¿Cómo influye el empuje hidrostático en la
construcción de las presas?, el empuje hidrostático viene del hecho de que la
presión de un fluido aumenta con la profundidad y que esta presión aumentada se
ejerce en todas las direcciones de modo que hay una fuerza neta de
desequilibrio hacia arriba, desplegada sobre el fondo del objeto sumergido. En
el aspecto técnico, las presas son estructuras hidráulicas construidas en la
sección transversal del cauce del curso del agua con dos fines, el primero
elevar su nivel de forma permanente o variable para hacerla pasar por una
conducción, y el segundo es almacenar el agua para suministrarla en los
periodos de escasez. Según Restrego (2007), define que: “una central
hidroeléctrica es aquella que se utiliza para la generación de la energía
hidráulica”.
Cabe destacar que la función principal de
esta estructura es elevar el nivel del agua, por lo tanto, la fuerza externa
que debe resistir el muro o también llamada cortina, es la presión del agua
almacenada. La fuerza resultante de la distribución de presiones se conoce como
empuje hidrostático y el punto de ubicación de dicha fuerza se conoce como
centro de presiones, el cual está en el punto de gravedad de la cuña de
distribución. Los diferente modelos de presas son consecuencia de las variadas
exigencias que se plantean para la doble misión de resistir el empuje del agua
y evacuar los caudales sobrantes.
Es así como se establecen diferentes
clasificaciones en función del parámetro, tomando como base de la misma una de
ella; la forma de resistir y transmitir al terreno los empujes hidrostáticos,
en las que se encuentran las presas de gravedad; que son estructuras de
hormigón de sección triangular, resiste el empuje del agua, estas pueden ser
macizas; que dan paso en la coronación y deja un resguardo sobre el nivel del
embalse. Por otra parte, están las aligeradas; en ellas las más frecuentes son
las de contrafuerte que va unida a una pantalla que transmite el empuje del
agua.
Según su
forma, también se encuentran las presas de arco cuyo objetivo es transmitir el
empuje del terreno en dirección e intensidad adecuada, por su forma geométrica
resisten y transmiten las cargas tanto a los cimientos como a los estribos. Se
clasifican en presas de arco-gravedad cuya estabilidad y resistencia se
consigue por efecto del peso propio.
Las presas de bóveda están
constituidas por una serie de contrafuertes, sustituyendo la pantalla o las
cabezas de estos que permiten mayor separación y menor volumen, estas son las
que reciben el empuje y la transmite a los contrafuertes.
Asimismo, están las presas de materiales
sueltos que son formadas por rocas o tierra suelta sin cementar. Para conseguir
la impermeabilidad de la presa, se construyen pantallas impermeables de
arcilla, asfalto o algún material sintético. Se usan preferiblemente cuando el
sitio donde se apoya la presa no resiste las cargas que una de gravedad o arco
podrían aplicarle. Se suelen utilizar para aprovechar los materiales
disponibles en el sitio, su función es resistir la fuerza ejercida por la gran
cantidad de agua.
Las presas en una central hidroeléctrica
tienen un rol de gran importancia a la hora de planificar distintas actividades
humanas. No obstante, es interesante comprobar que también existen animales que
suelen construir este tipo de estructuras para generar un ambiente propicio a
su desarrollo, un caso muy particular sería el de los castores, que van
obstruyendo el paso de un curso de un rio utilizando ramas o trozos de árboles
que ellos mismos recolectan.
Presa de gravedad y arco
ejemplo de empuje hidrostático (No.1)
ejemplo de empuje hidrostático (No.2)
ejemplo de empuje hidrostático (No.3)
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