El documento describe los tipos y componentes de presas de gravedad de hormigón, así como las fuerzas que actúan sobre ellas. Estas presas resisten el empuje del agua mediante su propio peso transmitido a través de una sólida cimentación. Se componen de cemento, grava y arena en proporciones variables y su forma optimizada maximiza su capacidad para resistir el empuje. Las consideraciones para ubicar una presa incluyen factores topográficos, geológicos, hidrológicos e hidráulicos.

1. Represa por Gravedad

2. I. INTRODUCCIÓN:
La presión que el agua ejerce sobre la represa, por un lado tiende a hacerla
"deslizar" sobre su fundación y por otro a "volcarla" hacia aguas abajo. Las
presas de gravedad son todas aquellas en las que el peso propio de la
represa es el que impide que se produzcan alguna de estas dos situaciones.
Podríamos imaginar que la transferencia del empuje del agua hacia la
fundación se realiza a través de la represa, la que será más estable cuanto
"más pesada" sea. Desde este punto de vista, tanto una represa de materiales
sueltos como una de hormigón, son de gravedad. Sin embargo, suelen llamarse así a
las represas macizas de hormigón.
El cuerpo de las represas de hormigón, se compone de cemento, piedras, gravas y
arenas, en proporciones variables según el tipo de estructura y las partes de las mismas
que se trate. La particularidad de este material, que le permite adoptar complejas
formas una vez fraguado, da la posibilidad de optimizar la forma y, por lo tanto disponer
el peso de una manera tal que sea mayor la capacidad de la represa en su conjunto
para resistir el empuje.

3. II. FUNDAMENTO TEORICO
Partes de una Represa:

4. EN LA PRESA SE DESTACAN:
La coronación: es la superficie que delimita la presa superiormente.
Los estribos: los laterales, que están en contacto con las paredes de la
cerrada.
La cimentación: la superficie inferior de la presa, a través de la cual
descarga su peso al terreno.
El aliviadero o vertedero: es una estructura que permite descargar agua
excedente cuando la presa se llena.
Las tomas: son también estructuras hidráulicas pero de mucha menos
entidad y son utilizadas para extraer agua de la presa para un cierto uso,
como puede ser abastecimiento a una central hidroeléctrica o a una ciudad.
La descarga de fondo: permite mantener el denominado caudal ecológico
aguas abajo de la presa.
Las esclusas: que permiten la navegación "a través" de la presa.

5. COMPORTAMIENTO DE LA PRESA DE GRAVEDAD
Son todas aquellas en las que su propio peso es el encargado de resistir el empuje del agua.
El empuje del embalse es transmitido hacia el suelo, por lo que éste debe ser muy estable
capaz de resistir, el peso de la presa y del embalse. Constituyen las represas de mayor
durabilidad y que menor mantenimiento requieren. Su estructura recuerda a la de un
triángulo isósceles ya que su base es ancha y se va estrechando a medida que se asciende
hacia la parte superior aunque en muchos casos el lado que da al embalse es casi de
posición vertical. La razón por la que existe una diferencia notable en el grosor del muro a
medida que aumenta la altura de la presa se debe a que la presión en el fondo del embalse
es mayor que en la superficie, de esta forma, el muro tendrá que soportar más fuerza en el
lecho del cauce que en la superficie.
El cuerpo de las presas de hormigón, se compone de cemento, piedras, gravas y arenas, en
proporciones variables según el tipo de estructura y las partes de las mismas que se trate. La
particularidad de este material, que le permite adoptar complejas formas una vez fraguado,
da la posibilidad de optimizar la forma y, por lo tanto disponer el peso de una manera tal que
sea mayor la capacidad de la presa en su conjunto para resistir el empuje.
El diseño de cualquier presa se puede resolver solo si se consideran tres
condiciones fundamentales: garantía de su estabilidad, control de filtraciones y disipación de
la energía en exceso del chorro vertido por la presa.

