APLICACIÓN A LA INGENIERÍA: REPRESAS ANTECEDENTES HISTÓRICOS La primera presa de tierra de la que se tiene noticia es la de Marduk sobre el río Tigris, mientras que la más antigua de fábrica es la de Menes, sobre el río Nilo (4000 a. C.)Hacia el 2500 a. C. los egipcios de la tercera y cuarta dinastía construyeron una presa en Sadd el-Kaffara, en la que el cuerpo principal constaba de un doble paramento de mampostería en seco, construido a partir de grandes bloques de piedra y de un relleno intermedio de cascotes. La longitud de coronación alcanzaba los 105 m y su altura máxima llegaba a los 11 m. La primera presa de dimensiones remente gigantescas, se construye en el río Colorado (Estados Unidos) en 1935. En la construcción de la presa Hoover, de 221 m de alto y 379 de largo, se utilizaron 3,36 millones de metros cúbicos de cemento; allí quedan remansadas las aguas del río para formar uno de los lagos artificiales más grandes del mundo, el lago Mead, con 284 km de longitud y una anchura de casi 13 km, con unas reservas de agua dulce de casi 37.500 millones de metros cúbicos. En 1963, se construyó en la India la que sería la presa más grande del mundo, la presa de Bhakra, con un muro de contención de 226 m de altura. En el Perú tenemos una gran cantidad de represas y que son utilizados de diferente manera, entre las principales tememos: Huasca Arco (sim. Concreto Irrigación 17 Quishua ¿? Baños Grav. Yanacocha Grav.Pied Hidroelectricid. Albañ./Hidroel.) Hidroelectricid.Solid. 19 Carpa ¿? Snta.) Irrigación 4 Mal Paso 1936 Grande CFRD Hidroelectricidad 5 Rió Grande 2004 Grande CFHD Retenc. 22 Ahuashuman ¿? Huaura. Albañ. Pied Irrig. EulaliaArco (sim. 8 Pnte.Albañ. 11 Sangrar 1960 Santa Ana Grav. /Hidroel.curv.Solid Hidroelectricidad 3 El Frayle 1961 Blanco Arco (dob. /Hidroel.Solid. 1982 Pumarinri Grav. Cincel 1997 Chili Grv. Albañ. Albañ. Pied Irrig.curv.) Hidroelectricid. 20 Manca ¿? Snta. 13 Carambita ¿? Caramba Grav. 16 Lagunillas 1995 Ramis Grav. Eulalia Grav. Concreto Irrig. 15 Campanario 1996 Chili Grv. Concreto Hidroelectricid.curv. 9 Viconga. Concreto Retenc. Albañ. 10 Autisha 1946 Snta. 12 Antacoto 1999 Lag.Cnc Hidroelectricid.(mvibl. Pied Irrigación 18 Huashua 1937 Canchis Grav. 6 Rió Rejo 2003 Rejo CFHD Retenc. / Hidroel. Grav. Pied Irrigación Represa.Pied Irrigación 14 Quisha ¿? Lag. Eulalia Grav. 21 Chungar ¿? Chicrin Grav.) Irrig.Cnc. Pied Hidroelectricid.1 2 Cuajone Tablachaca 2001 1972 Torata Mantaro CFRD Grav. 7 Carhuaquero 1982 Chancay Grav. Tipo CCR Hidroelectricid.Albañ. Concreto Hidroelectricid. . El vaso: es la parte del valle que. .En ingeniería se denomina presa o represa a una barrera fabricada de piedra. que se construye habitualmente en una cerrada o desfiladero sobre un río o arroyo. contiene el agua embalsada. Tiene la finalidad de embalsar el agua en el cauce fluvial para elevar su nivel con el objetivo de derivarla. para su aprovechamiento en abastecimiento o regadío. Términos usados en presas El embalse: es el volumen de agua que queda retenido por la presa. inundándose. hormigón o materiales sueltos. mediante canalizaciones de riego. laminación de avenidas (evitar inundaciones aguas abajo de la presa) o para la producción de energía mecánica al transformar la energía potencial del almacenamiento en energía cinética y está nuevamente en mecánica y que así se accione un elemento móvil con la fuerza del agua. tanto las producidas por la presión hidrostática como las del peso propio de la estructura. y por otro no permitir la filtración del agua. caras o taludes: son las dos superficies más o menos verticales principales que limitan el cuerpo de la presa. por un lado garantizar la estabilidad de toda la construcción. A su vez. Los estribos o empotramientos: son los laterales del muro que están en contacto con la cerrada contra la que se apoya. Las compuertas: son los dispositivos mecánicos destinados a regular el caudal de agua a través de la presa. a través