Trabajo de Presa de Tierra (2)
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República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular Para la Educación Universitaria
UPT. Del Norte de Monagas Ludovico Silva
Caripito Estado Monagas
Ingeniería Civil
PRESA DE TIERRA
Profesor: Actores:
Cardozo Andrés Farías David
González Eglis
González Deirys
Quijada Lewis
Moya Herwin
Santiago Franyelys
Caripito, Noviembre de 2015
INTRODUCCIÓN:
Las presas de materiales sueltos son presas que están formadas por rocas o
tierras sueltas sin cementar. Para conseguir la impermeabilidad de la presa se
construyen pantallas impermeables de arcilla, asfalto o algún material sintético. Se
usan preferentemente cuando el sitio donde se apoya la presa no resiste las cargas
que una presa de gravedad o arco podrían aplicarle. Se suelen utilizar para aprovechar
los materiales disponibles en el sitio.
El criterio empleado para escoger una tipología de materiales sueltos frente a
una de hormigón radica, bien en la escasa calidad del cimiento natural del terreno
(baja capacidad portante) o bien en el hecho de que resulte más rentable proceder a
la recogida y tratamiento (machaqueo y clasificación) del material local para
configurar la presa, que fabricar el hormigón con similares intenciones. En cualquier
caso, deberá someterse el caso particular a un profundo análisis que comprenda tanto
la caracterización de las propiedades geológicas y geotécnicas del entorno, como otros
factores entre los que destacan: calidad de los materiales autóctonos, posibilidad de
instalar una planta de machaqueo de piedra, distancias de transporte, sensibilidad
medioambiental. La cual más adelante vamos a ir especificando detalladamente una
serie de conceptos basado y relacionados con la construcción y diseño para la
construcción de diseño de una presa de tierra.
QUÉ ES UNA PRESA:
Las presas son estructuras hidráulicas de contención que permiten conseguir
niveles de inundación previstos y el embalsamiento de las aguas una presa es
simplemente una pared que se coloca es un sitio determinado del cauce de una
corriente natural, formando un embalse (lago artificial).
CONCEPTO DE PRESAS DE TIERRA:
Las presas de tierras son construcciones destinadas a embalsar o almacenar
agua que luego será usada tanto en regadío como para consumo masivo de los
habitantes de las comunidades conectadas al sistema; su diseño debe tener en cuenta
ciertas leyes físicas y geológicas para el buen desempeño y construcción de estas.
Las presas de tierra son las obras civiles más antiguas desde el punto de vista
histórico y son relativamente económicas ya que en su construcción se emplean los
suelos naturales existentes en la zona o con un mínimo de procesamiento. Siendo
denominadas presas de tierra cuando son materiales de granulometrías más
pequeñas. Las presas de materiales sueltos son presas que están formadas por rocas o
tierras sueltas sin cementar. son las más exitosas utilizan materiales como grava,
arena, limo, polvo de roca y arcilla, y se construyen a veces en lugares donde es difícil
la elaboración de otros materiales los cuales son colocados por compactación con
equipos convencionales y determina un tiempo de ejecución bastante corto y seguro.
Además es aquella que consiste en un relleno de tierras, que aportan la
resistencia necesaria para contrarrestar el empuje de las aguas, y al que se añade
algún otro elemento que aporte la impermeabilidad precisa para retenerlas. Este
elemento puede ser arcilla (en cuyo caso siempre se ubica en el corazón del relleno) o
bien una pantalla de hormigón, la cual se puede construir también en el centro del
relleno o bien aguas arriba, en contacto directo con el agua. Estas presas tienen el
inconveniente de que, si son rebasadas por las aguas en una crecida, corren el peligro
de desmoronarse y arruinarse.
OBJETIVO DE UNA PRESA DE TIERRA:
Las presas tienen como objetivo primordial almacenar grandes cantidades de
agua para diferentes propósitos:
riego
abastecimiento poblacional
generación de energía hidroeléctrica,
control de inundaciones,
para recreación, pesca, actividades deportivas,
usos múltiples
ASPECTOS IMPORTANTES PARA EL MANEJO DE LOS MATERIALES EN LA
CONSTRUCCIÓN DE UNA PRESA:
Otro aspecto que determina su uso es el hecho de usar como material componente,
los materiales locales es decir, los que se hallan en las cercanías de la misma zona de
construcción de la presa lo que abarata los costos.
