UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN

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FACULTAD DE INGENIERA CIVIL ARQUITECTURA Y GEOTECNIA

TRABAJO ENCARGADO

TACNA PER2014

INTRODUCCIN

Las represas son Construcciones realizadas en la cuenca de los ros con mltiples finalidades, entre las que destacan: abastecimiento de agua a poblaciones, regulacin general de la corriente de agua o ro, aprovechamiento industrial de su energa, hacer navegables ciertos canales o tramos de ro y defender de los daos producidos por las riadas e inundaciones, entre otros. Se denominaembalsea la acumulacin de agua producida por una obstruccin en el lecho de unrooarroyoque cierra parcial o totalmente su cauce.La obstruccin del cauce puede ocurrir por causas naturales como, por ejemplo, el derrumbe de una ladera en un tramo estrecho del ro o arroyo, la acumulacin de placas de hielo o las construcciones hechas por los castores, y por obras construidas por el hombre para tal fin, como son laspresas.

REPRESAS, PRESAS Y EMBALSESI. DEFINICIN:Se llama presa en general a una construccin que se levanta en el lecho del ro para atajar el agua, produciendo una elevacin de su nivel que permite la derivacin de ella, o bien para almacenar el agua regulando el caudal del ro.

Las presas permiten controlar y disponer de agua con los siguientes fines: Consumo humano Consumo industrial Riego Navegacin Generacin Elctrica Turismo, Esparcimiento y Recreacin Piscicultura

En ingeniera se denominapresaorepresaa un muro fabricado con piedra, hormign o materiales sueltos, que se construye habitualmente en una cerrada o desfiladero sobre un ro, arroyo o canal con la finalidad de contener el agua en el cauce fluvial para su posterior aprovechamiento en abastecimiento o regado, para elevar su nivel con el objetivo de derivarla a canalizaciones de riego, o para la produccin de energa elctrica, como se hace en las centrales hidroelctricas.Otra funcin de algunas presas es contener las avenidas producidas por lluvias torrenciales que podran inundar reas rurales o agrcolas aguas abajo.Elembalse:es el volumen de agua que queda retenido por la presa.Elvaso:es la parte del valle que, inundndose, contiene el agua embalsada.Lacerrada:es el punto concreto del terreno donde se construye la presa.Lapresa:propiamente dicha, cuyas funciones bsicas son, por un lado garantizar la estabilidad de toda la construccin, soportando un empuje hidrosttico del agua muy fuerte, y por otro no permitir la filtracin del agua hacia abajo.

II. NORMATIVIDAD:

No existe, en la actualidad, normas constructivas en el Per que abarquen este tema, por tanto se tom la normativa de otros pases:

Reglamento Tcnico sobre Seguridad de Presas y Embalses de 1996. Instruccin para el Proyecto, Construccin y Explotacin de Grandes Presas de 1967. Ley de Aguas de 1985 y disposiciones que la desarrollan. Planes Hidrolgicos de cuenca de 1998. Directriz Bsica de Planificacin de Proteccin Civil ante el Riesgo de Inundaciones de 1995.La nica norma peruana: del Proyecto de ley de aguas Artculo 101.- Seguridad de presas El Instituto Nacional del Agua propone y supervisa la aplicacin de las normas de seguridad de presas de gran envergadura.

III. ESTUDIOS PREVIOS

Estadsticas de caudales medios mensuales Estudios de crecidas Estudios de sedimentacin y de arrastre slido Estudios geolgicos Perfiles ssmicos Sondajes Pozos de reconocimiento Zanjas y calicatas Estudios de mecnica de suelos

IV. CONSIDERACIONES GENERALES:Elementos constitutivos de una presa (o represa) Est constituido principalmente por la presa misma, apoyada en el terreno. El embalse que contiene cierto volumen de agua, aguas arriba de la presa. La obra de toma y su conduccin hacia aguas abajo, que permiten tomar y conducir el agua hacia el uso que esta tiene asignado. El aliviadero o vertedero, que permite evacuar sin daos por erosin los excesos de agua, evitando que el nivel del embalse suba ms de lo permitido e impidiendo con ello el sobrepaso de la presa.

