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QUE TIPO DE EQUIPAMIENTO SE REQUIERE PARA REALIZAR UNA PRESA INTRODUCCIÓN

Los embalses de agua se proyectan y construyen con fines de almacenar grandes volúmenes de este valioso recurso hídrico en épocas estacionales de lluvias, en las que el consumo de agua es inferior a la disponibilidad, para posteriormente emplear estos volúmenes almacenados en épocas de estiaje. -

Riego de terrenos con fines agrícolas

-

Afianzamiento hídrico de centrales hidroeléctricas

-

Uso en agua potable

-

USO Mixto

Una Central Hidroeléctrica está compuesta por: 

-Presa Hidráulica



-Embalse, Tomas de Agua,



Tubería Forzada o Tubería de Presión o Impulsión,



Aliviaderos,



Casa de Máquinas o Sala de Turbinas, Transformadores y



Líneas de Transporte de Energía Eléctrica.

PRESA HIDRÁULICA

Se denomina Presa o Represa a una barrera fabricada con piedra, hormigón o materiales sueltos, que se construye habitualmente apoyado en una montaña o desfiladero, sobre un río o arroyo. Se encarga de retener el agua en el cauce fluvial con diferentes finalidades: para su posterior aprovechamiento en abastecimiento o regadío; para elevar su nivel con el objetivo de derivarla

a canalizaciones de riego; para proteger una zona de sus efectos dañinos; o para la producción de energía eléctrica. Una presa sólo puede retener a un cauce natural, si retuviera un canal sería considerada una balsa. Las presas de hormigón son las más comunes y según su diseño hay 4 tipos diferentes: Presas de Gravedad, Presas de Contrafuertes, Presas de Arco-Bóveda y Presas de Tierrra o Escollera.

EMBALSE Es el volumen de agua que queda retenido, de forma artificial, por la presa. Se suele colocar en un lugar adecuado geologica y topográficamente. Se puede emplear para generar electricidad, abastecer de agua las poblaciones, regadío, etc… TOMA DE AGUA Las Tomas de Agua son construcciones que permiten recoger el agua para llevarlo hasta las turbinas por medios de canales o tuberias. Se sitúan en la pared anterior de la presa, la que da al embalse. En el interior de la tubería, el agua transforma la energía potencial en cinética, es decir, adquiere velocidad. Además de unas compuertas para regular la cantidad de agua que llega a las turbinas, poseen unas rejillas metálicas que impiden que elementos extraños como troncos, ramas, etc. puedan llegar a los álabes y producir desperfectos.

Desde aquí, el agua pasa a la tubería forzada que atraviesa a presión el cuerpo de la presa.

TUBERÍA FORZADA O TUBERÍA DE PRESIÓN O IMPULSIÓN Con el fin de impulsar al fluido y mejorar la capacidad de generación de la presa, el agua se hace correr a través de una gran tubería llamada Tubería Forzada o de Presión, especialmente diseñada para reducir las pérdidas de energía que se pudieran producir, llevando el agua hasta la turbina en la casa de máquinas.

Esta tubería tiene que soportar la presión que produce la columna de agua, además de la sobrepresión que provoca el golpe de ariete en caso de parada brusca de la minicentral. Dependiendo de la orografía del terreno y de los factores medioambientales, la colocación de la tubería forzada será subterránea o exterior.

ALIVIADEROS Aliviaderos, compuertas y válvulas de control. Todas las centrales hidroeléctricas disponen de dispositivos que permiten el paso del agua desde el embalse hasta el cauce del río, aguas abajo, para evitar el peligro por desbordamiento que podrían ocasionar las crecidas. En esos casos es necesario poder evacuar el agua sobrante sin necesidad de que pase por la central. Las compuertas y válvulas son los elementos que permiten regular y controlar los niveles del embalse. Existen distintas tipos de desagüe: los aliviaderos de superficie y los desagües de fondo o medio fondo. CASA DE MÁQUINAS O SALA DE TURBINAS En la Casa de Máquinas, denominada también Sala de Turbinas o Central, se encuentran los grupos eléctricos para la producción de la energía eléctrica -Conjunto turbina-altenador, turbina y generador, así como los elementos de regulación y funcionamiento. El agua que cae de la presa hace girar las turbinas que impulsan los generadores eléctricos. Las compuertas de entrada y salida se emplean para poder dejar sin agua la zona de las máquinas en caso de reparación o desmontaje. Según la disposición general de la casa de máquinas, las centrales se pueden clasificar en: Centrales al Exterior y Centrales Subterráneas.