Las presas de tierra son las más comunes dentro de los diferentes tipos de
construcciones cuyo objetivo es el almacenamiento de agua, esto se debe
principalmente al tipo de material del cual se encuentran elaboradas ya que
generalmente se encuentran en su estado natural, y a esto se le suma que los
requisitos para su elaboración no requieren de tanta complejidad como lo son
necesarios para otro tipo de construcciones.
este tipo de obras hidráulicas al ser las más comunes y según sus análisis las más
rentables en suelos que pueden ser manejados con maquinaria especializada en
compactación, excavación y acarreos han hecho que su elaboración sea más
económica desplazando otras construcciones como son los terraplenes, aunque es
importante destacar que las presas de tierra van destinadas a cierto tipo de cantidad
de agua ya que no son igual de resistentes que las mega estructuras con mayor
capacidad de almacenamiento.
se logró establecer que las presas de tierra no son tan complejas para su elaboración,
debido a su reducido tamaño requieren de estructuras complementarias que le sirvan
de soporte como es el caso de los vertederos, por lo que es necesario inicialmente
tener encuentra la capacidad de almacenamiento que tendrá la presa para no incurrir
en una de las falencias de estas construcciones que es no contar con la suficiente
capacidad de almacenamiento y terminare dañando las estructuras complementarias
aunque los daños se pueden presentar por otros factores.
PARTES DE UNA PRESA DE TIERRA:
1. cresta o corona
2. revestimiento de la
corona
3. filtros
4 corazón o núcleo
impermeable
5. trinchera
6. transiciones
7. enrocamiento.
8. deposito aluvial
9. roca basal
10. talud aguas arriba
11. talud aguas abajo
12.pantalla de inyecciones
13. galería
14. drenes
15. pozos de alivio
16. embalse
17. bordo libre
18. altura de la cortina
TIPOS DE PRESAS DE TIERRA:
PRESAS HOMOGÉNEAS:
Son construidas casi exclusivamente con suelos compactados, tienes por lo
menos una protección contra el oleaje en el talud de aguas arriba., con un solo
material en contacto con el filtro
SECCIONES HOMOGÉNEAS:
•sección graduada o sonada, con núcleo impermeable.
•sección de enrocamiento (escollera) con corazón impermeable.
PRESAS HETEROGÉNEAS O ZONIFICADAS:
El tipo más común de sección de presa de suelos compactados es aquel que
tiene un núcleo central impermeable, en las que el cuerpo se compone de dos o más
clases de suelos.
Las presas heterogéneas a su vez se dividen según la colocación del elemento anti-
filtrante, así:
presas con núcleo vertical
presas con núcleo inclinado
presas con pantalla impermeable aguas arriba
PRESAS DE PANTALLA:
El terraplén de estas presas se constituye con material permeable (arena, grava
o roca) estableciéndose una pantalla fina de material impermeable que constituye una
barrera que impide el paso del agua.
PRESAS DE ESCOLLERA:
Se utilizan rocas de todos los tamaños de manera de asegurar la estabilidad y
una pantalla impermeable para darle estanqueidad.
Cuando todo el material que componen las presas de materiales sueltos tiene
las mismas características, se denominan homogéneas, pudiendo tratarse de
materiales más o menos impermeables. O bien pueden ser heterogéneas, que son las
más comunes, cuando se colocan diferentes materiales zonificados, con núcleo
impermeable y materiales más permeables a medida que nos alejamos del centro de
la presa. La impermeabilidad puede lograrse también mediante pantallas o
diafragmas. Estas variantes pueden presentarse mediante configuraciones que se
integren con distintas participaciones de las diversas características mencionadas.
ESTUDIOS A REALIZAR PARA CONSTRUIR LAS PRESAS:
estudio hidrogeológico.
estudio topográfico.
estudio geológico.
estudios geotécnicos.
estudios económicos.
estudios de impacto ambiental.
ANÁLISIS PARA LA SELECCIÓN DEL TIPO DE PRESA:
1.- altura de la presa:
•menores a 30 metros, el 80% son de presas de tierra.
•mayores de 150 metros, el 60% son presas de hormigón.
2.- geomorfología de la cerrada, valles amplios (presas de tierra), valles estrechos
(presas de hormigón).
3.- condiciones geológicas geotécnicas de la cimentación, es decir, cuando el macizo
de cimentación es muy deformable (rocas blandas o suelos) o de baja resistencia se
construyen presas de tierra.
4.- disponibilidad de los materiales de construcción.
•áridos para las presas de hormigón.
•materiales sueltos para las presas de tierra.
