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TECNOLOGÍ@ y DESARROLLO R e v i s t a d e C i e n c i a , T e c n o l o g í a y M e d i o A m b i e n t e

VOLUMEN XV. AÑO 2017

SEPARATA

EVOLUCIÓN DE LAS PRESAS DE HORMIGÓN DESDE 1950

Francisco Gimenez Rothermund David Martín Ruiz

UNIVERSIDAD ALFONSO X EL SABIO Escuela Politécnica Superior

Villanueva de la Cañada (Madrid)

© Del texto: Francisco Gimenez Rothermund, David Martín Ruiz Junio, 2017. http://www.uax.es/publicacion/evolucion-de-las-presas-de-hormigon-hasta-1950.pdf © De la edición: Revista Tecnologí@ y desarrollo Escuela Politécnica Superior. Universidad Alfonso X el Sabio. 28691, Villanueva de la Cañada (Madrid). ISSN: 1696-8085 Editor: Javier Morales Pérez – [email protected] No está permitida la reproducción total o parcial de este artículo, ni su almacenamiento o transmisión ya sea electrónico, químico, mecánico, por fotocopia u otros métodos, sin permiso previo por escrito de la revista.

Tecnologí@ y desarrollo. ISSN 1696-8085. Vol.XV. 2017

EVOLUCIÓN DE LAS PRESAS DE HORMIGÓN DESDE 1950 (a) Francisco Gimenez Rothermund (b) David Martín Ruiz

(a) Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos. email: [email protected] (b) Dr. por la Universidad Alfonso X El Sabio. Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos. Escuela

Politécnica Superior. Área de Ingeneiría Civil. Tlf: 918105087, email: [email protected]

RESUMEN:

A partir de 1950, tras la Guerra Civil y el fin del embargo internacional, basándose en las experiencias internacionales y en el empuje de las grandes constructoras y empresas hidroeléctricas españolas, se produce un auge en la construcción de presas de hormigón en Espana . Se produjeron importantes avances tecnológicos en el campo de la maquinaria utilizada para la fabricación, transporte y puesta en obra del hormigón. También se produjeron importantes avances en el campo de la geotecnia y la mecánica de suelo, así como la introducción de computadoras y programas informáticos para el cálculo de presas y simulación de sus distintos componentes. Fruto de todo ello, la década de los 60, 70 y 80, serán las décadas doradas de la construcción de presas en España.

PALABRAS CLAVE:

Presa, hormigón en masa, aliviaderos.

ABSTRACT:

From 1950, after the Civil War and the end of the international embargo, there was a boom in concrete dams construction in Spain based on international experiences, large construction companies push and hydroelectric spanish companies.There were important technological advances in machinery sector for producing, transporting and placing on site concrete. There were also important advances in geotechniques and soil mechanics as well as computers and software introduction to estimate dams and simulate their components. As a consequence, the 60’s, 70’s and 80’s were the golden decades of dams construction in Spain.

KEY-WORDS:

Dam, Mass Concrete, spillway.

SUMARIO:

1. Introducción, 2. Evolución de los hormigones en España, 3. El hormigón compactado con rodillo. La experiencia española, 4. Tipología de presas. Presas bóveda, 5. Conclusiones, 6. Referencias.

http://www.uax.es/publicacion/evolucion-de-las-presas-de-hormigon-desde-1950.pdf

1. Introducción.

Durante la primera mitad del siglo XX, se desarrollaron en España los principios básicos en el empleo del hormigón. Las presas de gravedad de hormigón, empezaron a construirse con hormigón ciclópeo, grandes bloques de piedra embebidos en hormigón. Con el tiempo, se fue reduciendo el tamaño y proporción de bloques hasta generalizarse el empleo del hormigón en masa. No obstante, tras la Guerra Civil Española, debido a la escasez de medios y la falta de maquinaria, así como al embargo internacional, se produjo un incremento en la construcción de presas de mampostería, a la vez que se redujo ostensiblemente el número de presas de hormigón construidas, extendiéndose esta situación hasta 1950. Igualmente, se produjo un retraso tecnológico de nuestro país con respecto al resto de Europa, lo que se tradujo en un predominio de las presas de gravedad, sobre otros tipos de presa como las bóvedas, más difíciles de calcular.