TRANSFORMADORES Son el equipo que se encarga de convertir la corriente de baja tensión en una corriente de alta tensión y disminuir la intensidad de la corriente eléctrica. De este modo, se pierde menos energía en su transporte.

LÍNEAS DE TRANSPORTE DE ENERGÍA ELÉCTRICA La electricidad producida se transporta por cables de alta tensión a las estaciones de distribución, donde se reduce la tensión mediante transformadores hasta niveles adecuados para los usuarios. Las líneas primarias pueden transimitir electricidad con tensiones de hasta 500.000 voltios o más. Las líneas secundarias que van a las viviendas tienen tensiones de 220 y 110 voltios.

EQUIPOS HIDROMECÁNICOS TÍPICOS Lo que comúnmente se denomina equipo hidromecánico en las presas de tierra comprende los equipos y estructuras metálicas que estarán en contacto con el agua, así tenemos: - Rejas en la toma de los conductos de descarga - Compuertas o válvulas + actuadores - Blindaje y tubos de conducción a presión - Conductos de aireación - Instrumentación. COMPUERTAS VERSUS VÁLVULAS Existen ventajas para el empleo de cada tipo de equipo. A continuación presentamos, en forma resumida, las ventajas de cada uno ellos. Los tipos de compuertas mayormente empleadas en presas son las planas tipo vagón, las planas deslizantes (en presas de baja altura) y las compuertas radiales (de segmento). Los tipos de válvulas más empleadas en presas son: las válvulas de chorro hueco (Howell

Bunger) y las válvulas tipo mariposa. - Son equipos más compactos - Presentan más ventajas para un control automático - Conservan mejor su hermeticidad - En el caso de las válvulas de chorro hueco con un mismo equipo se puede cumplir con doble función: una buena regulación del caudal descargado y una importante contribución para la disipación de energía. - Más fácil desmontaje para fines de reparaciones mayores. ACTUADORES Los actuadores son los componentes que permiten abrir o cerrar las compuertas o válvulas. Existen

dos

tipos

de

actuadores:

los

mecánicos

y

los

oleohidráulicos.

Entre los actuadores mecánicos más usados tenemos: winches con cable, cajas reductoras y mecanismo de tomillo de potencia o cremallera. La fuerza proviene de un motor eléctrico, aunque como medida de seguridad se dispone de manivelas para el accionamiento manual. Como actuadores olehidráulicos tenemos: cilindros y winches. EQUIPOS AUXILIARES Estos equipos son muy variados y dependerán del tipo de arreglo general diseñado. A continuación presentamos un listado indicativo: - Facilidades de izaje para fines de mantenimiento - Subestación eléctrica - Grupo electrógeno, depósito de combustible y complementos - Ventilación y climatización - Paneles eléctricos - Cables de fuerza y control

Bibliografia 

Lista de Presas Hidráulicas de España – SEPREM, Sociedad Española de Presas y Embalses



Lista de Presas Hidráulicas del Mundo – SEPREM, Sociedad Española de Presas y Embalses

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Ventajas de la Minihidráulica por la Asociación Europea de Minihidráulica ESHA – http://www.esha.be

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Estado de los Embalse y Pantanos en España – embalses.net

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CHD – Confederación Hidrográfica del Duero – Datos actuales sobre la situación de los principales embalses de la cuenca del Duero



El embalse, la central y la presa de Aldeadávila (también conocida como salto de Aldeadávila) constituyen la obra de ingeniería hidroeléctrica más importante de España a nivel de potencia instalada y producción de electricidad – Wikipedia



Datos de los embalses del Júcar – Sistema Automático de Información Hidrológica (S.A.I.H.) – Confederación Hidrográfica del Júcar

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Varios Artículos sobre la Energía Hidroeléctrica – Revista Consumer Eroski

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Minicentral Hidroeléctrica Subterránea de Olloki – www.leitzaran.net



