ESTRUCTURAS HIDRULICASDe: SANTOS MARRUFO, FREDY JUNIORDocente: ING. CASAS VILLALOBOS, MANUELSeccin: A

PRESAS

El hombre invent las presas como medio de resolver el problema de abastecimiento de agua y por ello deben cubrir dos funciones.

Retener el agua mediante una barrera impermeable

Ser estables y duraderas

ESTRUCTURAS HIDRULICAS

Los romanos, que fueron grandes constructores e ingenieros, con obras de evidente utilidad pblica, dejaron varios ejemplos de presas en Hispania, destinadas sobre todo al abastecimiento de las poblaciones

De gravedad, que retienen el agua gracias al tipo de materiales empleados, como mampostera u hormigones.

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

De arco-bveda, que aprovechan el efecto transmisor del arco para transferir los empujes del agua al terreno. De tierra o escollera, con un ncleo de material arcilloso, que a veces es tratado qumicamente o con inyecciones de cemento.

TIPOS DE PRESAS

ESTUDIOS GENERALES PARA EL DISEO * Anlisis de las necesidades en agua * Esquema director de acondicionamiento de las cuencas * Inventario y comparacin econmica de zonas de presas * Estudios de factibilidad * Estudios de impacto y de ambiente * Estudios geolgicos y hidrogeolgicos * Anlisis econmico

ESTUDIOS DE PROYECTO Y EJECUCIONPara dichos estudios, se organizan equipos multidisciplinarios que se preocupan por el conjunto de las especialidades : * hidrologa ( aportacin slida, crecidas ) * geologa e hidrologa * geotcnica, mecnica de los suelos y de las rocas * hidrulica * clculo de las estructuras ( obras de hormign o de tierra y obras subterrneas * electrotecnia

PROCESO CONSTRUCTIVO

OBRA TERMINADA

ALCANTARILLASEl arco seccional es una estructura semi-circular, formada por placas de acero corrugado, unidas entre s por medio de tornillos y apoyadas sobre bases generalmente de concreto.

Gran eficiencia en las descargas de caudales se obtiene al utilizar la alcantarilla anidable abovedada, debido a la curvatura especial que se da a las dos lminas que forman la seccin para conseguir una altura reducida con un mayor ancho de fondo.

ALCANTARILLA ANIDABLE CIRCULAR: se forma por dos medias caas de 0.815 metros de largo, las cuales se unen por medio de tornillos de 3/8" que cumplen con la Norma ASTM-A449 y que colocados longitudinalmente, proporcionan una mayor resistencia estructural a la tubera.

PASOS INFERIORESSon utilizadas en donde se requiere el paso de personas o ganado, en cruce de carreteras de gran movimiento y para bandas en tneles de minas.

SUPER CLARO DE FLECHA BAJASUPER CLARO DE FLECHA ALTA

Desde el siglo XVI, los ingenieros utilizaban en Europa unas cestas de mimbre rellenas de tierra -denominadas por sus inventores italianos gabbioni, o "jaulas grandes" (arriba, a la izquierda)- para fortificar los emplazamientos militares y reforzar las orillas de los ros. Hoy, el Servicio de Recursos, Fomento y Aprovechamiento de Aguas (AGLW) del Departamento de Agricultura de la FAO est promoviendo la misma tecnologa sencilla -los "gaviones"- para utilizarlos como bloques de construccin en las estructuras hidrulicas de bajo costo y larga duracin en los pases en desarrollo. Actualmente un armazn de tela metlica (abajo a la izquierda), relleno de piedras en lugar de tierra, ha sustituido la cesta de mimbre, pero la fuerza bsica de los gaviones -y sus ventajas respecto a otras estructuras rgidas utilizadas en las obras de ingeniera- es la misma. GABIONESCESTA DE MIMBRE

Plantas de bombeoPozos profundosPresas de derivacin

Diferentes partes y terminologas de Represas:Cresta:La parte superior de la estructura de la presa.Estos pueden en algunos casos ser utilizados para proporcionar un camino o calzada sobre la presa.Parapetos:muros de proteccin de baja a ambos lados de la carretera o camino en la cresta.Taln:parte de la estructura en contacto con el suelo o lecho del ro al lado de aguas arriba.Toe:Porcin de la estructura en contacto con el suelo o lecho del ro al lado de aguas abajo.Vertedero:Es el arreglo hecho (una especie de pasaje) en la parte superior de la estructura para el paso de supervit / exceso de agua del depsito.Pilares:las laderas del valle a ambos lados de la pared de la presa a la que la izquierda y el extremo derecho de la presa se fijan a.