Demanda a satisfacerPara iniciar el proyectode una presaen primer lugar se debe definir el tipo de demanda de agua a satisfacer, y sus caractersticas y cantidades estimadas en funcin del tiempo. El agua puede ser utilizada para satisfacer una gran variedad de necesidades, por ejemplo, la demanda de consumo humano o animal, el riego, la recreacin, la produccin de energa hidroelctrica, la produccin de peces, la proteccin contra incendios, el control de erosin, el uso paisajstico y la proteccin contra inundaciones. de todos estos posibles usos la irrigacin es el que involucra el mayor nmero de obras.

Seleccin del sitio de la represaNo es conveniente ubicar la represa en lugares donde existan viviendas permanentes o instalaciones de importancia junto al cauce dentro del rea afectada ante una eventual falla de la estructura. si no hubiera otra alternativa, la seleccin de un sitio as obligar a realizar un diseo ms cuidadoso y a extremar las precauciones y controles durante la construccin, la operacin y el mantenimiento de la obra,lo que en definitivaredundarenunmayorcosto.Lamismarepresa ubicada en otro lugar con menores consecuencias dentro del rea potencialmente afectada podra ser proyectada, construida, operada y mantenida con menores requerimientos tcnicos. Se deben evitar sitios que generen grandes reas de embalse de poca profundidad porque se produce una excesiva evaporacin y beneficia el posible crecimiento de plantas acuticas que son perjudiciales para la calidad de las aguas. desde el punto de vista del volumen de obra, un buen sitio para una represa es generalmente una seccin estrecha de un valle, de pendientes laterales fuertes, donde se puede disponer de un gran volumen embalsado con un dique de pequeo volumen, optimizando laeficienciadelainversin

V. TIPOS DE PRESAS:

Los diferentestipos de presasresponden a las diversas posibilidades de cumplir la doble exigencia de resistir el empuje del agua y evacuarla cuando sea preciso. En cada caso, las caractersticas del terreno y los usos que se le quiera dar al agua, condicionan la eleccin del tipo de presa ms adecuado.Existen numerosos tipos, comenzando con que puede hablarse de presas fijas o mviles, pero primero debemos clasificarlas en dos grandes grupos segn su estructura y segn los materiales empleados en su construccin.Segn su estructura

Presas de gravedad: son todas aquellas en las que su propio peso es el encargado de resistir el empuje del agua. El empuje del embalse es transmitido hacia el suelo, por lo que ste debe ser muy estable capaz de resistir, el peso de la presa y del embalse.Constituyen las represas de mayor durabilidad y que menor mantenimiento requieren.Su estructura recuerda a la de un tringulo issceles ya que su base es ancha y se va estrechando a medida que se asciende hacia la parte superior aunque en muchos casos el lado que da al embalse es casi de posicin vertical. La razn por la que existe una diferencia notable en el grosor del muro a medida que aumenta la altura de la presa se debe a que la presin en el fondo del embalse es mayor que en la superficie, de esta forma, el muro tendr que soportar ms fuerza en el lecho delcauceque en la superficie.La inclinacin sobre la cara aguas arriba hace que el peso del agua sobre la presa incremente su estabilidad.

Presas de bveda o 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 presin se transfiere en forma muy concentrada hacia las laderas de la cerrada, se requiere que sta sea de roca muy dura y resistente. Constituyen las represas ms innovadoras en cuanto al diseo y que menor cantidad de hormign se necesita para su construccin.Cuando la presa tiene curvatura en el plano vertical y en el plano horizontal, tambin se denomina de bveda. Para lograr sus complejas formas se construyen con hormign y requieren gran habilidad y experiencia de sus constructores que deben recurrir a sistemas constructivos poco comunes.

Presas de contrafuerte: formadas por una pared impermeable situada aguas arriba, y contrafuertes resistentes para su estabilidad, situados aguas abajo.

Segn sus materiales: Presas de hormign: son las ms utilizadas en los pases desarrollados ya que con ste material se pueden elaborar construcciones ms estables y duraderas; debido a que su clculo es del todo fiable frente a las producidas en otros materiales. Normalmente, todas las presas de tipo gravedad, arco y contrafuerte estn hechas de este material.

Presas de materiales sueltos: son las ms utilizadas en los pases subdesarrollados ya que son menos costosas y suponen el 77% de las que podemos encontrar en todo el planeta. Son aquellas que consisten en un relleno de tierras, que aportan la resistencia necesaria para contrarrestar el empuje de las aguas. Los materiales ms utilizados en su construccin son piedras, gravas, arenas, limos y arcillas aunque dentro de todos estos los que ms destacan son las piedras y las gravas. EnEspaaslo suponen el 13% del total.