Hasta la década de los 50, el hormigón se fabricaba en obra en plantas creadas al efecto, siendo su dosificación manual, lo que dificultaba conseguir hormigones de características homogéneas y favorecía la dispersión de las resistencias del material. En cuanto a la puesta en obra del hormigón, los medios habitualmente utilizados eran las canaletas, con los consiguientes problemas de segregación del árido y perdida de homogeneidad. Los encofrados metálicos todavía no se empleaban, usándose solo los de madera, con los consiguientes problemas de adhesión del hormigón a los paneles durante el proceso de desencofrado, fenómeno especialmente peligroso en el paramento de aguas arriba. Los medios de transporte del hormigón en obra podían ser medios manuales como carretillas, o medios mecánicos como vagonetas, teleféricos y cables grúas.

A partir de 1950, se empieza a revertir esta situación basándose en las experiencias internacionales y en el empuje de las incipientes grandes constructoras españolas y empresas hidroeléctricas, públicas y privadas. Los principales avances tecnológicos se produjeron en el campo de la maquinaria utilizada para la fabricación, transporte y puesta en obra del hormigón, así como para controlar su calidad. También se produjeron importantes avances en el campo de la mecánica de suelo y en la auscultación de presas, así como la introducción de computadoras y programas informáticos para el cálculo de presas y simulación de sus distintos componentes. Fruto de todo ello, la década de los 60, 70 y 80, serán las décadas doradas de la construcción de presas en España, construyéndose un gran número de ellas.

En el año 1959, tras la rotura de la presa de contrafuertes de Vega de Tera, el Ministerio de Obras Públicas creó la “Comisión de Normas de Grandes Presas”, con el objetivo de elaborar una instrucción sobre presas, y formar la “Sección de Vigilancia de Presas”, encargada de velar por la seguridad de las presas en España. En el año 1960, la Sección de Vigilancia de Presas redactó unas “Normas Transitorias sobre Vigilancia de Grandes Presas”, que constituyó los antecedentes de la “Instrucción para Proyecto, Construcción y Explotación de Grandes Presas”, que fue aprobada de forma provisional

4 Francisco Gimenez Rothermund, David Martín Ruiz


en 1962 y de forma definitiva en 1967. Las nuevas especificaciones debían ser incluidas en los Pliegos de Prescripciones Técnicas Generales de los nuevos Proyectos de Presas, que a su vez, debían ser supervisados y aprobados por la nueva autoridad vigente, la “Sección de Vigilancia de Presas”. La nueva normativa de 1967 fue la base legal, aún vigente en ciertos aspectos en nuestros días, en el que se apoyaron los grandes proyectos de presas durante la segunda mitad del siglo XX.

2. Evolución de los hormigones en España.

Hay que destacar el avance que el campo de la Ingeniería de presas logró durante la década de los años 50 y 60, gracias fundamentalmente a la iniciativa de empresas hidroeléctricas y grandes empresas constructoras, tales como por ejemplo “Dragados y Construcciones” o “Agromán”, que fueron modernizando sus equipos de obra. Igualmente, se produjo una importante mejora en la calidad del hormigón debido fundamentalmente a varios aspectos:

La mejora de los áridos:

Se debió fundamentalmente al empleo de trenes de machaqueo, con varios niveles de trituración, para adaptarse a la roca disponible y obtener diversos tamaños de molido. Disponían de un sistema de reciclaje de áridos que permitía remachacar para conseguir la curva granulométrica más adecuada y económica.

También, se mejoró el lavado y clasificación de las arenas, estableciéndose varios escalones de molienda. Para la separación de las arenas más finas, se solía utilizar la criba vibrante bajo chorro de agua y posterior lavado. También empezó a utilizarse los sistemas hidrodinámicos, que permiten la clasificación de las arenas en mayor número de tamaños y luego se dosifican en volumen sobre una cinta transportadora para conseguir la curva granulométrica deseada. La práctica habitual en España era clasificar las arenas en dos tamaños, de 0,1 a 0,8 mm y de 0,8 a 0,5 mm. Se eliminaban los tamaños inferiores a 0,1 mm, dado que su elevada superficie específica, requiere mayor cantidad de agua de amasado para lograr la consistencia deseada.

La curva granulométrica, se empezó a determinar en laboratorio, buscando como es lógico la máxima compacidad del hormigón, y con ello, la mínima cantidad de cemento necesaria para conseguir la misma resistencia mecánica. En España existía una marcada preferencia por las curvas granulométricas continuas como la de Bolomey y Fuller.