Galera:Nivel o ligeramente inclinado tnel pasaje (pequea habitacin como espacio) en direccin transversal o longitudinal dentro de la presa con el desage en el piso de las aguas de infiltracin.Estos se proporcionan en general, para tener un espacio para los agujeros de perforacin de boquilla y agujeros de drenaje.Estos tambin pueden ser utilizados para dar cabida a la instrumentacin para estudiar el rendimiento de la presa.Esclusa manera:abertura en la estructura cerca de la base, proporcionado para desactivar la acumulacin de sedimentos en el depsito.Ilustracin de daos y piezas en una seccin transversal tpica (haga clic en la imagen para verla con claridad)Junta libre:El espacio entre el nivel ms alto de agua en el depsito y la parte superior de la estructura.Nivel de almacenaje propio:Nivel de almacenamiento permanente por debajo del cual no se retirar el agua.Tnel de desvo:Tnel construido para desviar o cambiar la direccin del agua para evitar el sitio de construccin de la presa.Las obras hidrulicas se construyen mientras el ro fluye a travs del tnel de desvo.

CLASIFICACIN DE LAS PRESASLas presas se pueden clasificar en nmero de maneras.Pero se mencionan a continuacin las formas ms usuales de clasificacin es decir tipos de presas:Sobre la base de las funciones de las presasSobre la base de la estructura y el diseo

Sobre la base de las funciones de las presasPresas de almacenamiento:Se construyen para almacenar agua durante la estacin de lluvias, cuando hay un gran flujo en el ro.Muchas presas pequeas confiscar la salida de la primavera para su uso posterior en los veranos secos.Presas de almacenamiento tambin pueden proporcionar un suministro de agua o la mejora del hbitat de los peces y la vida silvestre.Pueden almacenar agua para la generacin de energa hidroelctrica, el riego o para un proyecto de control de inundaciones.Presas de almacenamiento son el tipo ms comn de las presas y en general la presa significa una presa de almacenamiento a menos calificado de otro modo.

Presas de derivacin:una presa de derivacin se construye con el fin de desviar el agua del ro en un canal que desemboca en la toma (o un conducto).Proporcionan una presin suficiente para empujar el agua en acequias, canales, u otros sistemas de transporte.Tales presas ms cortos se utilizan para el riego y para el desvo de un arroyo a un depsito de almacenamiento distante.Por lo general, es de baja altura y tiene un pequeo depsito de almacenamiento en su subida.El azud es una especie de vertedero de almacenamiento que tambin desva el agua y tiene un pequeo trastero.A veces, los trminos presas y presas de derivacin se utilizan como sinnimos.

Presas de Detencin:Detencin presas se construyen para el control de inundaciones.Una presa detencin retarda el flujo en el ro en su corriente abajo durante las inundaciones almacenando un poco de agua de inundacin.As, el efecto de las inundaciones repentinas se reduce en cierta medida.El agua retenida en el depsito es posteriormente puesto en libertad poco a poco a una velocidad controlada de acuerdo a la capacidad de carga del canal de aguas abajo de la presa de detencin.As, la zona de aguas abajo de la presa est protegido contra las inundaciones.

Presas Escombros:Una presa restos se construye para retener los desechos, como arena, grava, y la deriva de madera que fluye en el ro con el agua.El agua despus de pasar sobre un dique de escombros es relativamente clara.

Ataguas:Es un recinto construido alrededor del sitio de construccin para excluir el agua de manera que la construccin se puede hacer en seco.Una atagua es, pues, un dique temporal construido para facilitar la construccin.Estas estructuras se construyen en el ro arriba de la presa principal para desviar el agua en un tnel de desvo (o canal) durante la construccin de la presa.Cuando el caudal del ro durante la construccin de las estructuras hidrulicas no es mucho, el sitio est normalmente cerrado por la atagua y se bombea en seco.A veces, tambin se requiere una atagua en el de aguas abajo de la presa.

Sobre la base de la estructura y el diseoGravedad Represas:De gravedad es una presa de tamao masivo fabricado de hormign o mampostera de piedra. Estn diseados para contener grandes volmenes de agua.Mediante el uso de hormign, el peso de la presa es en realidad capaz de resistir el empuje horizontal de agua empujando contra ella.Es por esto que se llama una presa de gravedad.La gravedad mantiene esencialmente la presa hasta el suelo, deteniendo AGUA caiga encima.Tipos de presaPresas de gravedad son muy adecuadas parabloqueando ros en valles amplios o formas estrecho desfiladero. Desde presas de gravedad deben confiar en su propio peso para contener el agua, es necesario que se construyen sobre una base slida deroca madre. Ejemplos de presa Gravedad: Grand Coulee Dam (EE.UU.), Nagarjuna Sagar (India) e Itaipu Dam (Se encuentra entre Brasil y Paraguay, y es el ms grande en el mundo).