de la cual se transmiten las cargas al terreno. que está en contacto con el agua. soportando un empuje hidrostático del agua. La presa o cortina: propiamente dicha. La cimentación: es la parte de la estructura de la presa. y el exterior o de aguas abajo. . El aliviadero o vertedero: es la estructura hidráulica por la que rebosa el agua excedente cuando la presa ya está llena. cuyas funciones básicas son. en la presa se distingue: Los paramentos. el interior o de aguas arriba. La coronación o coronamiento: es la superficie que delimita la presa superiormente.La cerrada boquilla: es el punto concreto del terreno donde se construye la presa. Las esclusas: permiten la navegación "a través" de la presa. Las tomas: son utilizadas para extraer agua de la presa para un cierto uso. durante emergencias por posible falla de la presa). La escala o escalera de peces: permite la migración de los peces en sentido ascendente de la corriente (en algunos casos se instalan ascensores para peces). . Tipos de represa. como puede ser abastecimiento a una central hidroeléctrica o a una ciudad.El desagüe de fondo o descargador de fondo: permite mantener el denominado caudal ecológico aguas abajo de la presa y vaciar la presa en caso de ser necesario (por ejemplo. Represa de gravedad . o amortiguar en periodos de crecida.Fuente: Rincón del cago Existen dos finalidades por la cuales se construye una represa: Elevar su nivel para poder conducirlo. para poder compensar luego periodo de escasez. Represa según su estructura. A continuación se menciona los principales tipos de represas. Formar un depósito. Por lo que constituyen las presa de mayor durabilidad y de menor mantenimiento. Fuente: http://fluidos. esta puede ser recta o curva ya que contribuye a la resistencia de la presa. la razón de esta forma es porque la fuerza que ejerce el embalse es mayor en la base que en la superficie.eia. Represa de arco o bóveda .Represa Altus. Jackson. y se va estrechando a medida que asciende.edu. Su estructura tiene la forma de un triángulo isósceles ya que su base es ancha.Oklahoma.co/ La presión que el agua ejerce sobre la presa tiende a serla deslizar sobre su base y por el otro lado a volcarla aguas abajo .las presas de gravedad son todas aquellas en la que el peso propio de la presa es el encargado de resistir el empuje del agua por lo que tiene que ser muy estable para que resista su propio peso y la fuerza que ejerce el embalse sobre este . Madrid. Las presas en arco pueden ser de curvatura horizontal o de doble curvatura conocida como bóveda o cúpula porque lleva una curva en el plano vertical y horizontal. por esta razón solo son aplicables a valles estrechos y profundos de laderas resistentes. por lo que se requiere que esta roca sea muy dura. Para lograr sus formas requiere gran habilidad de sus constructores por lo que tienen que recurrir a pocos sistemas constructivos. Fuente: http://www. Represa de tierra .net/presa_atazar.patones. España. lo que hace que por su propia forma resista con un peso mucho menor que una presa de gravedad. por lo que les permite ser muy altas y de poco espesor. por transmitir en cada sección horizontal y en sus estribos el esfuerzo del agua.Represa Atazar.html Desde la antigüedad se comprobó que la forma de arco en su estructura era conveniente en todo tipo de represa. patones. Represa de escollera: importante de esto es conseguir una buena . Fuente: http://www. y se vienen usando más por escasear las cerradas .html Desde el punto de vista histórico solas más antiguas y nacen de la idea de cerrar el valle con un atajamiento semejante a las laderas del mismo. pero muy inestable.aptas para las represas de fábrica.Represa Atazar. para su construcción se utilizan dos materiales muy diferentes: por un lado se utiliza piedra o grava suelta muy estable. Su estructura tiene forma trapezoidal. Madrid. pero muy permeable.net/presa_atazar. son baratas y adecuadas al terreno si no ofrece buena