Segn su aplicacin: Presas de derivacin: El objetivo principal de estas es elevar el tirante del agua para hacer factible su derivacin, controlando la sedimentacin del cauce de forma que no se obstruyan lasbocatomasde derivacin. Este tipo de presas son, en general, de poca altura ya que el almacenamiento del agua es un objetivo secundario. Se busca crear una carga o nivel que permita conducir el agua a travs de canales u otro sistema para su utilizacin.

Presas de almacenamiento: El objetivo principal de stas es retener el agua para su uso regulado en irrigacin, generacin elctrica, abastecimiento a poblaciones, recreacin o navegacin, formando grandes vasos o lagunas artificiales. El mayor porcentaje de presas del mundo, las de mayor capacidad de embalse y mayor altura de cortina corresponden a este objetivo.

VI. PARTES DE UNA PRESA:

Lacoronacin o coronamiento: es la superficie que delimita la presa superiormente. Losestribos o empotramientos: son los laterales del muro que estn en contacto con la cerrada contra la que se apoya Lacimentacin: es la parte de la estructura de la presa, a travs de la cual se transmiten las cargas al terreno, tanto las producidas por la presin hidrosttica como las del peso propio de la estructura.

VII. EMBALSES:Se denominaembalsea la acumulacin de agua producida por una obstruccin en el lecho de unrooarroyoque cierra parcial o totalmente su cauce.La obstruccin del cauce puede ocurrir por causas naturales como, por ejemplo, el derrumbe de una ladera en un tramo estrecho del ro o arroyo, la acumulacin de placas de hielo o las construcciones hechas por los castores, y por obras construidas por el hombre para tal fin, como son laspresas.

-Embalses por causas naturales:

Derrumbe de laderasEn este caso se trata, de embalses totalmente incontrolados, que generalmente tienen una vida corta, das, semanas o hasta meses. Al llenarse el embalse con los aportes del ro o arroyo, se provocan filtraciones a travs de la masa de tierra no compactada, y vertimientos por el punto ms bajo de la corona, que llevan a la ruptura ms o menos rpida y abrupta de la presa, pudiendo causar grandes daos a las poblaciones y reas cultivadas situadas aguas abajo.Un fenmeno de este tipo se produjo en el paraje conocido comoLa Josefinaen el roPaute, enEcuador.Acumulacin de hieloLa acumulacin dehielo(embancaduras) en los grandes ros situados en zonas fras se produce generalmente en puntos en los cuales el cauce presenta algn estrechamiento, ya sea natural, como la presencia derocas, o artificial, como lospilaresde unpuente.Situaciones de este tipo pueden darse, por ejemplo, en elro Danubio. Para prevenir los daos que esto puede causar los servicios de prevencin utilizan barcos especiales denominadosrompehielos.Presas construidas por castoresLas presas construidas porcastoresse dan en pequeos arroyos, generalmente en reas poco habitadas y, por lo tanto, los eventuales daos causados por su ruptura son generalmente limitados. Embalses artificiales:Los embalses generados al construir unapresapueden tener la finalidad de: regular elcaudalde un ro o arroyo, almacenando el agua de los perodos hmedos para utilizarlos durante los perodos ms secos para el riego, para el abastecimiento de agua potable, para la generacin de energa elctrica, para permitir la navegacin. Cuando un embalse tiene ms de un fin, se le llama de usos mltiples; contener los caudales extremos de lasavenidaso crecidas.Laminacin de avenidas; crear una diferencia de nivel para generarenerga elctrica, mediante unacentral hidroelctrica; crear espacios para esparcimiento y deportes acuticos.