Foros del Agua – foros.embalses.net



Los canales hidroeléctricos en los montes vascos – www.ivap.euskadi.net



Libro Minihidráulica en el País Vasco – Pdf

ESTUDIOS BÁSICOS QUE SE REQUIEREN PARA UN PROYECTO DE UNA PRESA CONSTRUCCIÓN DE PRESAS Para iniciar el proyecto de una presa en primer lugar se debe definir el tipo de demanda de agua a satisfacer, y sus características y cantidades estimadas en función del tiempo”. El agua puede ser utilizada para satisfacer una gran variedad de necesidades, por ejemplo, la demanda de consumo humano o animal, el riego, la recreación, la producción de energía hidroeléctrica, la protección contra incendios, el control de erosión, el uso paisajístico y la protección contra inundaciones y la producción de peces. De todos estos posibles usos la irrigación es el que involucra el mayor número de obras. Se deben

tener

en

cuenta

los

siguientes

puntos

de

estudios básicos,

tales como

Estudio Topográfico, Estudio Hidrológico, Estudios de Geología y Geotecnia. Estos estudios nos llevaran a tener una mejor estabilidad en la proyección dela presa. Por lo tanto nuestra presa será más consistente durante su vida útil. Después de estos estudios podemos elaborar nuestro Estudios Técnico de nuestro proyecto de Presa. Todo estudio técnico tiene como principal

objetivo

el

demostrar

la

viabilidad

técnica

del proyecto que justifique la alternativa técnica que mejor se adapte a los criterios de optimización. Antes de comenzar a planear cualquier proyecto se necesitan estudios preliminares que ayudaran a una buena planeación, en el caso de la construcción de una presa y según el tipo de complejidad son:

1. ESTUDIO HIDROGEOLOGICO 2. ESTUDIO TOPOGRÁFICO. 3. ESTUDIOS GEOLÓGICOS 4. ESTUDIOS GEOTÉCNICOS. 5. ESTUDIOS ECONÓMICOS. 6. ESTUDIOS DE IMPACTO AMBIENTAL.

ESTUDIO TOPOGRÁFICO “Antes de proyectar una Presa, se hace un levantamiento topográfico” para Determinar si es posible ejecutar el proyecto, el tamaño aproximado del vaso, la localización y alturas ópticas de la presa. Para obtener datos para el proyecto, se hace un levantamiento del lugar. Se hacen bastantes sondeos y perforaciones. La topografía se toma como un detalle suficiente para definir el diseño de la Presa.

ESTUDIO HIDROLÓGICO La información hidrológica del estudio, ha sido realizada por el Profesional Especialista a fin de obtener los datos de los aportes de agua en el embalse bajo condiciones normales y extremas, calculando el tránsito de la avenida de diseño a través del embalse, tomando en cuenta

el

hidrograma

de

la

avenida

máxima

que

se produciría con un tiempo de retorno de 1,000 años. El dimensionado del volumen del embalse es un aspecto del diseño que busca optimizar la inversión maximizando la eficiencia en el uso del recurso hídrico. Esta primera parte del diseño permite dar las dimensiones básicas de las obras necesarias, como lo son la cota del nivel máximo normal del embalse que será la cota del vertedero, y la cota de la obra de toma para riego. Sin embargo, la segunda etapa es el diseño de las diferentes obras necesarias para el funcionamiento del embalse, obras que serán diseñadas optimizando la seguridad delas mismas.

ESTUDIOS DE GEOLOGÍA Y GEOTECNIA La información geológica y geotécnica, al igual que en los casos anteriores ha sido realizada por el Profesional Especialista; en dicho estudio se dan las recomendaciones y criterios a ser tomados en cuenta en la cimentación de la presa y de la impermeabilización del subsuelo que debe realizarse mediante la conformación de una pantalla de inyecciones.

ALTURA DE PRESA “Se entiende por cortina a la estructura que se coloca atravesada en el lecho de un rio, como obstáculo al flujo del mismo, como el objeto de formar un almacenamiento o derivación.”