cimentación. lo impermeabilización. España. y por el otro lado arcilla impermeable. y las presa de base pequeña. que por ahorro de mano de obra la escollera se vierte y sólo se arregla la parte donde valla la pantalla de impermeabilización. Represa de embalse . España Fuente: http://www.la impermeabilización se logra mediante una pantalla de material impermeable en el paramento. Córdoba. aquí se compensa el ahorro del material logrado con una colocación cuidadosa de la piedra por lo que es importante la calidad de la piedra puesto que debe de ser duradera y resistente al clima . Existen dos tipos: las represas con gran base.html Son similares a las de tierra.taringa. pero solo se construyen en zonas con gran altitud y de mal clima.net/posts/imagenes/4413625/Diques-deCordoba-alguno-te-tiene-que-gustar.Represa de Córdoba. de escollera. de pantalla o de contrafuerte.Represa Majá Robledo. de gravedad.com/17. Dependiendo del terreno las presas de embalse pueden ser de tipo tierra.utepresasjuntaextre.-maja-robledo--casares-de-hurdes-. de arco o bóveda. Estas construcciones suelen tener anexas construcciones llamadas aliviaderos y tienen como función verter el caudal sobrante. pero este caudal no se vierte libremente sobre el perfil de la presa.html Las represas de embalse tienen como objetivo fundamental el almacenamiento del agua para regular el caudal del río. Robledo. puesto que sirven para un aprovechamiento hidroeléctrico. Represa de contrafuertes o de machones . España Fuente: http://www. Represas según su materia Represa de hormigón: Son las más utilizadas en los países desarrollados ya que con este material se pueden elaborar construcciones más estables y duraderas.Presa Chief Joseph Washington. las de mayor uso son las de losa plana y las de arco múltiple. normalmente todas las presas de tipo gravedad.edu. Aunque hay muchos tipos de cortinas de machones.co/presas/tipos_presa/paginas/p_contrafuerte.el peso sobre las aguas es necesario para aumentar la resistencia de la cortinal deslizamiento y el volteo.eia.htm Consta de una membrana impermeable soportada por una serie de contrafuertes o machones en anglos rectos con el eje de las cortinas. . Algunas presas antiguas están hechas a base de ladrillo. de arco y contrafuerte están hechas de este material. USA Fuente: http://fluidos. La cara de aguas arriba de una cortina de machones suele tener una inclinación de 45º. limos y arcilla. en su construcción intervienen piedras. siendo colocados mediante procedimientos de compactación (presentar una estructura no muy porosa). para evitar degradación de la superficie.Represas de materiales sueltos: Son las más utilizadas por los países subdesarrollados ya que son menos costosas de las que podemos encontrar en todo el planeta. La presa de materiales sueltos no soportan ser sobrepasadas por una crecida. losas y vigas. Represa de aliteración: En las presas aligeradas para resistir el empuje del agua se reemplaza la utilización del hormigón en grandes masas por un cuerpo resistente más liviano integrado por elementos estructurales tales como la columnas. por lo que la presión del agua a lo largo de la superficie se trasforman en fuerzas concentradas Represa de elementos sin trabar: Las presas de piedra o tierra y los diques son las estructuras más usadas para contener agua. Las presas de tierra y piedra utilizan materiales naturales con la mínima transformación. El desarrollo de las excavadoras y otras . y puesto que los materiales empleados no sufren ningún proceso químico de transformación. por ello es necesario tener un conocimiento del comportamiento del río. aunque la disponibilidad de materiales utilizables en los alrededores condiciona la elección de este tipo de presa. gravas. en su construcción se utiliza desde arcilla hasta grandes piedras. arenas. Este tipo de represas son de poca altura.. La escasa estabilidad de estos materiales obliga a que la anchura de la base de este tipo de presas