Por otra parte, la nueva Instrucción de 1967 limitaba el tamaño máximo del árido a 150 mm, siendo práctica habitual en España establecer como límites inferior y superior de árido grueso los 70 mm y los 120 mm respectivamente. La nueva Instrucción indicaba que el número mínimo de tamaños a clasificar debía ser cinco. El número máximo de tamaños a clasificar no solía ser superior a 8 por motivos económicos.

La mejora de los sistemas de elaboración, transporte y puesta en obra del hormigón:

Evolución de las presas de hormigón desde 1950 5


En este aspecto, destacó el empleo de las torres de hormigonado, con dosificación en peso automatizada y electrónica, que permitía altos ritmos de fabricación y elevados niveles de calidad y homogeneidad.

Para el transporte y puesta en obra del hormigón destacaba la necesidad de evitar la segregación sustituyéndose el empleo de canaletas por otros medios tales como cintas transportadoras y bombas neumáticas de hormigón. Entre los medios de transporte destacaron por sus ventajas los blondinas, fijos o móviles, y las grúas-torre. También se podían utilizaban en las zonas más alejadas medios mecánicos como los buldócer para distribuir el hormigón en el tajo.

También se generalizo en la década de los 50 el vibrado del hormigón para la eliminación de oquedades y eliminación del agua sobrante, dando lugar a hormigones más compactos, impermeables y resistentes. Esta técnica permitió utilizar hormigones con menor relación agua-cemento y el empleo de tamaños máximos de árido de hasta 200 mm. Los vibradores más utilizados eran de 5,5” y 10.000 golpes por minuto. Se empezó a utilizar la vibración mecanizada con batería de vibradores sobre tractor.

Otra mejora notable, fue la limpieza de las juntas de trabajo con chorro de agua y aire, dejando perfectamente limpia la junta, a diferencia del lento y costoso sistema tradicional consistente en el picado del mortero tras el fraguado. En las juntas entre tongadas, se frotaba la superficie con cepillos de acero, agua y aire a las dos o tres horas del hormigonado. Antes de proceder al hormigonado de la siguiente tongada, se vertía una capa de mortero rico de cemento de unos 2 cm de espesor para favorecer la unión entre el hormigón viejo y el nuevo.

En cuanto a las juntas transversales, la separación habitual era de 10 a 15 m, siendo la separación uniforme en las presas de gravedad, mientras que en las presas arco, las juntas transversales estarán más próximas entre sí en las zonas junto a las laderas que en el cauce. Su determinación en el proyecto dependía de factores como las características de la roca de cimentación, altura de la presa o características del cemento.

También destaca el empleo de los encofrados metálicos, para evitar los habituales problemas de adherencia del hormigón en los encofrados de madera, y que pueden incluso ir recubiertos en su parte externa por un aislante para evitar fisuras en el caso de temperaturas muy bajas. El tipo de encofrado deslizante más empleado era el de tongadas de 1,50 m elevado normalmente mediante grúas móviles. En cuanto al desencofrado, en el Pliego se solía especificar que no podía realizarse el desencofrado mientras que el hormigón no hubiese alcanzado una resistencia triple de la carga de trabajo a soportar. Se especificaba adicionalmente, que las tongadas no podían desencofrarse hasta transcurridas 48 horas de la terminación del hormigonado.

La mecanización progresiva se tradujo básicamente en una reducción importante de los plazos de ejecución, y en una mejora notable de la calidad que se traducía en menores costes de explotación y mantenimiento, y en un incremento de la seguridad. Esto, unido al incremento de la experiencia de los ingenieros y personal envuelto en la construcción de las grandes presas, permitió la redacción de proyectos previos



completos que incluían las instalaciones auxiliares y todas las fases de la obra, permitiendo un desarrollo ordenado de las mismas.

Para controlar la calidad del hormigón se empezaron a instalar laboratorios a pie de obra, que actuaba en colaboración con otros laboratorios oficiales como el Centro de Estudios Hidrográficos, el Laboratorio Central de Ensayo de Materiales de Construcción, el Instituto Técnico de la Construcción y del Cemento o el Laboratorio del Transporte y Mecánica del Suelo.

