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INTRODUCCION
El hombre las ha construido, con diferentes y mltiples propsitos, desde poco
despus de que se convirtiera en agricultor, pero en este ltimo siglo sus obras
de ingeniera han alcanzado una magnitud tal que provocan enormes cambios
y alteraciones del ambiente y los ecosistemas. Tambin hay represas creadaspor otros seres vivos, como las que construyen los castores, u otros agentes
naturales (ej. coladas de lava de una erupcin volcnica que cortan el cauce de
un ro).
Las represas se han ido perfeccionando desde muchos tiempos atrs con lo
cual gracias a la tecnologa ha permitido tener un control de agua y cambiar la
forma y diversas caractersticas que van mejorando en su diseo, y es que las
represas estn hechas con materiales muy resistentes como hormign son
importantes porque permiten controlar unas grandes cantidades de agua que
se distribuyen en diferentes sectores a la cual sea destinada, como por
ejemplo: consumo humano, consumo industrial, generacin elctrica, riego en
agricultura.
En la regin Piura contamos con la represa de Piura que fue parte de un
proyecto entre en el que se trata de mantener vivo el curso hdrico entre dos
pases Ecuador y Per, en si la represa que est ubicada en el ro Piura es
parte de ese mega proyecto est en la segunda etapa y hoy es una obra que
favorece a la regin del bajo Piura gracias a su gran cause hidrogrfico.
En este trabajo conoceremos las partes de una represa haciendo nfasis en las
compuertas y viendo los diferentes tipos de compuertas con su respectiva
definicin y tambin algo de su hisoria.
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INFORME
DEFINICION Y COMPONENTES DE LA REPRESA
Qu es una represa?
Deriva del latn repressus, es una obra que se lleva a cabo para contener
regular curso del agua. El concepto se utiliza para nombrar al lugar donde las
aguas quedan detenidas, ya sea de forma artificial o natural.
La presa o represa consta de una barrera de hormign, piedra u otro material,
que se construye sobre un rio, arroyo o canal para embalsar en su cauce.
Luego esta agua embalsada puede derivarse a canalizaciones de riegoaprovecharse para la reproduccin de energa mecnica o elctrica.
Una presa es una estructura que emplaza en una corriente de agua para
embalsarla efectos dainos.
La presa permite controlar y disponer de agua con los siguientes fines:
Consumo humano.
Consumo industrial.
Riego.
Navegacin
Generacin elctrica
Turismo, esparcimiento y recreacin
Piscicultura.
En ingeniera se denomina presa o represa a un muro fabricado con piedra,
hormigos o materiales sueltos, que se construye habitualmente en una cerrada
o desfiladero, sobre rio, arroyo o canal con la finalidad de contener el agua enel cauce fluvial para su posterior aprovechamiento en abastecimiento o
regado, para elevar su nivel con el objetivo de derivarla a canalizaciones de
riego, o para la produccin de energa elctrica, como se hace en las centrales
hidroelctricas.
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Otra funcin de algunas presas es contener las avenidas producidas por lluvias
torrenciales que podran inundar reas rurales o agrcolas.
El embalse:es el volumen de agua que queda retenido por la presa.
El vaso: es la parte del valle que, inundndose contiene el agua
embalsada.
La cerrada:es el punto de concreto donde se construye la presa. La presa: propiamente dicha, cuyas funciones son, por un lado
garantizar la estabilidad de toda la construccin, soportando un empuje
hidrosttico del agua muy fuerte, y por otro no permitir la filtracin del
agua hacia abajo.
A su vez, en la presa se distingue:
Los parmetros: son las dos superficies ms o menos verticales
principales que limitan el cuerpo de la presa, el interior o de aguas
arriba, que est en contacto con el agua, y el exterior o de aguas abajo. La coronacin:es la superficie que delimitan la presa superiormente.
Los estribos: los laterales del muro que estn en contacto con la
cerrada contra la que se apoya.
La cimentacin: la superficie inferior de la presa, a travs de la cual
descarga su peso al terreno.
El aliviadero o vertedero: es la estructura hidrulica por la que rebosa
el agua excedentaria cuando la presa ya est llena.