sea de cuatro a siete veces mayor que su altura. permitiendo sin . desde material fino has roca de gran tamaño. Presa de materiales filtrantes o diques de retención: Son aquellas que tienen por objetivo retener sólidos. la ancha base debe estar bien asentada sobre un terreno cimentado.grandes máquinas ha hecho que este tipo de presas compita en costos con las de hormigón. por lo tanto. Las presas de elementos sin trabar pueden estar construidas con materiales impermeables en su totalidad. con el fin de que no cause daño a los terrenos situados aguas debajo de la presa en en caso de fuertes tormentas. controlando la sedimentación del cauce de forma que no se obstruya las bocatomas de derivación. como arena. El núcleo debe extenderse más abajo de la base para evitar filtraciones Presa de control de avenida: Son aquellas cuya finalidad es la de laminar el caudal de las avenidas torrenciales. como arcilla. transportadas por las aguas en áreas montañosas. Presa de derivación: Son todas aquellas que se objetivo principal es elevar la cuota del agua para ser factible su derivación. grava o roca. o estar formadas por un núcleo de material impermeable reforzado por los dos lados con materiales más permeables. (1999) Y Prieto. llamados tomas de agua. para evitar la entrada de cuerpos extraños. desagües también profundos que reciben el nombre de desagües de fondo. abastecimiento. Los desagües de fondo deben ir provistos de rejillas.) y vaciar éste para eliminar sedimentos o estudiar el origen de filtraciones o grietas. sobre todo en represas de gravedad. pero en la actualidad y. que pueden ser aliviaderos y sifones-aliviaderos. Bravo. si funciona de forma automática cuando se alcanza un cierto nivel. Elementos y construcciones auxiliares Desagües de los embalses Tienen entre sus fines principales evacuar las aguas que acudan al embalse estando lleno y que provocarían una elevación del nivel por encima del máximo admisible para la estabilidad de la presa. Frederick. y. captar el agua para la que esté previsto el embalse (riego. es normal la construcción de represas-vertedero que incorporan el aliviadero sobre sí mismas. (2003). Para el primero de los fines se utilizan desagües superficiales. . etc. Hasta hace poco se procuraba siempre independizar el aliviadero de la presa.embargo el paso del agua. y de mecanismos de cierre (compuertas o válvulas). Puede ir en canal o en túnel. se tendrá un sifón-aliviadero. (2004). para el tercero. Compuertas . producción de energía. desagües profundos. para el segundo. por último. que presentan la forma de un sector cilíndrico que puede girar sobre su eje y pueden ser metálicas o de hormigón. cuyo giro produce el cierre o la apertura.Determinar el gasto que descarga el orificio. deslizando por unas guías que pueden accionarse o mecánicamente. y.18 m y trabaja con una carga h=0. cuyo cierre se consigue mediante un elemento metálico plano que se mueve o desplaza verticalmente. con accionamiento generalmente automático. Pueden ser levadizas. en los cuales el elemento de cierre es plano. de sector. de tambor.45 Kg/cm2. Ejercicios de Aplicación: Problema: El orificio de pared delgada de la siguiente figura. es cuadrado con a: 0. pero anexo a un cilindro. sobre la superficies libre del líquido actúa una presión de Po=1.5 m. .Son elementos destinados a abrir o cerrar el paso del agua. 6.0324 Y a A T =b h+ + c =0. por lo cual se trata de una contracción parcialmente suprimida.5+14.60.1 )=0.641∗ 0. son menores de 3ª.207 2 ( ) Luego: ( ( C d=0.0324 0.4 .Solución: De acuerdo con la Figura las distancias desde los cantos del orificio a las paredes más próximas del recipiente.3 ( 0.5+0.207 2 ) )=0.60 1+0. para hacer uso de la siguiente ecuación: A 0=a2=0. El coeficiente de gasto para el caso normal de contracción completa es: Cd= 0.09+0.609 Además la carga total que actúa sobre el orificio es: H=h+ P0 =0.5=15 m γ Remplazando en la ec. 0324∗√ 2∗9.338 m /seg .8∗15=0.3 Q=0.609∗0.