Cemento, nuevos conglomerantes y aditivos:

La adición en el cemento de conglomerantes de tipo puzolánico, para reducir la cantidad de Clinker y disminuir el calor de fraguado, con el objeto de disminuir el riesgo de figuración, no se utilizará en España hasta la bien entrada la década de los años 50. Los cementos de bajo calor de hidratación eran habitualmente utilizados en la construcción de grandes presas para reducir la temperatura durante el proceso de fraguado y el consiguiente riesgo de aparición de fisuras. La Instrucción de 1967 recomendaba el empleo de cementos Pórtland normal, puzolánicos 150, 250 y 300 y siderúrgicos 250. El cemento Pórtland normal, a pesar de su mayor calor de hidratación, ofrece las mismas garantías que los puzolánicos y siderúrgicos, siempre que se controle la temperatura durante el proceso de fraguado mediante refrigeración artificial, es decir, riego con agua. Se estimaba que mezclar la puzolana en una proporción de 1 a 4, incrementaba la resistencia a compresión simple en un 10% aproximadamente, y a tracción entre un 25% y un 30% aproximadamente.

Empezaron también a emplearse aditivos en el hormigón fresco. Destacó el empleo de plastificantes para disminuir la relación agua-cemento, con el consiguiente incremento de resistencia, compacidad e impermeabilidad. También los aireantes, que reduce al agua necesaria de amasado y ofrece mayor resistencia a la helada y aguas agresivas. Su empleo resultaba bastante costoso.

Mejora de la calidad del hormigón:

La nueva Instrucción de 1967 introdujo el concepto de Resistencia Característica asociada a una serie de probetas (seis como mínimo) rotas a una misma edad. Con anterioridad, se exigía que todas las probetas ensayadas superasen la “Resistencia Mínima Exigida”, mientras que la nueva Instrucción establece la resistencia, con un coeficiente de seguridad mínimo, ligado a una probabilidad de que se presenten resistencias inferiores a la crítica. Es decir, aunque todas las probetas ensayadas den una resistencia superior a la mínima exigida, no se puede asegurar que en otras zonas no se puedan tener resistencias inferiores a la mínima. Dicha probabilidad, será mayor conforme aumente la variabilidad de la calidad del hormigón, utilizándose para medirla el grado de dispersión de los resultados de rotura de las probetas en función de la desviación típica. La reducción de la dispersión vendrá influida por la regularidad del cemento. Por tanto, la disminución de la dispersión dará más seguridad a la estructura que un aumento que un aumento de la resistencia media del hormigón con mayores



dispersiones, y en la mayoría de los casos, será más fácil y económico incrementar la regularidad que la resistencia media del hormigón.

La nueva Instrucción de 1967 exigía que los tipos de hormigón a emplear en obra estuviesen definidos en el Proyecto y su elección debía estar basada en una serie de ensayos de laboratorio con los áridos, cemento y aditivos elegidos.

3. El hormigón compactado con rodillo. La experiencia Española.

El hormigón compactado con rodillo ( HCR o RCC en inglés ) es básicamente un hormigón de consistencia seca y muy bajo calor de hidratación, que permite ser puesto en obra y compactado con la maquinaria habitual del movimiento de tierras. Normalmente, el hormigón se dispone en tongadas de 0,30 m - 1,00 m de espesor que luego son compactadas con varias pasadas de rodillos vibratorios de gran tonelaje. Se desarrolló fundamentalmente en EEUU, Gran Bretaña y Japón a finales de la década de los sesenta y primeros de los 70. El principal objetivo era reducir el coste y los plazos de ejecución de las grandes presas de hormigón, que se encontraban en declive frente a las presas de materiales sueltos.

El proceso de ejecución por tongadas, permite la elevación del cuerpo de la presa de una manera longitudinal uniforme, frente al sistema tradicional de construcción por bloques y juntas. Se consigue con esto reducir los costes de encofrados y juntas, y un incremento en la velocidad de ejecución, alcanzándose unos rendimientos próximos a los conseguidos en las presas de materiales sueltos. Además, las presas de HCR permiten taludes más empinados que las presas de hormigón tradicionales o de materiales sueltos, lo que se traduce en un menor volumen de material, y también en unos menores costes de cimentación y tuberías que atraviesan la presa debido a su menor anchura en la base.

