Tipos de presas

Tipos de presas I: presas de fábrica

Obras hidráulicas, Ingeniería Civil y Transporte
 10-abr-2020 | Structuralia Blog

En función de los materiales empleados en su construcción, los tipos de presas pueden clasificarse en dos grandes grupos generales: presas de fábrica (generalmente de hormigón) y presas de materiales sueltos, de las cuales hablamos en este otro post. En este post se recogen los subtipos existentes de presas de fábrica, así como sus características principales.

Tipos de presas de fábrica según materiales

Las presas de fábrica son construcciones relativamente esbeltas, si se comparan con las presas de materiales sueltos, las cuales poseen un cuerpo de base mucho más ancho.

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Atendiendo a los materiales que componen una presa de fábrica, estas pueden dividirse en presas de hormigón y presas de mampostería.

 

Presas de hormigón

Son las más usadas en la actualidad debido al bajo coste de este material, a sus mejores prestaciones, tales como durabilidad y resistencia, así como a su facilidad de construcción.

 

Presas de fábrica: presas de Hormigón

Fotografía: LoggaWiggler (Pixabay)

Presas de mampostería

Este tipo de presas de fábrica fue muy extendido durante la primera mitad del siglo XX. Sin embargo, en la actualidad, el uso de la mampostería ha quedado prácticamente abolido debido al desarrollo de las presas de hormigón. Este tipo de estructuras se construyen con piedra, arena y cemento y se ubican de forma transversal a la corriente dentro de un cauce o cárcava con el objetivo de reducir la velocidad de los escurrimientos superficiales, almacenar agua y retener azolves.

 

Tipos de presas de fábrica según mecanismos

Atendiendo a los mecanismos resistentes, los tipos de presas de fábrica se clasifican en los siguientes subtipos.

Presas de gravedad

Las presas de gravedad poseen una sección transversal en forma de triángulo cuasirectángulo, siendo el paramento de aguas arriba prácticamente vertical y el de aguas abajo de inclinación variable, en función de las necesidades resistentes de la infraestructura, pudiendo oscilar el ángulo de inclinación de este con la horizontal entre los valores 50 y 65º. La anchura de la base en una presa de gravedad suele ser del 75%-85% de la altura.

 

Tipo de presa de fábrica: presa de gravedad

 

El principal mecanismo resistente de este tipo de presas, como su propio nombre indica, el peso del cuerpo de la propia presa (la densidad media del hormigón es de 2.300kg/m3), que genera unos valores altos de la fuerza de rozamiento cimiento-presa. Esta fuerza de rozamiento es la encargada de evitar el deslizamiento de lateral de la presa debido al empuje que el agua ejerce sobre esta.

El elevado peso de una presa de fábrica gravedad también provee a la estructura de la pertinente resistencia frente al vuelco, al proporcionar el peso, la principal fuerza estabilizadora de la presas, frente a la subpresión del agua acumulada bajo esta y el empuje del agua del embalse.

Prácticamente la totalidad del cuerpo de las presas de gravedad se construye con hormigón en masa, quedando armados únicamente puntos concretos sometidos a fuertes esfuerzos de flexión, tales como las galerías internas.

 

Presas de gravedad

Fotografía: Biblioteca Pública de San Jorge (Wikipedia)

Las presas de gravedad son el tipo de presas de fábrica más extendidas. Estas pueden ser de eje recto o curvo, sin que ello afecte a la tipología de gravedad. A continuación se explicará la diferencia entre una presa de gravedad de eje curvo y una presa de arco.

Presas de arco

Se trata de un tipo de presas de estructura muy ligera. La anchura de la base de la presa es de aproximadamente un 30% de la altura de esta. En ella se emplea una cantidad de material pequeña debido a que el mecanismo resistente de estas presas es su forma en arco. La distribución de esfuerzos en la estructura se basa en el concepto de antifunicularidad, de tal forma que esta trabaje únicamente a axil. Así, los esfuerzos generados sobre la presa son transmitidos a los estribos de la cerrada, los cuales es condición necesaria que sean de materiales de alta resistencia.

 

Presa de arco

 

Además de un material de alta capacidad resistente en la cerrada, ésta deberá cumplir también una serie de condiciones geométricas favorables para poder acoger una presa de gravedad.

En ocasiones, el material del estribo es de resistencia elevada pero no es lo suficientemente resistente como para acoger una presa arco en la cerrada correspondiente. En estos casos se suele acudir a una tipología de características intermedias entre las presas arco y gravedad: las presas arco-gravedad. En este tipo de presas, el mecanismo resistente es un híbrido entre las presas de gravedad y las presas arco, por lo que se trata de presas de eje curvo y sección transversal triangular de base menos ancha que las de gravedad, con el correspondiente ahorro de material que ello supone.

 

Presa de fábrica

Fotografía: Synapse (Pixabay)

 

La principal diferencia entre una presa de arco-gravedad y una presa de gravedad de eje curvo es, por tanto, la su mecanismo resistente.

Existe una tipología especial de presas arco: las presas bóveda, también conocidas como presas de doble curvatura. Éstas poseen una sección transversal muy ligera de carácter curvo y un eje longitudinal también curvo, es decir, son presas de curvatura en la dirección longitudinal y transversal.

 

Presa de bóveda

 

Presas aligeradas o de contrafuertes

Este tipo de presas poseen un mecanismo resistente de naturaleza similar a las presas de gravedad, pero su sección transversal está compuesta por un paramento vertical, en forma de muro, al que se le añaden una serie de contrafuertes en el paramento de aguas abajo. De esta forma, se consigue una estabilidad frente al deslizamiento y vuelco de orden similar a una presa de gravedad pero por medio de una cantidad menor de material. Además, esta modalidad ve disminuida ampliamente la subpresión (debido a la esbeltez del cuerpo de la presa) con respecto a una presa de gravedad.

 

Presa de contrafuerte

 

A pesar de las grandes ventajas económicas que la construcción de una presa de este tipo reporta debido al ahorro en material, éstas no son muy usuales debido a la complejidad técnica de su construcción, que las hace grandes demandatarias de grandes cantidades mano de obra.

 

Presa de contrafuerte

Fotografía: OverHook (Pixabay)

Si te quieres conocer más sobre las tipologías de presas y sus clasificaciones, te recomendamos que leas nuestros artículos Tipos de presas II: presas de materiales sueltos y El sensor "made in Spain" que mejorará la seguridad de las presas.
 
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