Las compuertas: son los dispositivos mecnicos desinados a regular el
caudal de agua a travs de la presa.
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La descarga de fondo: permite mantener el denominado caudal
ecolgico de aguas debajo de la presa.
Las tomas son tambin estructuras hidrulicas, pero de menor entidad, y son
utilizadas para extraer agua de la presa para cierto uso, como puede ser
abastecimiento a una central hidroelctrica o a una ciudad.
Las esclusas: que permite la navegacin a travs de la presa.
La escalera de peces: que permite la migracin de los peces en sentido
ascendente de la corriente.
Los diferentes tipos de fresas responden a las diversas posibilidades de cumplir
la doble exigencia de resistir el empuje del agua y evacuarla cuando sea
preciso. En cada caso, las caractersticas del terreno y los usos que se le
quiera dar al agua, condicionan la eleccin del tipo de presa ms adecuado.
Tipos de presas:
Los diferentes tipos de presas responden a las diversas posibilidades de
cumplir la doble exigencia de resistir el empuje del agua y evacuarla cuando
sea preciso. En cada caso, las caractersticas del terreno y los usos que se le
quiera dar al agua, condicionan la eleccin del tipo de presa ms adecuado.
Existen numerosos tipos, comenzando con que puede hablarse de presas fijas
o mviles, pero primero debemos clasificarlas en dos grandes grupos segn su
estructura y segn los materiales empleados en su construccin.
Segn su estructura
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o Presas 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 ste debe
ser muy estable capaz de resistir, el peso de la presa y del
embalse. Constituyen las represas de mayor durabilidad y quemenor mantenimiento requieren.
Su estructura recuerda a la de un tringulo issceles 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 posicin vertical. La razn 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 presin en el fondo
del embalse es mayor que en la superficie, de esta forma, el muro
tendr que soportar ms fuerza en el lecho del cauce que en la
superficie.La inclinacin sobre la cara aguas arriba hace que el peso del
agua sobre la presa incremente su estabilidad.
o Presas de bveda o presas en arco: son todas aquellas en las
que su propia forma es la encargada de resistir el empuje del
agua. Debido a que la presin se transfiere en forma muy
concentrada hacia las laderas de la cerrada, se requiere que sta
sea de roca muy dura y resistente. Constituyen las represas ms
innovadoras en cuanto al diseo y que menor cantidad de
hormign se necesita para su construccin.
Cuando la presa tiene curvatura en el plano vertical y en el plano
horizontal, tambin se denomina de bveda. Para lograr sus
complejas formas se construyen con hormign y requieren gran
habilidad y experiencia de sus constructores que deben recurrir a
sistemas constructivos poco comunes.
Salinizacin: Se produce con frecuencia por el exceso de irrigacin del suelo.
El agua que se evapora en la superficie deposita las sales procedentes de
rocas y capas subterrneas. Dichas sales cristalizan e interfieren en el
desarrollo de las races.
El 5% del agua dulce del planeta se evapora de los embalses.
Las represas contribuyen con el cambio climtico, puesto que emiten gases de
efecto invernadero, estos gases se producen debido a la descomposicin de la
materia orgnica que se deposita en los embalses.
Las represas han causado un dao irreversible al patrimonio cultural de los
pueblos, destruyendo la riqueza arqueolgica y los lugares sagrados de los
pueblos que quedan sumergidos en el embalse.
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Las represas se constituyen en posesionarias del recurso agua administrando
el caudal ecolgico y privando del derecho al agua a las comunidades ubicadas
rio abajo, afectando la actividad agrcola y la calidad de vida.
La expresin caudal ecolgico, es el la cantidad de agua mnima necesaria
para mantener los valores ecolgicos en el cauce del mismo, como:
Los hbitats naturales que son el hogar de una riqueza de flora y fauna, las
funciones ambientales como dilucin de poluentes, amortiguacin de los
extremos climatolgicos e hidrolgicos, preservacin del paisaje.
La determinacin del caudal ecolgico de un ro o arroyo se hace segn un
cuidadoso estudio de las necesidades mnimas de los ecosistemas existentes
en el rea de influencia de la estructura hidrulica que en alguna forma va a
modificar el caudal natural del ro o arroyo.