El HCR se caracteriza por un bajo contenido de agua de amasado, entre los 90 kg/m3 y los 120 kg/m3, y por un alto contenido de puzolanas, principalmente cenizas volantes, para facilitar la puesta en obra del hormigón. Mientras que en un hormigón convencional de bajo calor de hidratación, la sustitución de material puzolánico por Clinker se sitúa de media en el entorno del 30 al 40 por cien, en un hormigón HCR se sitúa habitualmente por encima del 40 por cien, pudiéndose alcanzar hasta el 80 por cien.

En las primeras presas construidas con HCR pobre se detectaron problemas de filtraciones debido claramente a la falta de ligante para conseguir la compacidad requerida e impermeabilidad. Por tanto, el empleo de este tipo de hormigones, implicaba tomar medidas adicionales de impermeabilización que hicieron abandonar su uso y evolucionar hasta llegar al hormigón “HCR rico en pasta”, con mayor contenido de ligante.



En la siguiente tabla, pueden verse las principales características de cada tipo de hormigón HCR, variando fundamentalmente en el contenido de ligante:

Característica HCR Pobre HCR Moderado HCR Rico en pasta

Contenido de Ligante (kg/m3)

< 100 100 – 150 > 150

Adiciones Minerales en ligante (%)

0 – 40 20 – 35 50 – 80

Consistencia Muy Seca Seca Seca / Plástica

Espesor de Capa (m) 0,30 – 0,40 0,70 – 1,00 aprox. 0,30

Resistencia a compresión (Mpa)

8 – 10 12 – 16 20 – 40

Permeabilidad (m/s) 104-109 10-7-10-10 10-10-10-13

Medidas especiales de estanqueidad

Requeridas Requeridas No requeridas

Tabla 1. Principales características de los tipos de hormigón compactado con rodillo. Fuente: Revista Cemento.

La primera presa de la que se tiene constancia de la utilización de hormigón compactado con rodillo en España, fue la presa de Erizana, también conocida como presa de Bayona, en la que se empleó este tipo de hormigón para la construcción del estribo izquierdo. Se trataba de un hormigón seco, de bajo contenido de ligante, que se terminó de construir en 1985.

La primera presa construida íntegramente con hormigón HRC en España, fue la presa de Cantilblanco de los arroyos (1985), seguida por la presa de los Morales (1988). A continuación, se construyó la Presa de Santa Eugenia (1989), primera gran presa de este tipo en España, donde se emplearon 29.000 m3 de hormigón convencional, y 225.000 m3 de hormigón HRC en la construcción del cuerpo de la presa. Se emplearon dos tipos diferentes de hormigón HRC rico en pasta dependiendo de la zona, empleándose un hormigón más rico en conglomerante en la zona de los paramentos para aumentar la compacidad e impermeabilidad del hormigón.

También se construyeron algunas presas de menor volumen, como las de Maroño (1988) con un volumen 80.000 m3 de HRC y 11.000 m3 de hormigón convencional, o los canchales (1991), con un volumen 31.000 m3 de HRC y 22.000 m3 de hormigón convencional.

A continuación, se construyó la presa de Puebla de Cazalla (1994), en Sevilla, segunda gran presa de este tipo construida en España, con un volumen 200.000 m3 de HRC, empleándose al igual que en la presa de Santa Eugenia dos dosificaciones distintas de hormigón para los paramentos y para el cuerpo de la presa.



Las principales características del hormigón tipo HCR utilizado en España para la construcción de presas puede resumirse en los siguientes puntos:

El tipo de HCR empleado es fundamentalmente del tipo “rico en pasta” con un contenido de ligante mínimo de 180 Kg/m3 y máximo de 250 Kg/m3, siendo normalmente el contenido de ligante y cemento empleado en la mezcla mayor en la construcción de la zona de los paramentos.

Como conglomerante se usa habitualmente una mezcla, realizada preferiblemente en central, de cemento Portland con adición de puzolanas, habitualmente cenizas volantes.

El contenido de agua de amasado se sitúa habitualmente entre 90-100 Kg/m3. Por otro lado, la relación agua-conglomerante, entendiendo por contenido de conglomerante la suma de los contenidos de cemento y puzolanas, se sitúa en torno a 0,40-0,60.