USOS DE LOS EMBALSES

Bsicamente un embalse creado por una presa, que interrumpe el cauce natural de un ro, pone a disposicin del operador del embalse un volumen de almacenamiento potencial que puede ser utilizado para mltiples fines, algunos de ellos complementarios y otros conflictivos entre s, pone a disposicin del operador del embalse tambin un potencial energtico derivado de la elevacin del nivel del agua.Se pueden distinguir los usos que para su maximizacin requieren que el embalse est lo ms lleno posible, garantizando uncaudal regularizadomayor. Estos usos son la generacin deenerga elctrica, elriego, el abastecimiento deagua potableo industrial. Por el contrario, para el control de avenidas el embalse ser tanto ms eficiente cuanto ms vaco se encuentre en el momento en que recibe unaavenida.Desde el punto de vista de su capacidad reguladora, el embalse puede tener un ciclo diario, mensual, anual e, incluso, en algunos pocos casos, plurianual. Esto significa que el embalse acumula el agua durante, por ejemplo, 20 horas por da, para descargar todo ese volumen para la generacin de energa elctrica durante las 4 horas de pico de demanda; o acumula las aguas durante el perodo de lluvias, 3 a 6 meses segn la regin, para usarlo en riego en el perodo seco.Embalse de usos mltiples:Artculo principal:Embalse de usos mltiplesMuchos embalses modernos son diseados para usos mltiples. En esos casos el operador del embalse debe establecer polticas de operacin, que deben tener en cuenta: Prioridad de cada uno de los usos, asociado a la disponibilidad de otras alternativas tcnica y econmicamente factibles en el rea. En general, el abastecimiento deagua potabletiene la prioridad ms elevada. Limitaciones de caudal, mximo y mnimo, aguas abajo de la presa que soporta el embalse.

Ventajas de los embalses Mejoramiento en el suministro de agua a ncleos urbanos en pocas de sequa. Aumento de las posibilidades y superficie de riegos. Desarrollo de la industria pesquera. Incremento de las posibilidades de recreacin. Mantenimiento de reservas de agua para diferentes usos. Incremento de vas navegables y disminucin de distancias para navegacin. Control de crecientes de los ros y daos causados por inundaciones. Mejoramiento de condiciones ambientales y paisajsticas.Desventajas de los embalses Prdidas en la actividad agroindustrial por inundacin de zonas con alto ndice de desarrollo. Cambios en la ecologa de la zona. Traslado de asentamientos humanos siempre difciles y costosos. Inestabilidad en los taludes. Posible incremento de la actividad ssmica, especialmente durante el llenado de embalses muy grandes.

VIII. IMPACTO AMBIENTAL:

Tanto la tierra como el agua estn ecolgicamente ligados dentro de un sistema natural (sistema de vertientes) que sufre importantes cambios y modificaciones como consecuencia de la intromisin de las actuaciones humanas. Desde el curso de agua de caractersticas intermitentes hasta el ro de ms potencia y de mayor tamao, trabajan de forma continua sobre las vertientes de la tierra, erosionando, arrastrando y abandonando sedimentos, disolviendo multitud de materiales que, en la mayora de los casos, acaban por drenar cualquier curso de agua. Todo ello para acabar coincidiendo con los niveles de los mares y ocanos en sus desembocaduras. De este modo, cuando todo este conjunto de interacciones entre la tierra y el agua se modifican a causa de la construccin de una presa de importante tamao, las consecuencias aparecen sin mucha tardanza sobre dicho sistema natural anteriormente mencionado.Actualmente existen unas 40.000 represas de grandes dimensiones, la mayora de ellas construidas en los ltimos 50 aos, y ms de 400.000 Km2 de terreno han sido inundados como consecuencia de fallos en este tipo de depsitos. As pues, las consecuencias derivadas de estas obras sobre el medio ambiente se centraran de manera fundamental sobre los siguientes puntos:

Impactosobreelsistemafluvial:

Los sistemas fluviales son los primeros en mostrar importantes variaciones como consecuencia del represamiento de un cauce fluvial en un determinado punto de su recorrido. Las consecuencias siempre se acentan aguas abajo de dicho represamiento; a partir de este punto se ejerce el control sobre las aguas. Las caractersticas fsicas de un ro represado varan de manera fundamental: el cauce del ro se va ensanchando de manera progresiva, los afluentes existentes suelen ser invadidos por el agua embalsada, el agua retenida se llena de material detrtico en suspensin y de carga de fondo hasta que se finalmente tiende a colmatarla, los fenmenos de turbidez aumentan, aumenta la erosin en las orillas de los ros, la fauna acutica que no llega a adaptarse al nuevo medio (ahora mucho ms estacionario) tiende a desaparecer, la vegetacin sumergida se descompone, aparecen importantes modificaciones en la composicin qumica del agua, etc. Todo ello hasta que la fauna y la flora con mayor poder de adaptacin llegan a colonizar este ambiente ms estacionario y lo dominen con el paso del tiempo.Los dominios de cabecera, por su parte, tienden a sufrir un mayor ataque erosivo que tiende a extenderse a lo largo del recorrido del ro lo que tambin supone cambios en la vegetacin y en los pozos locales. Todo ello deriva en la implantacin de nuevas tcnicas de regado en mbitos donde previamente no era necesario. Tambin es de destacar que antes de la construccin de la presa de Asun, el ro Nilo arrastraba y abandonaba cerca de 125 millones de toneladas de sedimentos en el mar cada ao, adems de los otros 10 millones de toneladas que sedimentaba en los dominios de la llanura de inundacin y del delta. Hoy en da, cerca del 98% de esas ingentes cantidades de sedimentos descansan detrs de dicha presa. Los resultados para la agricultura son evidentes; los sedimentos son, desde el punto de vista agrario, muy productivos y convierten a los terrenos en altamente frtiles. La disminucin de estos sedimentos en las tierras de labor genera un descenso de su productividad. Adems no hay que olvidarse de otro hecho importante, esta presa de Asun tambin ha guiado un aumento de la erosin de las costas. Lo mismo ha sucedido en el Volga tras la construccin de la presa de Akosombo; dicho dique ha supuesto una importantsima reduccin de los sedimentos en su estuario y una reduccin de su lnea de costa. Estos fenmenos se repiten en todos aquellos mbitos en donde la presa retenga la mayora de los sedimentos de un ro.EfectosHidrolgicos:

Est sobradamente demostrado que las represas cambian de manera definitiva las caractersticas de los cursos de agua sobre los que se instalan. En cualquier caso, reduce el volumen de agua total as como minimiza o reduce las variaciones estacionales. Sin embargo, no hay que olvidar que todos estos impactos dependen del diseo, propsitos y operaciones de la presa sobre otras muchas circunstancias.En un estuario, por ejemplo, que es el mbito en el que las aguas dulces vierten al mar, se encuentran ecosistemas particularmente ricos (vase ecosistema de estuario). Casi el 80% del pescado que se captura proviene de estos hbitats, hbitats que perviven y se desarrollan bajo unas condiciones especficas de volumen de nutrientes y de agua dulce. La alteracin, por tanto, del flujo de un ro modifica estas caractersticas necesarias para la existencia de esa gran biodiversidad. La construccin de una presa reduce todos los aportes en los tramos finales de los cursos de agua, es decir, llegan menos nutrientes, menos sedimentos y, en definitiva, menos peces. Un ejemplo muy claro lo encontramos en el estuario del Volga que, tras la construccin de la ya mencionada presa de Akosombo, ha visto desaparecer casi por completo la industria dedicada a la captura y comercializacin de moluscos.

Inundaciones:

Las inundaciones provocadas por la apertura (o rotura) de una presa son mucho ms destructivas que las que aparecen de forma natural por la crecida repentina de un ro a causa de importantes y bruscas precipitaciones. Esto es as principalmente por el hecho de que en el primer caso se ponen en movimiento de manera brusca miles de m3 o de Hm3 de agua retenida previamente. Estas avenidas suponen un importante peligro para la supervivencia tanto de la fauna como de la flora de ribera. Las represas aparecen determinadas por los bilogos como una de las infraestructuras ms dainas para dichos ecosistemas de ribera. Las llanuras de inundacin tambin se ven severamente afectadas por este tipo de inundaciones. Varios estudios en la llanura de inundacin del ro Pongolo en Sudfrica han demostrado la drstica reduccin de la biodiversidad forestal tras ser ste represado.

Riesgo que supone la construccin de una presa

Como en el caso de toda obras estructural, existe el riesgo de que la presa falle e inunde poblaciones ubicada cercanas al curso de agua, aguas abajo del cierre. La ingeniera civil se encarga de reducir al mnimo las posibilidad de la rotura del dique mediante un anlisis exhaustivo del comportamiento de la obra ante situaciones extremas, calculando la estabilidad de la presa tomando en consideracin sismos, lluvias torrenciales y otras catstrofes.

CONCLUSIONES:SISTEMAS DE CONSTRUCCINPgina 2