6. CRITERIOS DE CARGA:
La roca que constituye la fundación y estribos en el sitio es bastante fuerte para llevar las
fuerzas impuestas por la presa con tensiones bajo del límite elástico en todos los sitios a lo
largo de los planos de contacto.
El poder de porte de la estructura geológica a lo largo de la fundación y estribos es
bastante grande para llevar las cargas totales impuestas por la presa sin los movimientos
de roca de magnitud perjudicial.
Las formaciones de roca son homogéneas y uniformemente elásticas en todas las
direcciones, de modo que sus deformaciones puedan ser predichas satisfactoriamente por
cálculos basados en la teoría de elasticidad, por medidas de laboratorio sobre modelos
construidos de materiales elásticos, o por las combinaciones de ambos métodos.
El flujo de la fundación se mece bajo las cargas sostenidas que son resultado de la
construcción de la presa y el relleno del depósito suficientemente puede ser tenido en
cuenta por usar un módulo algo inferior de elasticidad que de otra manera sería adoptado
para el empleo en los análisis técnicos.
La base de la presa es cuidadosamente encallada en las formaciones de roca a lo largo de
las fundaciones y estribos.
Las operaciones de construcción son conducidas para asegurar una obligación
satisfactoria entre el hormigón y materiales de roca en todas las áreas de contacto a lo
largo de la fundación y estribos.
La distribución de las cargas en presas de mampostería pueden ser determinadas por la
traída de las deflexiones calculadas de los diferentes sistemas de transferencia de carga
de acuerdo con todos los puntos conjugados de la estructura.

7. PRESA CON LOSA
La losa tiene la finalidad de impermeabilizar el talud aguas arriba de la
Presa, para evitar filtraciones cuando se encuentre en funcionamiento.

8. CONSIDERACIONES GENERALES PARA LA
UBICACIÓN DE LA PRESA
Consideraciones topográficas
La presa debe tener la menor longitud posible, lo cual se logra ubicándola en cañones
estrechos. En este caso la presa resultante suele ser de mayor altura para lograr el
embalsamiento necesario que si se ubica en valles amplios. Cañones estrechos también
dificultan la desviación del cauce para la construcción de las obras resultando que las
ataguías y conducciones son más costosas y difíciles de construir. Es conveniente ubicar la
toma de agua en la parte externa de la curva del cauce en caso de que la presa se sitúe en un
tramo curvilíneo. Un valle amplio permite la construcción de las obras en etapas. Si existe un
rápido en el cauce, resulta mejor localizar la presa aguas arriba de él, en zonas de más bajas
pendientes. En cauces navegables, la presa debe tener la longitud suficiente para ubicar el
vertedero, las esclusas de navegación, y las escalas para peces.
Consideraciones geológicas
La ubicación de la presa se fija por la necesidad de aprovechar una buena cimentación o
estribación. Así mismo, se requiere estabilidad de las laderas del embalse creado.
Consideraciones hidrológicas
La disposición rectilínea de la presa se usa cuando con ella se logra suficiente longitud del
vertedero pues da menor longitud y menores costos. En caso contrario se puede pensar en
alineamientos curvos, tipo abanico, que permiten tener longitudes del frente vertedero mayores y
así poder disminuir la carga de agua sobre la estructura y disminuir altura total de presa.

9. Consideraciones hidráulicas
El sitio escogido debe facilitar la desviación del cauce durante la construcción de las
obras y la derivación del río durante la operación del proyecto. Si el cauce es navegable, la
presa debe tener la longitud suficiente de forma que se pueda ubicar el vertedero y las
esclusas.
Consideraciones estructurales
La disposición curva de la presa aumenta la distribución de los esfuerzos hacia los estribos pero
resulta más difícil constructivamente.
Consideraciones generales
Se busca ubicar la presa próxima al sitio de suministro. Esto no siempre es conveniente. Por
ejemplo:
la altura de carga sobre las turbinas puede mermar a medida que se acerca la presa a
la casa de máquinas. Para compensar esto, tocaría aumentar la altura de la presa. Cuando la
solución no es obvia, se requiere hacer la comparación técnica y económica considerando
aspectos tales como la altura de la presa, la longitud, tipo y dimensiones de la conducción,
pérdidas de carga y altura de presión disponible.

10. CIMENTACIÓN DE LAS PRESAS
Base de la presa
El área de la fundación de la presa
se debe limpiar totalmente
removiendo todos los árboles,
malezas, raíces, piedras, tierra
vegetal, basuras, materiales
permeables, etc., hasta llegar a
una capa de suelo resistente y
adecuada. La superficie obtenida
para la fundación deberá ser
escarificada antes de comenzar a
construir el terraplén.