Presas de la Tierra:Un dique de tierra est hecha de tierra (o el suelo) acumularon compactando las capas sucesivasde la tierra, usando los materiales ms impermeables para formar un ncleo y la colocacin de las sustancias ms permeables en los lados aguas arriba y aguas abajo.Un paramento de piedra triturada evita la erosin por el viento o la lluvia, y un amplio vertedero, generalmente de hormign, protege contra el lavado catastrfico si el agua rebasen la cortina.Presa de tierra resiste las fuerzas ejercidas sobre ella, debido principalmente a la resistencia a la cizalladura del suelo.Aunque el peso de la esta estructura tambin ayuda en la resistencia a las fuerzas, el comportamiento estructural de una presa de tierra es completamente diferente de la de una presa de gravedad.Las presas de tierra se construyen generalmente en amplios valles con pendientes planas en los flancos (estribos). Los requisitos de la fundacin son menos estrictos que los de presas de gravedad, y por lo tanto se pueden construir en los sitios donde las bases son menos fuertes.Pueden ser construidos en todo tipo de fundaciones.Sin embargo, la altura de la presa depender de la resistencia del material fundacin. Ejemplos de earthfill presa: Rongunsky represas (Rusia) y Nueva Cornelia Dam (EE.UU.).

Las presas de escollera:Una presa de enrocado se construye de fragmentos de rocas y cantos rodados de gran tamao.Una membrana impermeable se coloca sobre la escollera en el lado aguas arriba para reducir la filtracin a travs de la presa.La membrana se hace generalmente de hormign de cemento o concreto asfltico. Mohale Dam, Lesotho, fricaEn las presas de escollera temprana, tambin se utilizaron membrana de acero y madera, pero ahora son obsoletos.Un amortiguador de escombros seca se coloca entre la escollera y la membrana para la distribucin de carga de agua y para proporcionar un soporte a la membrana.A veces, las presas de escollera tienen un ncleo de tierra impermeable en el medio para comprobar la filtracin en lugar de una membrana aguas arriba impermeable.El ncleo de la Tierra se coloca contra una escollera objeto de dumping.Es necesario proporcionar filtros adecuados entre el ncleo de la tierra y la escollera en los lados aguas arriba y aguas abajo del ncleo de manera que las partculas del suelo no se realizan por el agua y la tubera no se produce.Los taludes de escollera se guardan generalmente igual al ngulo de reposo de rock, que por lo general se toma como 1,4:1 (o 1,3:1).Presas de escollera requieren bases ms slidas que las de las presas de tierra. Los ejemplos de la presa de enrocado: Mica Dam (Canad) y Chicoasen Dam (Mxico).

Presas de la Tierra:Un dique de tierra est hecha de tierra (o el suelo) acumularon compactando las capas sucesivasde la tierra, usando los materiales ms impermeables para formar un ncleo y la colocacin de las sustancias ms permeables en los lados aguas arriba y aguas abajo.Un paramento de piedra triturada evita la erosin por el viento o la lluvia, y un amplio vertedero, generalmente de hormign, protege contra el lavado catastrfico si el agua rebasen la cortina.Presa de tierra resiste las fuerzas ejercidas sobre ella, debido principalmente a la resistencia a la cizalladura del suelo.Aunque el peso de la esta estructura tambin ayuda en la resistencia a las fuerzas, el comportamiento estructural de una presa de tierra es completamente diferente de la de una presa de gravedad.Las presas de tierra se construyen generalmente en amplios valles con pendientes planas en los flancos (estribos). Los requisitos de la fundacin son menos estrictos que los de presas de gravedad, y por lo tanto se pueden construir en los sitios donde las bases son menos fuertes.Pueden ser construidos en todo tipo de fundaciones.Sin embargo, la altura de la presa depender de la resistencia del material fundacin. Ejemplos de earthfill presa: Rongunsky represas (Rusia) y Nueva Cornelia Dam (EE.UU.).

Arch Represas:Una presa de arco se curva en planta, con su convexidad hacia el lado de aguas arriba.Se transfiere la presin del agua y otras fuerzas, principalmente a los pilares de la accin del arco. Hoover Dam (EE.UU.)Una presa de arco es muy adecuado para caones estrechos con flancos fuertes que son capaces de resistir el empuje producido por la seccin de arco action.The de una presa de arco es aproximadamente triangular como una presa de gravedad de la seccin pero es comparativamente ms delgadas.La presa de arco puede tener una sola curvatura o doble curvatura en el plano vertical.Generalmente, las presas bveda de doble curvatura son ms econmicos y se utilizan en la prctica. Ejemplos de presa Arch: Hoover Dam (EE.UU.) y Idukki Dam (India).

