Unidad I: Introducción y Generación Hidráulica
Ing. Luis Schiavino. MSc
Embalse. Definición y Causas que lo Originan.
Características de los embalses.
Niveles característicos de los embalses.
Volumen de un embalse.
Represa. Definición
Represa. Según su estructura
Se denomina embalse a la acumulación de aguaproducida por una obstrucción en el lecho deun río o arroyo que cierra parcial o totalmente sucauce.
Derrumbe de laderas:
En este caso se trata, de embalses totalmente incontrolados,que generalmente tienen una vida corta, días, semanas o hastameses. Al llenarse el embalse con los aportes del río o arroyo, seprovocan filtraciones a través de la masa de tierra nocompactada, y vertimientos por el punto más bajo de la corona,que llevan a la ruptura más o menos rápida y abrupta de la presa,pudiendo causar grandes daños a las poblaciones y áreascultivadas situadas aguas abajo.
Acumulación de hielo
La acumulación de hielo en los grandes ríos situados en zonasfrías se produce generalmente en puntos en los cuales el caucepresenta algún estrechamiento, ya sea natural, como la presenciade rocas, o artificial, como los pilares de un puente.
Situaciones de este tipo pueden darse, por ejemplo, en el ríoDanubio. Para prevenir los daños que esto puede causar losservicios de prevención utilizan barcos especialesdenominados rompehielos.
Presas construidas por castores:
Las presas construidas por castores se dan enpequeños arroyos, generalmente en áreas pocohabitadas y, por tanto, los eventuales daños causadospor su ruptura son generalmente limitados.
Los embalses generados al construir una presa puedentener la finalidad de:
Regular el caudal de un río o arroyo, almacenando el aguade los períodos húmedos para utilizarlos durante losperíodos más secos para el riego, para el abastecimiento deagua potable, para la generación de energía eléctrica, parapermitir la navegación o para diluir poluentes. Cuando unembalse tiene más de un fin, se le llama de usos múltiples.
Contener los caudales extremos de las avenidas ocrecidas. Laminación de avenidas.
Crear una diferencia de nivel para generar energíaeléctrica, mediante una central hidroeléctrica.
Crear espacios para esparcimiento y deportesacuáticos.
Las características físicas principales de un embalseson:
Las curvas cota-volumen,
La curva cota-superficie inundada
El caudal regularizado.
El nivel del agua en un embalse es siempre mayor que el niveloriginal del río. Desde el punto de vista de la operación de losembalses, se definen una serie de niveles. Los principales son (enorden creciente):
Nivel mínimo minimorum: Es el nivel mínimo que puedealcanzar el embalse; coincide con el nivel mínimo de la tomasituada en la menor cota.
Nivel mínimo operacional: Es el nivel por debajo del cual lasestructuras asociadas al embalse y la presa no operan u operan enforma inadecuada.
Nivel medio. Es el nivel que tiene el 50% de permanencia en el lapsodel ciclo de compensación del embalse, que puede ser de un día, paralos pequeños embalses, hasta períodos plurianuales para los grandesembalses. El período más frecuente es de un año.
Nivel máximo operacional: Al llegarse a este nivel se comienza averter agua con el objetivo de mantener el nivel pero sin causar dañosaguas abajo.
Nivel del vertedero. Si la presa dispone de un sólo vertedero libre, elnivel de la solera coincide con el nivel máximo operacional. Si elvertedero está equipado con compuertas, el nivel de la solera es inferioral máximo operacional.
Nivel máximo normal: Al llegarse a este nivel laoperación cambia de objetivo y la prioridad es garantizar laseguridad de la presa. En esta fase pueden ocurrir dañosaguas abajo; sin embargo, se intentará minimizar losmismos.
Nivel máximo maximorum: En este nivel ya la prioridadabsoluta es la seguridad de la presa, dado que una rupturasería catastrófica aguas abajo. Se mantiene el nivel a todacosta; el caudal descargado es igual al caudal que entra enel embalse.
Los volúmenes característicos de los embalses están asociados a losniveles; de esta forma se tiene:
Volumen muerto, definido como el volumen almacenado hastaalcanzar el nivel mínimo minimorum.
Volumen útil, el comprendido entre el nivel mínimo minimorum y elnivel máximo operacional.
Volumen de laminación, es el volumen comprendido entre el nivelmáximo operacional y el nivel máximo normal. Este volumen, como sunombre lo dice, se utiliza para reducir el caudal vertido en las avenidas,para limitar los daños aguas abajo.
En ingeniería se denomina presa o represa a unabarrera fabricada con piedra, hormigón o materialessueltos, que se construye habitualmente en una zonacerrada o desfiladero sobre un río o arroyo.
Presa de gravedad: Es aquella en la que su propio peso esel encargado de resistir el empuje del agua. El empuje delembalse es transmitido hacia el suelo, por lo que éste debeser suficientemente estable para soportar el peso de la presay del embalse. Constituyen las represas de mayordurabilidad y que menor mantenimiento requieren.
Presa de arco: Es aquella en la que su propia forma es laencargada de resistir el empuje del agua. Debido a que lapresión se transfiere en forma muy concentrada hacia lasladeras de la cerrada, se requiere que ésta sea de roca muydura y resistente. Constituyen las represas más innovadorasen cuanto al diseño y que menor cantidad de hormigón senecesita para su construcción.
Presa de bóveda o de doble arco: Cuando la presa tienecurvatura en el plano vertical y en el plano horizontal,también se denomina de bóveda. Para lograr sus complejasformas se construyen con hormigón y requieren granhabilidad y experiencia de sus constructores que debenrecurrir a sistemas constructivos poco comunes.
Presa de arco-gravedad: Combina características de laspresas de arco y las presas de gravedad y se considera unasolución de compromiso entre los dos tipos. Tiene formacurva para dirigir la mayor parte del esfuerzo contra lasparedes de un cañón o un valle, que sirven de apoyo al arcode la presa. Además, el muro de contención tiene másespesor en la base y el peso de la presa permite soportarparte del empuje del agua. Este tipo de presa precisa menorvolumen de relleno que una presa de gravedad.
Presa de arco-gravedad: Combina características de laspresas de arco y las presas de gravedad y se considera unasolución de compromiso entre los dos tipos. Tiene formacurva para dirigir la mayor parte del esfuerzo contra lasparedes de un cañón o un valle, que sirven de apoyo al arcode la presa. Además, el muro de contención tiene másespesor en la base y el peso de la presa permite soportarparte del empuje del agua. Este tipo de presa precisa menorvolumen de relleno que una presa de gravedad.
