante los periodos de inundaciones y sequía, y crear pantanos para actividades recreativas. Muchas presas desempeñan varias de estas funciones.

Tipos de Presa

Presas de gravedad

Las presas de gravedad son estructuras de hormigón de sección triangular; la base es ancha y se va estrechando hacia la parte superior; la cara que da al embalse es prácticamente vertical. Vistas desde arriba son rectas o de curva suave. La estabilidad de estas presas radica en su propio peso. Es el tipo de construcción más duradero y el que requiere menor mantenimiento. Su altura suele estar limitada por la resistencia del terreno. Debido a su peso las presas de gravedad de más de 20 m de altura se construyen sobre roca. La presa Grande Dixence, en Suiza, que se terminó de construir en 1962, tiene una altura de 284 m y es una de las más grandes del mundo. Tiene una estructura de hormigón de gravedad de 700 m de largo, construida sobre roca.

Presas en arco

Son todas aquellas en las que su propia forma es la encargada de resistir el empuje del agua. Debido a que la presión se transfiere en forma muy concentrada hacia las laderas de la cerrada, se requiere que ésta sea de roca muy dura y resistente. Constituyen las represas más innovadoras en cuanto al diseño y que menor cantidad de hormigón se necesita para su construcción.

Cuando la presa tiene curvatura en el plano vertical y en el plano horizontal, también se denomina de bóveda. Para lograr sus complejas formas se construyen con hormigón y requieren gran habilidad y experiencia de sus constructores que deben recurrir a sistemas constructivos poco comunes.

Este tipo de presa utiliza los fundamentos teóricos de la bóveda. La curvatura presenta una convexidad dirigida hacia el embalse, así la carga se distribuye por toda la presa hacia los extremos; las paredes de los estrechos valles y cañones donde se suele construir este tipo de presa. En condiciones favorables, esta estructura necesita menos hormigón que la de gravedad, pero es difícil encontrar emplazamientos donde se puedan construir.

Presas de contrafuertes

Las presas de contrafuertes tienen una pared que soporta el agua y una serie de contrafuertes o pilares, de forma triangular, que sujetan la pared y transmiten la carga del agua a la base. Estas presas precisan de un 35 a un 50% del hormigón que necesitaría una de gravedad de tamaño similar. Hay varios tipos de presa de contrafuertes: los más comunes son de planchas uniformes y de bóvedas múltiples. En las de planchas uniformes el elemento que contiene el agua es un conjunto de planchas que cubren la superficie entre los contrafuertes. En las de bóvedas múltiples, estas permiten que los contrafuertes estén más espaciados.

A pesar del ahorro de hormigón, las presas de contrafuertes no son siempre más económicas que las de gravedad. El coste de las complicadas estructuras para forjar el hormigón y la instalación de refuerzos de acero suele equivaler al ahorro en materiales de construcción. Pero este tipo de presa es necesario en terrenos poco estables.

Funciones de la represa

Dentro de las funciones que cumple una estructura la represa cumple las siguientes:

ü  Soportar una carga: Al resistir y aguantar la fuerza ejercida por la gran cantidad de agua. 

ü  Soportar fuerzas exteriores: Al resistir los cambios que el ambiente ejerce sobre el agua y estar habilitada para soportar mas de lo comúnmente previsto. 

ü   Mantener la forma: Al  estar hechas con materiales finos como el hormigón y tener armadura de acero haciendo que sean duraderas y estables.

Fuerza que soporta una presa

La fuerza que soporta una presa es una fuerza de comprensión pues el embalse (es el volumen de agua que queda retenido por la represa) intenta comprimir la presa en el sentido del cause.

La presa actua como soporte o apoyo.

Elementos de la represa

En una represa se puede distinguir diferentes elementos estructurales que son: 

ü  El embalse: es el volumen de agua que queda retenido por la presa. 

ü  El vaso: es la parte del valle que, inundándose, contiene el agua embalsada. 

ü  La presa: propiamente dicha, cuyas funciones básicas son, por un lado garantizar la estabilidad de toda la construcción, soportando un empuje hidrostático del agua muy fuerte, y por otro no permitir la filtración del agua hacia abajo.

Diseño de la represa

Una presa debe ser impermeable; las filtraciones a través o por debajo de ella deben ser controladas al máximo para evitar la salida del agua y el deterioro de la propia estructura. Debe estar construida de forma que resista las fuerzas que se ejercen sobre ella. Estas fuerzas que los ingenieros deben tener en cuenta son: la gravedad (que empuja a la presa hacia abajo), la presión hidrostática (la fuerza que ejerce el agua contenida), la presión hidrostática en la base (que produce una fuerza vertical hacia arriba que reduce el peso de la presa), la fuerza que ejercería el agua si se helase, y las tensiones de la tierra, incluyendo los efectos de los sismos.

Aliviaderos

Después de determinar el nivel del embalse en condiciones normales, hay que establecer los procedimientos que aseguren que este nivel no se supere. Los aliviaderos son necesarios para descargar el excedente de agua para que este no dañe la presa, la central eléctrica ni la ribera del río delante de la presa. El tipo de aliviadero más común es el derrame. Este sistema consiste en que una zona de la parte superior es más baja. Para permitir el aprovechamiento máximo de la capacidad de almacenamiento, estas partes más bajas están cerradas con unas compuertas móviles. En algunas presas, los excedentes de agua son tan grandes que hay aliviaderos en todo el ancho de la presa, de forma que la estructura es una sucesión de pilares que sujetan compuertas levadizas. Otro tipo de aliviadero es el salto de agua, un canal de hormigón ancho, con mucha pendiente, que se construye en la base de algunas presas de altura moderada.

Las grandes presas de bóveda construidas en cañones rocosos tienen normalmente, río abajo, paredes demasiado inclinadas para utilizar aliviaderos de derrame. Un ejemplo de esto es la presa Hoover, en el río Colorado (Estados Unidos), en la que se utilizan vertederos de pozo, que consisten en un conducto vertical que conduce agua del embalse, cuando el nivel es alto, hasta un conducto horizontal que atraviesa la presa y la lleva río abajo.

Desaguaderos

Además de los aliviaderos, que aseguran que el embalse no rebase la presa, los desaguaderos son necesarios para extraer de modo constante agua del embalse. El agua extraída puede descargarse río abajo, puede llevarse a los generadores para obtener energía hidroeléctrica o puede utilizarse para riego. Los desaguaderos son conductos o túneles cuyas entradas se encuentran a la altura del nivel mínimo del embalse. Estas tomas poseen unas compuertas o válvulas que regulan la entrada de agua.

Cuidados

Se debe tener en cuenta que al realizar una estructura se debe mirar muchos y diferentes factores que influyen en esta, pues el entorno puede causar diferentes daños en la estructura por lo que tiene prioridad resaltar la influencia que puede generar estos factores. Una estructura debe ser creada para la duración y la resistencia a todo lo que pueda amenazarla haciendo que requiera un alto grado de planeación antes de construirla.

Ejemplo de esto son las represas o presas en las que se debe tener en cuenta los factores del entorno en que se encuentra, como lo son los diferentes desastres naturales que ocurran en la región, los que amenazan y pueden destruirla (terremotos, aumento del caudal del río,etc) como tambien el diseño de la estructura visionado para la duración y la alta resistencia.