Contrafuerte Represas:Contrafuerte presas son de tres tipos: tipo (i) en la cubierta, (ii) el tipo de mltiples arco, y (iii) el tipo Massive cabeza.Un contrafuerte represa tipo de cubierta consiste en una cubierta inclinada con el apoyo de contrafuertes.Los contrafuertes son muros de hormign triangulares que transmiten la presin del agua de la losa de cubierta hasta la cimentacin.Los contrafuertes son miembros de compresin.Los contrafuertes son tpicamente espaciadas a travs del sitio de la presa cada 6 a 30 metros, dependiendo del tamao y el diseo de la presa.Contrafuerte presas a veces se llaman las presas huecos porque los contrafuertes no forman un slido muro que se extiende por un ro cubierta valley.The suele ser una losa de hormign armado soportada entre los contrafuertes, que suelen ser igualmente espaciados. En una de mltiples arco tipo contrafuerte presa de la losa de cubierta se sustituye por arcos horizontales soportados por contrafuertes.Los arcos suelen ser de pequea envergadura y de hormign.En un contrafuerte represa tipo masivo de cabeza, no hay una losa de cubierta.En lugar de la cubierta, los bordes de aguas arriba de los contrafuertes se abocinada para formar cabezas masivas que abarcan la distancia entre los contrafuertes.Las presas de contrafuerte requieren menos concreto que presas de gravedad.Pero no son necesariamente ms barato que las presas de gravedad debido al costo adicional de encofrado, armadura y mano de obra ms calificada.Los requisitos fundamentales de un contrafuerte suelen ser menos estrictas que las de una presa de gravedad. Ejemplos de tipo Contrafuerte: Bartlett represas (EE.UU.) y The Daniel-Johnson Dam (Canad).

Presas de acero:Represas: Una presa de acero se compone de una estructura de acero, con una placa de acero de la piel en su cara de aguas arriba.Presas de acero son generalmente de dos tipos: (i)-strutted directo, y (ii) de tipo en voladizo.En las presas directos acero pavoneaba, la presin del agua se transmite directamente a la fundacin a travs de puntales inclinados.En una presa de tipo en voladizo de acero, hay una inclinacin soportar la parte superior de la cubierta, que se forma en una cercha en voladizo.Esta disposicin introduce una fuerza de traccin en la viga de la cubierta que puede ser atendido por el anclaje en la base a la punta en sentido ascendente.Hovey sugiri que la tensin en la punta de aguas arriba puede ser reducido mediante el aplanamiento de las laderas de los puntales ms bajos en el doblado.Sin embargo, se requerira secciones ms pesadas para montantes. Otra alternativa para reducir la tensin es formular juntos toda la doblada rgida de modo que el momento debido al peso del agua en la parte inferior de la cubierta se utiliza para compensar el momento inducido en el voladizo.Esta disposicin, sin embargo, requerir refuerzos y esto aumentar el costo.Estos son muy costosos y estn sometidos a la corrosin.Estas presas son casi obsoletos.Presas de acero se utilizan a veces como ataguas temporales durante la construccin de la permanente.Ataguas de acero se complementan con la madera o earthfill en el lado interior para hacerlos a prueba de agua.El rea entre las ataguas se deshidrata de manera que la construccin se puede hacer en seco para la presa permanente. Ejemplos de Acero: Acero Redridge Dam (EE.UU.) y Ashfork-Bainbridge Acero Dam (EE.UU.).

Represas, madera aserrada:Principales elementos estructurales portantes de la presa de madera son de madera, las variedades principalmente de conferas como el pino y el abeto.Presas de madera estn hechos de pequeas cabezas (2-4 m o, raramente, 4-8 m) y por lo general tienen compuertas;de acuerdo con el diseo de la plataforma que se dividen en pila, cuna, pile-cuna, y las presas con contrafuertes.Presa de las MaderasLas aberturas de las presas madereras estn restringidos por pilares;donde la esclusa est muy largo que se divide en varias aberturas de los soportes intermedios: pilares, contrafuertes, y los puestos.Las aberturas estn cubiertas por escudos de madera, por lo general varias en una fila uno por encima del otro.Winches-son simples elevadores permanentes o mviles, utilizados para subir y bajar los escudos.

Caucho Represas:Un smbolo de la sofisticacin y el diseo simple y eficiente, este ltimo tipo de presa utiliza enormes cscaras cilndricas hechas de caucho sinttico especial y inflados por aire comprimido o agua a presin.Presas de goma ofrecen la facilidad de construccin, operacin y desmantelamiento en un calendario muy apretado. Estos pueden ser desinflados cuando se libera la presin y por lo tanto, incluso el nivel de la cresta puede ser controlada hasta cierto punto.Aguas excedentes sera simplemente desbordar el shell inflado.Necesitan un cuidado extremo en el diseo y montaje y estn limitadas a pequeos proyectos. Ejemplo de tipo de goma: Janjhavathi Rubber Dam (India).

FIN