El agua que es retenida en las represas, modifica su constitucin qumica
debido al estancamiento, lo que puede significar la intoxicacin de los
pobladores y animales domsticos del lugar.
Existe un debate histrico acerca de la construccin de represas. Por un lado,quienes estn a favor afirman que el hombredebe controlar el agua paraincrementar su bienestar. Los que estn en contra, en cambio, sostienen quelas represas son peligrosas (su eventual rotura puede causar la muerte acientos de personas) e implican grandes cambios sociales (comodesplazamientos de poblaciones o la prdida de sitios arqueolgicos) que no
se justifican.La energa mecnica de las represas puede aprovecharse en forma directa,como lo hacan los viejos molinos de agua, o bien indirectamente, para generarenerga elctrica, tal y como ocurre en las centrales hidroelctricas.
Funcionamiento de la represa:
Para entender cmo funciona una represa pensemos en un dique o en un ro
en el que el agua se mueve en una corriente siempre hacia una direccin
determinada, en una suerte de flujo. Este movimiento en el agua es el que
necesita una represa para funcionar y producir energa, con la diferencia que elagua se almacena en grandes extensiones para ir soltndola de a poco y as
obtener un flujo constante de agua con el cual poder generar energa
elctrica.
Una represa se hace generalmente en un valle o entre cerros, buscando la
forma de inundar el valle mediante la construccin de la represa en uno o
varios lugares estratgicos de modo que impidan la salida del agua. Es
entonces cuando podemos hablar de una central hidroelctrica, que vendra a
ser la evolucin de los antiguos molinos de agua, donde ya se aplicaba un
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mecanismo bsico similar que aprovechaba la corriente de los ros y haca
mover una rueda.
Una central hidroelctrica est compuesta de turbinas hidrulicas, las aspas de
estas turbinas se mueven por la fuerza del agua, esa fuerza transmite suenerga a un generador donde se transforma en energa elctrica. En general
las centrales hidroelctricas estn ubicadas en las represas ya que las masas
de agua en desnivel lo que tambin se conoce como salto geodsico son
una gran fuente de energa. Una central hidroelctrica en un ro ya ha dejado
de ser viable por el poco caudal de energa que se consigue.
Todo el conjunto de obras hechas por el Hombre, desde el desvo de los
caudales de agua, la construccin de represas con centrales
hidroelctricasy todo otro tipo de construccin relativa, es llamada represa ocentral hidroelctrica y es una de las fuentes de energa ms amigables con el
medio ambiente. Aunque el agua es un recurso que abunda y es totalmente
renovable, el costo de la construccin de una represa hace que no sea una
energa tan barata como quisiramos.
Tipos de compuertas
Las diferentes formas de las compuertas dependen de su aplicacin, el tipo de
compuerta a utilizar depender principalmente del tamao y forma del orificio,de la cabeza esttica, del espacio disponible, del mecanismo de apertura y delas condiciones particulares de operacin.
Aplicaciones:
Control de flujos de aguas Control de inundaciones Proyectos de irrigacin Crear reservas de agua Sistemas de drenaje
Proyectos de aprovechamiento de suelos Plantas de tratamiento de agua Incrementar capacidad de reserva de las presas
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Compuertas Planas Deslizantes
Se les llama compuertas deslizantes pues para su accionar se deslizan porunos rieles guas fijos. Puede ser movida por diferentes tipos de motores.
Estas compuertas pueden ser de acero estructural, madera y en caso depequeas cabeza de hierro, el espesor y el material de la compuertadepender de la presin del agua y el diseo de los sellos. Al trabajar acompresin estas compuertas tienen buenas adaptaciones a los sellospresentando pequeas fugas.
Este tipo de compuertas han sido utilizadas para todo tipo de cabezas, pero
resultan ser ms econmicas para pequeas cabezas y tamaos moderadospues necesitan grandes fuerzas para ser movidas.