11. La cimentación debe proporcionar un apoyo estable para el terraplén en todas sus
condiciones de carga y saturación.
Debe tener resistencia a la filtración para evitar daños por erosión y pérdidas de
agua.
El área de fundación correspondiente a cauces de arroyos deberá ser limpiada,
profundizada y ampliada hasta remover todas las piedras, grava, arena, y
cualquier material indeseable. La limpieza de los cauces se efectúa profundizando
de manera que los taludes de la excavación sean estables.
Cuando se encuentre roca durante la preparación de la fundación, es importante
que ésta quede perfectamente limpia removiéndose de su superficie toda costra o
fragmento de roca. Para esta operación no se podrá emplear ningún tipo de
explosivos.
Es importante que se realice simultáneamente la preparación de la fundación y la
excavación para la tubería de toma de agua de acuerdo con las pendientes y
dimensiones mínimas indicadas en planos.
En esta etapa de la construcción es importante tomar todas las previsiones
para controlar el agua hasta que se concluya la obra.

12. FUERZAS ACTUANTES SOBRE LAS PRESAS DE
CONCRETO
Sobre una presa
actúan tres tipos de
cargas: las cargas
principales, las cargas
secundarias y las
cargas excepcionales.

13. 1) LAS CARGAS PRINCIPALES:
Carga de agua:
Es debida a la distribución hidrostática de presión y tiene una resultante
horizontal de la fuerza P1. También existe componente vertical en el caso de que el
espaldón de aguas arriba tenga un talud y las cargas equivalentes aguas abajo
operasen en el espaldón respectivo).
Carga del peso propio:
Se determina para un peso específico del material. Para un análisis elástico simple
se considera que la fuerza resultante P2 actúa a través del centroide de presión
Carga de infiltración:
Los patrones de infiltración de equilibrio se desarrollarán dentro y por debajo de la
presa, por ejemplo, en los poros y las discontinuidades, con una carga resultante
vertical identificada como un empuje externo e interno.

14. 2) LAS CARGAS SECUNDARIAS
Carga de sedimentos:
Los sedimentos acumulados generan un empuje horizontal, considerado como una carga hidrostática adicional
Carga hidrodinámica de ondas:
Es una carga transitoria generada por la acción de las ondas sobre la presa (generalmente no es importante).
Carga de hielo:
Se puede desarrollar en condiciones climáticas extremas (generalmente no es importante).
Carga térmica (presas de concreto):
Es una carga interna generada por las diferencias de temperatura asociadas con los cambios en las condiciones
ambientales y con la hidratación y enfriamiento del cemento.
Efectos interactivos:
Son internos, surgen de las rigideces relativas y las deformaciones diferenciales de una presa y su cimentación.
Carga hidrostática sobre los estribos:
Es una carga interna de infiltración en los estribos en una roca maciza. (Es de particular importancia en las presas de
arco o de bóveda).

15. 3) LAS CARGAS EXCEPCIONALES:
Carga sísmica:
las cargas inerciales horizontales y verticales se generan con respecto a la
presa y al agua retenida debido a movimientos sísmicos.
Efectos tectónicos:
La saturación o las perturbaciones producidas por excavaciones profundas en
rocas, pueden generar cargas como resultado de movimientos tectónicos lentos.
La decisión de considerar todas las cargas secundarias y excepcionales o una
combinación de ellas depende de la experiencia del ingeniero diseñador, de la
importancia de la obra, y de su localización.
Los diseños deben basarse en la más desfavorable combinación de condiciones
probables de carga. Debe incluirse solo aquellas combinaciones de carga que
tienen probabilidad razonable de ocurrencia simultánea.

16. INDICADORES MECANICOS DE LA PRESA
PÉNDULOS
PÉNDULOS
Los péndulos directos e invertidos se utilizan para la medida de
movimientos horizontales en estructuras. Su fiabilidad, precisión y
excelente comportamiento a largo plazo, los han hecho prácticamente
imprescindibles para el control de desplazamientos horizontales en
presas de hormigón.
PÉNDULOS DIRECTO
El péndulo directo permite medir movimientos horizontales de la
estructura relativos a su punto superior. Consta de un hilo de acero
situado en un pozo vertical, anclado en su extremo superior a la
estructura y en su extremo inferior a un peso con aletas inmerso en un
depósito relleno de aceite. Esta disposición asegura la verticalidad del
hilo.