El tamaño máximo del árido suele oscilar entre 40 y 100 mm, siendo normalmente menor el tamaño máximo del árido empleado en los hormigones para la construcción de la zona de los paramentos. El número de fracciones utilizadas en su clasificación solía oscilar entre 3 y 5.

Al final del presente apartado puede observarse un cuadro con las características generales de las principales presas construidas con hormigón HCR en España. Para ello, nos hemos basado en los datos suministrados por el Inventario de Presas y Embalses del Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio ambiente. Tal y como puede observarse en el cuadro, la tipología predominante es la de gravedad con planta recta, salvo raras excepciones como las presas de Belén Gato y Belén Flores, de gravedad curva con amplios radios de curvatura, y pequeña altura.

El empleo de este tipo de material fue un éxito en nuestro país, hasta construirse un total de aproximadamente 30 presas de hormigón compactado, convirtiéndose España en el cuarto país del mundo por número de presas de esta tipología. Su menor coste y rapidez de ejecución, permitió abarcar proyectos de construcción de grandes presas antes inabordables, siendo su máximo exponente la presa de la Breña II, terminada de construirse en 2008, y que con una longitud de coronación de casi 700 m y un volumen de material de casi 1.600.000 m3, es la presa más grande de Europa construida con HCR.

Nombre de la presa

Año finalización

Altura desde cimientos (m)

Longitud coronación

(m)

Volumen cuerpo (m3)

Tipología

Catilblanco de los Arrollos

1985 26 123 18.410 Gravedad-recta

Bayona 1985 45 267 51.140 Gravedad-recta



Los Morales 1988 28 201 27.000 Gravedad-recta

Santa Eugenia 1988 80 288 222.000 Gravedad-recta

Maroños 1990 53 182 83.400 Gravedad-recta

Canchales 1991 21 239 51.000 Gravedad-recta

Belén Gato 1991 34 157 106.000 Gravedad-

curva

Belén Caguela 1991 31 160 28.700 Gravedad-recta

Belén Flores 1992 27 87 13.600 Gravedad-

curva

Arriaran 1993 27 200 110.000 Gravedad-recta

Cenza 1993 49 609 204.000 Gravedad-recta

Burguillos del Cerro

1993 28 167 30.097 Gravedad-recta

Puebla de Cazalla

1994 71 220 212.000 Gravedad-recta

Urdalur 1994 55 396 185.230 Gravedad-recta

Sierra Brava 1996 54 786 397.200 Gravedad-recta

El Boquerón 1997 56 299 144.740 Gravedad-recta

Atance 1997 45 184 66.700 Gravedad-recta

Val 1998 94 373 667.000 Gravedad-recta

Rialb 2000 101 606 1.200.000 Gravedad-recta

La Breña II 2008 124 685 1.590.000 Gravedad-recta

Enciso Construcció

n 103 376 705.000 Gravedad-recta

Tabla 2. Principales presas de hormigón compactado con rodillo construidas en España. Fuente: Inventario de presas y embalses del Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente



Figura 1. Presa de Santa Eugenia (1988). Fuente: La Voz de Galicia

4. Tipología de presas. Presas bóveda.

Tras la Guerra Civil Española, se produjo una gran escasez de medios y falta de maquinaria, acrecentado por el embargo internacional que se produjo entre 1946 y 1950. Todo ello produjo un incremento en la construcción de presas de mampostería y materiales sueltos en detrimento de las presas de hormigón. Igualmente, se produjo un retraso tecnológico de nuestro país con respecto al resto de Europa, lo que se tradujo en un predominio de las presas de gravedad, sobre otros tipos de presa como las bóvedas, más difíciles de calcular.

Durante la década de los 50, comenzó a invertirse la situación descrita en el párrafo anterior, y empezó a construirse de nuevo un gran número de presas de hormigón, básicamente de arco-gravedad, caracterizadas por tener curvatura solo en el plano horizontal, perfil triangular y un desarrollo angular comprendido habitualmente entre 90º y 120 º; como por ejemplo las presas de Aldeadávila, y Bubal. Igualmente, se produjo un auge en la construcción de presas de contrafuertes, construyéndose. También se construyeron en esta década dos presas bóveda, Eume y Canelles, finalizándose su construcción en 1960. En los dos siguientes cuadros pueden observarse las principales presas de contrafuertes y arco-gravedad, construidas en España desde 1950, así como sus características fundamentales:



Nombre de la presa Año

finalizaciónAltura desde cimientos (m)

Longitud coronación (m)

Volumen de fábrica (m3)

Salas 1951 50 1005 76,000

Chandreja 1953 85 236 154,400

Ullivarri 1956 37 543 123,000

Anchuricas 1957 54 193 69,000

Respomuso 1957 77 207 75,000

Prada 1958 85 280 180,000

San Sebastian 1959 60 292 128,000

Cavallers 1960 70 360 260,000

Aracena 1969 60 612 315,000

Azutan 1969 55 419 211,000

Alcantara II 1969 130 570 962,410

Almendra 1970 31 1,372 220,800 Tabla 3. Principales presas de contrafuertes construidas en España desde 1950. Fuente: Inventario de

presas y embalses del Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente

Nombre de la presa Año

finalización Altura desde cimientos (m)

Longitud coronación (m)

Volumen de fábrica (m3)

San esteban 1955 115 295 474,300

Salime 1956 128 250 645,000

Santa Ana 1961 100 242 367,400

Aldeadávila 1963 140 250 848.120

Sau 1964 83 260 335,000

Bubal 1971 90 195 198.000

Cedillo 1975 66 413 830,000

Anarbe 1976 80 255 297,000

Gergal 1979 63 288 110,000

Cortes II 1988 116 312 868,000

El Naranjero 1988 84 121 401,000

La Aceña 1989 66 340 150,000

Escalona 1995 78 335 374,000

Casasola 1999 76 240 199,000

Rules 2003 130 531 2,032,000



Montearagón 2006 86 338 371,000

Irueña 2007 77 420 315,000

Montoro II 2008 60 255 Tabla 4. Principales presas arco-gravedad construidas en España desde 1950. Fuente: Inventario de

presas y embalses del Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente

Puede observarse en la primera tabla, como a partir de 1970, no se vuelve a construir en España ninguna presa importante de contrafuertes, abandonándose esta tipología en favor de las presas bóveda, que empezaron a utilizarse con seguridad y confianza en cerradas anchas, dando lugar a presas bóveda con grandes longitudes de coronación, tal y como se explicará más adelante.

En cuanto a presas de bóvedas múltiples, se construyeron tan sólo tres presas de este tipo y baja altura, Meicende (1961), Fuensagrada o Leguaseca (1958) y Orjales (1958). Las dos últimas se rompieron en 1987 y 1994 respectivamente.

En lo que se refiere a las presas de hormigón armado, su uso fue residual en España limitándose a pequeños proyectos de azudes, de baja altura de coronación, ubicados en la cuenca del Guadalquivir. En el inventario de Presas del Ministerio de Medio Ambiente aparecen tan solo cuatro ejemplares de esta tipología de presas, Carbonell, Lope García, Quemadillas y Rio Silván.

Sin lugar a dudas, la principal característica del periodo en cuanto a la tipología de presas se refiere, fue el auge de las presas bóveda. Estas presas se caracterizan por su gran esbeltez, ahorro y eficiencia en el uso de los de materiales, así como por una marcada estética, caracterizada por el desplome de las ménsulas hacia aguas abajo para evitar en el caso de embalse vacío la posible aparición de tracciones y fisuras en el pie de la presa aguas abajo. Además de esta última condición, lógicamente tenía que cumplirse la condición de estabilidad de que a embalse lleno no se produjeses tracciones en el pie de la presa aguas arriba.

Hasta 1950 solamente se habían construido 5 de estas presas, siendo las razones fundamentales para ello la falta de medios técnicos y económicos, pero no la falta de conocimientos, ya que la presa de Alloz, finalizada en 1930 y proyectada por el Ingeniero de Caminos Don Enrique Becerril, fue la primera presa de doble curvatura construida en España, con unas características morfológicas idénticas a las de las presas bóveda construidas durante la segunda mitad del siglo XX.

La profusión de las presas bóveda en España a partir de 1950 no hubiese sido nunca posible sin una serie de progresos técnicos que facilitaron el desarrollo y proliferación de las presas bóveda en España y que pueden resumirse en los siguientes apartados:

Experiencias previas internacionales:

Hasta finales de la década de los 50, la creencia generalizada era que las presas bóveda no podían encajarse en cerradas con una relación cuerda-altura superior a 2,5 debido a la supuesta aparición de tracciones inadmisibles. Esta creencia se



fundamentaba en estudios antiguos y en su mayor dificultad de cálculo frente a las presas de gravedad, hecho que fue solventado a finales de la década de los 50 y primeros de los 60 con el empleo de computadores y programas informáticos basados en elementos finitos.