Compuertas Planas de Rodillos
Las compuertas planas de rodillos estn diseadas especialmente paracontrolar el flujo a travs de grandes canales donde la economa y la facilidadde operacin sean dos factores preponderantes. Son denominadascompuertas de rodillos ya que estn soportadas en rodillos que recorren guasfijas y generalmente tienen sellos de caucho para evitar filtraciones a travs delos rodillos. Los rodillos minimizan el efecto de la friccin durante la apertura y
el cierre de las compuertas, como consecuencia de estos se necesita motores
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de menor potencia para moverlas. Pueden ser diseadas para abrirse haciaarriba o hacia abajo.
Estas compuertas son muy verstiles ya que pueden disearse tanto paratrabajar bajo presin en una o ambas caras simultneamente. Generalmente
son de seccin transversal hueca, para disminuir la corrosin e infiltracionesson rellenadas con materiales inertes como el concreto.
Compuertas Radiales (Taintor)
Las compuertas radiales se construyen de acero o combinando acero ymadera. Constan de un segmento cilndrico que est unido a los cojinetes delos apoyos por medio de brazos radiales. La superficie cilndrica se haceconcntrica con los ejes de los apoyos, de manera que todo el empujeproducido por el agua pasa por ellos; en esta forma slo se necesita unapequea cantidad de movimiento para elevar o bajar la compuerta. Las cargas
que es necesario mover consisten en el peso de la compuerta, los rozamientosentre los cierres laterales, las pilas, y los rozamientos en los ejes.
Con frecuencia se instalan contrapesos en las compuertas para equilibrarparcialmente su peso, lo que reduce todava ms la capacidad del mecanismoelevador.
La ventaja principal de este tipo de compuertas es que la fuerza para operarlases pequea y facilita su operacin ya sea manual o automtica; lo que las hacemuy verstiles.
Compuertas Flap o Clapetas
Llamadas tambin clapetas, formadas por un tablero articulado en su arista deaguas arriba que puede abatirse dando paso al agua. Estas compuertas seabren automticamente por un diferencial de presin aguas arriba y se cierrancuando el nivel aguas abajo supera el nivel aguas arriba o cuando el nivelaguas arriba alcance el nivel deseado de almacenamiento.
Existen compuertas clapeta de contrapeso, en las que los tableros semantenan en su posicin elevada por medio de un puntal, hasta que la sobre
elevacin del nivel del agua les haca bascular sobre el extremo superior delpuntal; tambin las hay sin contra peso que son recomendadas para aquelloscasos de poca altura de agua y gran luz de vano.
Compuertas Atagua
Estn compuestas de vigas separadas colocadas unas sobre otras para formarun muro o atagua soportado en ranuras en sus extremos. La separacin de laspilas de apoyo depende del material de las vigas, de la carga que obre en ellas,y de los medios que se disponga para manejarlas, es decir, para quitarlas yponerlas.
Compuertas Mariposa
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Las compuertas tipo mariposa son utilizadas para controlar el flujo de agua atravs de una gran variedad de aberturas. Aunque pueden ser utilizadas paracontrolar el flujo en ambas direcciones la mayora de las instalaciones slo lasutilizan para controlar el flujo en una direccin.
Con las compuertas mariposa es posible tener una mxima cabeza de energaen ambos lados de la compuerta. La cabeza esttica se mide desde el ejehorizontal de apertura de la compuerta. La mayora de estas compuertas soninstaladas en sitios con baja cabeza de presin (menor a 6 metros). Lassecciones transversales de este tipo de compuertas normalmente soncuadradas o rectangulares; las secciones circulares no son muy comunes yaque estas se utilizan en vlvulas mariposa. Son ideales cuando hay pocoespacio disponible ya que al girar respecto a un eje, no es necesario disponerde espacio para levantarlas y all se puede ubicar el mecanismo deapertura. Estas pueden ser utilizadas como reguladoras de flujo, pues al rotarla hoja cambia el tamao de la abertura y se regula el caudal que fluye a travs
de ella.
Compuertas Caterpillar (Tractor)
Son tambin conocidas como Compuertas de Broome, en honor a su inventor.Este tipo de compuertas son utilizadas tanto para altas como para bajascabezas de presin. Han sido utilizadas con cabezas hasta de 200 pies envarios proyectos hidroelctricos y de control de inundaciones.