VENTAJAS Y DESVESTANJAS DE UNA PRESA DE TIERRA:
Ventajas:
aplicable en distintos tipos de sitio (valles amplios o gargantas estrechas).
adaptable a un amplio rango de condiciones de fundación, desde rocas
competentes hasta formaciones de suelos blandos y compresibles o permeables.
usa materiales de la zona minimiza la necesidad de importar o transportar
grandes cantidades de material.
el diseño es flexible, muchas posibilidades de aprovechar los materiales y las
condiciones. la construcción es mecanizada y continua.
los costos unitarios del terraplén suben más lentamente que los del concreto.
bien diseñada se puede ajustar con seguridad a un apreciable grado de
asentamiento – deformación
Desventajas:
muy vulnerable por sobrevertido.
hay que garantizar realce para crecidas
vertedero suficiente
vertedero separado
vulnerable filtración y erosión interna en la presa o en la fundación.
ASPECTOS IMPORTANTES PARA LA CONSTRUCCIÓN DE LA PRESA DE TIERRA:
Las presas de materiales sueltos disponen su aliviadero fuera del cuerpo de
presa para evitar filtraciones u otras afecciones al material.
un elemento que limita la construcción de estas presas es el grado de humedad
que debe tener el material local que se use, ya que cuando la humedad del material es
alta o cuando es muy baja al del valor optimo requerido, esto provoca que no se
alcance el nivel de compactación requerido para lograr la homogeneidad más
adecuada. Esto determina la necesidad de un control sistemático de la humedad
relativa de los materiales usados, llegando incluso a tener que verterlo en extensiones
para que pierda humedad. Se puede afirmar que debido a esto el levantamiento de la
cortina de una presa se limita su ejecución a la época de seca y no se permite o
disminuye en la época de lluvia.
Para conseguir la impermeabilidad de la presa se construyen pantallas
impermeables de arcilla, asfalto o algún material sintético. Se usan preferentemente
cuando el sitio donde se apoya la presa no resiste las cargas que una presa de
gravedad o arco podrían aplicarle. Se suelen utilizar para aprovechar los materiales
disponibles en el sitio su construcción se basa en el almacenamiento de agua
proveniente de un río, que posteriormente podría ser utilizada de diversas formas o
combinación de estas:
para consumo humano, regadío; así como también
para generar electricidad,
aumentar la profundidad de diversos ríos, hacerlos más navegables y controlar
el caudal del agua durante los periodos de inundaciones. es por eso, que hoy en día
son de gran importancia y deben ser estables y seguras. Generalmente se realiza un
diseño de presa:
en base a las experiencias, normas, criterios y recomendaciones, obtenidas a
través de estudios realizados por el colegio de ingenieros de los estados unidos; éste
no es más que predimensionar, el cual consiste en determinar la altura, ancho de la
cresta y los taludes tanto aguas arriba como aguas abajo, a los cuales posteriormente
es necesario calcularle su estabilidad.
Las presas de materiales sueltos no soportan ser sobrepasadas por una crecida.
Por ello es necesario, basándose en el conocimiento del comportamiento histórico del
río, efectuar una predicción de la forma en que se deberá operar el embalse formado,
para evitar que en toda la vida de la obra sea sobrepasada por ninguna crecida.
MECANISMO DE FALLA EN PRESAS TIERRA:
PROBLEMAS ESPECIALES QUE PRESENTAN LAS PRESAS DE TIERRA:
efectos naturales como sismos y avenidas
mal diseño o construcción
mala selección de los materiales
envejecimiento y falta de mantenimiento
inestabilidad de cimentación y empotramientos
filtraciones y subpresiones
fallas en equipo mecánico (vertedores)
mal funcionamiento u operación (del vaso y vertedor)
CONCLUSIÓN:
Las presas de tierra están construidas y elaboradas con material rocoso o
tierras sueltas sin cementar la cual tiene como objetivo buscar la impermeabilidad de
dichas presas. Estas cumplen una función muy importante la cual es satisfactorio para
el bien humano. Ya que cumple una serie de necesidades primordiales para la
formación de bienes de servicios al ser humano. Unas de las funciones primordiales es
captar el agua para su mejor aprovechamiento, distribución, transformación y
consumo.
Una presa es una obra sumamente importante ya que sirve de protección y a
su vez por medio de una presa pueden producir diversas obras hidráulica sumamente
importante la cual una de ellas. es la energía eléctrica producida por el agua. Estas
presas de tierra suelen ser más económicas a la hora de su construcción que las presas
de concreto. Ya que sus materiales son extraídos de su estado natural. Y que dicho
materiales cumplas con los requisitos adquiridos en el trabajo para que su
construcción sea la adecuada y no allá ningún tipo de patología.
ANEXOS:
Presa Alcoba
Presa W. A. C. Bennett.