Tipos de presas II: presas de materiales sueltos

Tipos de presas II: presas de materiales sueltos

Una presa de materiales sueltos es una estructura de retención de agua construida utilizando materiales como grava, arena, piedras, arcilla y tierra. A diferencia de las presas de concreto y acero, las presas de materiales sueltos dependen de la resistencia natural de los materiales y la fricción entre ellos para mantener el agua contenida.

Estas presas son comunes en áreas donde los materiales naturales son abundantes y pueden ser fácilmente obtenidos. Además, son más económicas y rápidas de construir que las presas de concreto y acero. También son más adaptables a los cambios en el terreno y pueden ser construidas en áreas de difícil acceso.

En el post publicado en nuestra página titulado “Tipología de presas I: presas de fábrica”, hemos expuesto los distintos tipos existentes de presas de fábrica en función de sus materiales y mecanismos resistentes. Para completar esta información, ahondaremos en este artículo los tipos de presa de materiales sueltos que existen.

Tipos de presas de materiales sueltos 

Hay varios tipos de presas de materiales sueltos, que se utilizan para retener grandes volúmenes de sedimentos y/o agua en un embalse. 

Partes de una presa de materiales sueltos. Fuente: www.wikipresas.org

La elección del tipo de presa dependerá de las características geológicas, hidrológicas y topográficas del sitio, así como del presupuesto y los recursos disponibles para la construcción. A continuación presentamos alguna de ellas:

1. Presas Homogéneas

Las presas homogéneas emplean el material impermeable, arcilla debidamente compactada en este caso, en la totalidad del cuerpo de la presa, de tal forma que toda la infraestructura goce de buenas condiciones de impermeabilidad. El pequeño tamaño de los granos de arcilla (inferior a los 0,002 milímetros de diámetro) le aporta a este material unas condiciones impermeables muy adecuadas para su empleo en la construcción de obras hidráulicas.

Dados los coeficientes de rozamiento esperables para las arcillas, oscilantes entre los 15º y 20º y su forma de triángulo isósceles, el tamaño de la base de una presa homogénea de materiales sueltos es de unas 6-8 veces la altura de esta. 

Las presas homogéneas de materiales sueltos pueden (y suelen) incorporar ligeros mantos de otros materiales a modo de protección o como filtros y drenes, sin que ello comprometa su tipología. Se trata del tipo más deseable cuando el vaso de esta contiene terrenos arcillosos, los cuales se excavan para la ejecución de la obra, ya que se trata de unas presas de buenas condiciones técnicas que, en este caso, resultan de bajo coste.

2. Presas de núcleo

El cuerpo de estas presas en su mayor parte se encuentra constituido por materiales sueltos permeables, incorporando en su interior un núcleo impermeable, el cual generalmente también se construye con materiales arcillosos. El núcleo puede situarse bien en la franja central de la presa o bien ligeramente inclinado con respecto a esta; en ambos casos ocupando la totalidad de su altura. Las partes de la presa que quedan a ambos lados del núcleo se denominan espaldones.

Estas presas además incorporan una o varias franjas con materiales de granulometría intermedia entre los espaldones y el núcleo, denominados materiales de transición, los cuales cubren el núcleo y tienen funciones de filtraje y drenado.

Diseño del núcleo. Fuente: es.slideshare.net

3. Presas de pantalla

Al igual que el caso anterior, este tipo de presas están compuestas en su mayor parte por materiales permeables pero incorporan una “pantalla” impermeable que se apoya sobre el paramento de aguas arriba de la presa. Los materiales usados en la construcción dicha pantalla son muy variados, existiendo en la actualidad ejemplos de presas con pantallas de hormigón, de conglomerante hidráulico y semihidráulico, asfálticas y también plástica.

Debajo de la pantalla impermeable también se incorporan uno o varios materiales de transición, así como una franja de material drenante en la base de la presa.

Sección tipo de una presa de materiales sueltos con pantalla impermeable

Área de trabajo. Fuente: ingenieriaindustrialonline.com

Aplicaciones y usos de las presas de materiales sueltos

Las presas de materiales sueltos son una importante infraestructura hidráulica que se utiliza para una amplia variedad de aplicaciones, desde la generación de energía hidroeléctrica hasta la protección de las comunidades contra inundaciones. Algunos de los usos y aplicaciones de las presas de materiales sueltos son:

• Control de inundaciones: Las presas de materiales sueltos se utilizan para controlar las inundaciones y proteger a las comunidades cercanas de los daños causados por las inundaciones.

• Generación de energía hidroeléctrica: Las presas de materiales sueltos se utilizan para generar energía hidroeléctrica al contener el agua en un embalse y luego dejarla fluir a través de turbinas para generar electricidad.

• Abastecimiento de agua potable: Las presas de materiales sueltos se utilizan para almacenar agua para el suministro de agua potable a las comunidades cercanas.

• Control de la erosión: Las presas de materiales sueltos se utilizan para controlar la erosión de las orillas de los ríos y arroyos.

• Recreación: Los embalses creados por las presas de materiales sueltos se utilizan para actividades recreativas como la pesca, la navegación y la natación.

• Control de sedimentos: Las presas de materiales sueltos se utilizan para controlar la cantidad de sedimentos que fluyen en los ríos y arroyos y proteger los ecosistemas acuáticos.

En conclusión, hay varios tipos de presas de materiales sueltos, incluyendo presas de enrocado, presas de grava y presas de arena. Cada tipo de presa tiene sus propias ventajas y desventajas en términos de costo, facilidad de construcción y capacidad de retención de agua.

Es importante tener en cuenta que las presas de materiales sueltos no son adecuadas para todos los sitios. Las condiciones del suelo y la topografía del área pueden afectar la capacidad de una presa para retener agua de manera segura y efectiva. Por lo tanto, se debe realizar un análisis cuidadoso del sitio y una evaluación de riesgos antes de construir una presa de materiales sueltos.

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