Ambos extremos de la compuerta estn equipados con orugas que facilitan sudesplazamiento a lo largo de ranuras paralelas a los lados de la compuerta.Las orugas se mueven alrededor de la compuerta mientras la compuerta esmovida. Este tipo de compuertas es movido por medio de cables de acerotirados por motores, lo que facilita su operacin bajo diferentes condiciones deflujo.
Compuertas Cilndricas
Las compuertas cilndricas consisten en cilindros slidos de acero(generalmente) abiertas en ambos extremos, que funcionan por el balance delas presiones de agua en las superficies interior y exterior. Este tipo de
compuertas generalmente son levantadas por medio de cables o mquinashidrulicas; como la presin del agua siempre se encuentra balanceada, elnico peso que debe ser movido es el equivalente al peso propio de lacompuerta.
Mecanismos Complementarios
Por sus grandes dimensiones, peso y cargas que deben soportar, lascompuertas deben ser movidas por sistemas mecnicos (elctricos, hidrulicos,manuales). Estos sistemas pueden ser de gran variedad y su utilizacindepende de mltiples factores tales como espacio disponible, cargas
transmitidas a la estructura y por supuesto el tipo de compuerta que deben
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mover. Los sistemas ms comunes son: prticos, puentes gra, vigas de alce,servomotores, contrapesos y malacates.
Se deben incluir mecanismos adicionales como: marcos, sellos, rieles, fuentesde potencia, dispositivos de transporte y sistemas de control para garantizar su
buen funcionamiento.
DESCRIPCION DE LA REPRESA DE LOS EJIDOS
Esta obra hidrulica es parte de un mega proyecto que
Ubicado a 5 Kms del norte de la ciudad de Piura, obra de ingeniera hidrulica
construida sobre el Ro Piura, regando los campos de cultivo de la zona y
ofreciendo gran variedad de flora y fauna. La represa de los ejidos es una
estructura elaborada con hormign, La presa de Los Ejidos cuenta con una
capacidad de captacin de 64 m3/seg, cuenta con dos parte la represa
propiamente dicha y la represa fusible; ambas constituyen el funcionamiento de
la presa. Pero definamos cada una de estas:
La represa propiamente dicha:es la ms slida debido a su estructura
echa con materiales de hormign que permiten la resistencia superior a
la presin que ejerce el agua en el embalse, adems cuenta con unsistema de compuertas radial que permiten el cauce del rio y la salida
REPRESA FUSILREPRESA SLIDA
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por el canal principal que distribuye el agua destinada a la agricultura en
la regin baja de Piura, esta parte de la represa contiene las maquinas
que dan funcionamiento a las compuertas radiales permitiendo que
dejen pasar cierto caudal requerido y soportado por el canal principal.
La represa fusil: es la parte que es ms dbil de toda la represa en s,
est diseada con la finalidad de que cuando suceda un acontecimiento
catastrfico provocado por lluvias torrenciales en el alto Piura esta
pueda ceder de manera que la parte ms slida de la represa pueda
quedar intacta sin sufrir daos materiales como la perdida de sus
equipos de control de las compuertas.
El aliviadero o vertedero (o canal principal): es la estructura
hidrulica por la que rebosa el agua excedentaria cuando la presa ya
est llena. Canal principal del Bajo Piura Biaggio Arbulu, de 58 km. De
longitud y capacidad, en el inicio, de 60m3/seg.
Diques de defensa y encauzamiento del ro Piura en el Bajo Piura,con una longitud total de 63 Km., de los cuales 38 corresponden al
dique derecho y 25 al dique izquierdo. Canales secundarios del valle
del Bajo Piura.
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Anexos:
Represa solida
Aliviadero o vertedero
Compuertas Radiales
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Bibliografa:
http://consultalascruces.wordpress.com/2012/04/24/que-es-una-represa/
http://curiosidades.batanga.com/2010/12/04/como-funciona-una-represa
http://www.biblioteca.udep.edu.pe/BibVirUDEP/tesis/pdf/1_73_183_38_6
76.pdf