Tal estructura debe satisfacer las condiciones normales de estabilidad y ser relativamente impermeable. Según los tipos de Presas sus alturas varían. Tenemos Presas Altas que su altura es mayor a 100 metros. Tenemos Presas medianas que su altura es de 30 metros a 100 metros. También tenemos Presas bajas que su altura es menor de 30 metros. Las Presas bajas, como su construcción son más frecuentes, requiere de distintos tipos de diseño, por supuesto sin olvidarse de los programas de investigaciones de campo descritos. La seguridad requerida por la Presa adquiere más importancia a medida que aumenta su altura. Teniendo en cuenta solamente los aspectos hidráulicos la altura de la presa se define con base en los niveles de operación. Este valor puede ser modificado por consideraciones Geotécnicas, Estructurales o de costos. La altura de la presa se mide entre la Corona de la Presa y el Fondo del Cauce. Durante la vida útil de la obra el agua en el embalse no debe superara el nivel máximo de aguas,ni siquiera durante las crecidas extraordinarias. “Según su altura también varía el tipo de Presa”, entre los tipos de presa tenemos: Terraplén Adecuadas para cimentaciones en roca y suelos. Pueden aceptar asentamientos diferenciales limitados con núcleos relativamente amplios y de material plástico. Se requiere tabique hasta el material impermeable. Tienen pocos esfuerzos de contacto. Requieren varios materiales para núcleo, filtro, enrocado, etc. Pedraplén o enrocado Preferiblemente en fundación rocosa. Aceptan calidad variable y algo de intemperismo. Se requiere tabique hasta el material impermeable. Se facilita la colocación en cualquier clima. Requieren materiales para núcleo, filtros, etc. Concreto gravedad Adecuadas en valles amplios, desde que la excavación sea menor de 5 a 10 m. Se acepta desgaste limitado de la roca. Deben chequearse las discontinuidades de la roca con relación al deslizamiento. Tienen bajos esfuerzos de contacto. Requieren de materiales que a veces toca importar como el cemento. Contra fuertes Como presas de gravedad, pero mayores esfuerzos de contacto, requieren de roca sana. El ahorro de concreto con relación a las presas de gravedad es del 40 al 60%. Arco Adecuadas en gargantas estrechas con rocas sana de alta resistencia y poca de formabilidad en las zonas de fundación y estribos. Alta carga sobre los estribos. El ahorro de concreto con relación a las presas de gravedad es del 50 al 85%.

TALUDES “Un talud es una zona plana inclinada de la parte de la Presa” Estos depósitos típicamente poseen una forma cóncava hacia arriba, mientras que la máxima inclinación de tales depósitos corresponde al ángulo de reposo correspondiente al tamaño promedio de las rocas que lo componen. Los taludes además serán estables dependiendo de la resistencia del material del que estén compuestos, los empujes a los que son sometidos o las discontinuidades que presenten. Los taludes pueden ser de rocao de tierras. Ambos tienden a estudiarse de forma distinta. Tenemos que diseñar un buen talud ya que de este dependerá que nuestra Presa sea más consistente durante su vida útil. La protección del talud es un procedimiento que se realiza para protegerlos taludes de obras de ingeniería, o taludes naturales, contra los daños causados por el escurrimiento del agua o el avatar de las ondas de un lago, río, o mar contra sus márgenes. “La protección de los taludes se realiza de varias formas:” Recubriendo las márgenes, en la franja donde oscila el agua de un enrocado, rocas sueltas acomodadas en forma más o menos irregular en el talud a ser protegido, sistema denominado generalmente como enrocado. Este método es muy usado en los taludes aguas arriba de las presas hidráulicas; Recubriendo

el

talud

con

una

placa

de concreto

con

un

revestimiento

en piedra. Frecuentemente se establecen valores que puedan servir como punto de partida en una alternativa, por ejemplo, ciertos reglamentos fijan como taludes mínimos los siguientes. Si la altura de la presa es de 5 a 12 metros su talud aguas arriba debe ser de 2:1. Es decir que por cada metro que avanza en forma vertical se debe correr dos metros en forma horizontal, así de esta manera formaremos nuestro talud. Si nuestra altura de nuestra Presa es de 12 a 30 metros aguas arriba nuestro talud será de 2.5:1. Es decir que porcada metro que avanza en forma vertical se debe correr dos metros y medio en forma horizontal, así de esta manera formaremos nuestro talud. Al tener estos conceptos en Presas pequeñas podemos varíalas y emplearlas en la construcción de una Presa mayor. El diseño del talud es uno de los aspectos más importantes en la construcción de una Presa.

BIBLIOGRAFIA CREUS SOLE ANTONIO“Neumática e Hidráulica” - Segunda Edición- España 2011SANCHES JUNY“Hidráulica” – Edit. UPC – España 2007http://cid.ana.gob.pe/ana/sites/default/files/Informe%20Dise%C3%B1o%20PresasAnexo%20VI.pdf JOAQUIN DIES- CASCON SAGRADO“Ingeniería de Presas” http://artemisa.unicauca.edu.co/~hdulica/presa.pdf M. CASTRO.C.SANCHES“Energía Hidráulica” - España 2004 – Segunda Edicion http://es.wikipedia.org/wiki/Estabilidad_de_taludes LENCASTRE“Manual de Ingeniería Hidráulica” MANSE ALFREDO“Diseño de Bocatomas y Presas” - Edit. UNI- Perú 2011 http://www.jjcoopsa.com.mx/reglamweb/ihcas/norteccom2I221.htm