17. • PÉNDULO INVERSO
Permite medir movimientos respecto
a su punto inferior. Consta de un hilo
de acero inoxidable cuyo extremo
inferior está
unido a un anclaje ubicado en el
interior de un sondeo vertical, y cuyo
extremo superior se fija a una unidad
de flotación solidaria a la estructura.
La unidad de flotación está formada
por un recipiente con un flotador en
baño de aceite y está diseñada de tal
forma que permite mantener el hilo
en tensión sin que el movimiento de
la estructura altere su posición

18. MEDIDORES TRIDIMENSIONALES DE JUNTAS.
DEFORMETROS
Para estudiar los
desplazamientos relativos entre
bloques, en las intersecciones de
las juntas que cortan a la galería
de inspección, se utilizan
medidores de juntas
tridimensionales, también
llamados deformetros. Utilizados
para el control de juntas de
dilatación en estructuras de
hormigón, control de fracturas en
rocas y en general aquellas obras
como presas, puentes, etc., en
las que se requiere un control
preciso de deformaciones
Los valores obtenidos servirán
para contrastar los
conseguidos por otros
métodos de auscultación

19. CABEZALES DE DRENES
Los drenes se utilizan normalmente para
controlar las sub.-presiones en el cimiento
de las presas. Dentro de la auscultación
hidráulica es un dato esencial ya que
permite conocer la eficacia de la red de
drenaje y el comportamiento de la pantalla
de impermeabilización y la ley de sub.-
presiones en las secciones controladas.
Estos cabezales disponen de una llave de
tres vías, con posiciones de cerrado (no
permitiendo drenaje), abierto (drenando) y
de lectura, de forma que cuando existe
presión en el dren este efectúe la medida
con un manómetro. Los tubos y piezas de
unión hasta el tubo del dren son de PVC,
cortados y acoplados a medida para llevar
agua hasta la canaleta de la galería.
Para realizar las medidas cada equipo
lleva incorporado un manómetro, roscado
en la parte superior del cabezal, de modo
que se pueden obtener directamente las
subpresiones en ese punto (en Kg/cm2)
con solo girar la llave a la posición de
lectura.

20. IMPACTO AMBIENTAL DE PROYECTOS DE
APROVECHAMIENTO DE RECURSOS HIDRÁULICOS
La construcción de obras hidráulicas impone la alteración del conjunto de la cuenca
hidrográfica en la que se asienta. Esto supone alteraciones de tipo ambiental que deben ser
estudiadas y evaluadas desde el punto de vista técnico, ambiental y económico.
El estudio de efecto ambiental está orientado a determinar y valorar la trascendencia de
las modificaciones ocasionadas en el medio por la construcción de la obra hidráulica. Preguntas
básicas que debe resolver un estudio de impacto ambiental son:
¿Qué elementos constituyen el proyecto?
¿Qué elementos constituyen el ecosistema potencialmente afectado?
¿Cuál será el impacto de las obras sobre los elementos constitutivos del
ecosistema?
¿Qué medidas tomar para minimizar o mitigar los efectos ambientales negativos?
¿Qué pasó realmente?

21. LA INFORMACIÓN SOBRE EL PROYECTO INCLUYE:
Localización
Descripción del proyecto
Obras constitutivas
Estado legal del proyecto

22. LA INFORMACIÓN AMBIENTAL COMPRENDE:
Componente biótico
Fauna, Flora
Componente abiótico
Suelos, Agua, Aire, Paisaje
Componente humano
Condiciones de vida de la población, Servicios públicos, Patrones
culturales, Recursos históricos

23. CONCLUSIONES
Las consideraciones precedentes muestran que el control de la
seguridad de las presas es el objetivo principal de la auscultación.
Puede decirse que auscultar una presa es tomar las máximas
precauciones para poner en práctica las medidas correctoras
destinadas a evitar accidentes, lo que justifica los esfuerzos hechos
en este sentido.
Parece que, en la mayoría de los casos, las presas accidentadas
no han sido objeto de una vigilancia cuidadosa.
Para que una auscultación sea eficaz, es necesario instalar
aparatos de medida de excelente calidad y gran fiabilidad, asegurar
una perfecta organización de las mediciones, disponer de métodos
de cálculo e interpretación rápida de los datos y realizar
periódicamente inspecciones visuales de los muros de presas y
sus alrededores.

24. Otra de las apreciaciones que se pueden tener es que el tiempo útil de una
represa por gravedad es mayor.
Es necesario un estudio ambiental antes de la construcción de una de
estas represas.
Se debe hacer un estudio previo de la zona para poder ubicar la presa en
un lugar estratégico.
Se debe tener un buen criterio para diseñar la Presa con una correcta
combinación de carga actuantes en esta, durante su vida