La experiencia internacional en otros países, como Italia o Suiza, desmoronó esta teoría, siendo el máximo exponente práctico la presa de Schiffenen en Suiza, con una relación cuerda-altura de 8.

Ejemplos de este tipo de presas bóveda en España, ubicada en anchas cerradas, son las de Belesar y Valdecañas finalizadas en 1963. Especialmente destacable es el caso de la presa de Belesar, con unas impresionantes dimensiones. La altura desde cimientos es de 129 m y la longitud de coronación es de 500 m, con lo que la relación cuerda-altura se sitúa prácticamente en 4. El volumen de fábrica empleado fue igualmente importante llegando a alcanzar los 735.000 m3 sólo en el cuerpo de la presa.

Avances en el campo de la geotecnia y la mecánica de rocas:

Inicialmente, las presas bóveda sólo podían concebirse en cerradas con unas características geológicas excepcionalmente buenas, debido a la dificultad para comprobar el estado real de la zona de cimentación. Durante la década de los 50, se impone la necesidad de realizar un estudio geotécnico previo, que ayude a elegir la situación adecuada para la ubicación de la presa.

Otro problema que dificultó el empleo de las presas bóveda, era que transmitía a la cimentación unas tensiones unitarias mayores que las presas de gravedad, debido fundamentalmente al menor espesor de su base. Para solucionarlo, se impuso como solución ensanchar la base de las presas bóvedas y apoyar esta en un zócalo de cimentación, lo que permite repartir las presiones en una zona más amplia reduciendo las tensiones. Además, durante la fase de ejecución de las excavaciones y cimentación se solían seguir una siguiente serie de recomendaciones para evitar descompresiones y alterar lo menos posible el estado inicial del macizo rocoso tales como tomar precauciones con el empleo de explosivos, estudiar la presión límite de las inyecciones o procurar que las excavaciones estuviesen abiertas el menor tiempo posible antes del hormigonado.

Otro elemento de gran importancia que empezó a utilizarse a finales de los 50 y primeros de los 60 en España, eran los modelos reducidos geomecánicos para realizar ensayos y que tratan de reproducir lo más realmente posible las características de la roca. Esto permitió simular con éxito este tipo de estructuras y mejorar la confianza en su cálculo.

Seguridad y economía:

La búsqueda de saltos hidroeléctricos de gran altura, que suelen ubicarse en ríos con fuertes pendientes y cerradas rocosas adecuadas para el empleo de presas bóveda, impulsó el empleo de esta tipología. Evidentemente, existen otras razones económicas como el ahorro de volumen frente a las presas de gravedad tradicionales de hormigón,



que claramente compensa la mayor calidad que se debe exigir al hormigón en la construcción de la pantalla de las presas bóveda.

Recordemos, tal y como hemos indicado, que durante la primera mitad del siglo XX, el consenso generalizado era que las presas de gravedades se consideraban más seguras que las tipo bóveda, lo que puede explicarse por la dificultad que entrañaba su cálculo durante ese periodo, y la consiguiente desconfianza que este hecho generaba entre los Ingenieros proyectistas. De igual forma, durante la primera mitad del siglo XX, el empleo de presas vertedero que admitían el vertido por coronación, estaba muy limitado a determinados casos particulares. Por razones de seguridad, ningún Ingeniero proyectista se atrevía a dejar verter una gran lámina de agua sobre el pie de una presa de más de 100 m de altura, lo que obligaba a construir costosos aliviaderos independientes. Esto llevaba a que en numerosos casos se decidiese no construir una presa bóveda, porque su coste con aliviadero independiente, era superior al de una presa de gravedad con vertido por coronación. No fue en España hasta la década de los 60, animados por otras experiencias internacionales, que se superó este criterio, admitiéndose que las presas bóveda podían usarse con vertido por coronación o por aberturas en su pantalla.

En España, a diferencia de otros países centroeuropeos, los ríos tienen poca pendiente, por lo que no tiene sentido disponer la central a distancia de la presa, para aprovechar el desnivel. Como consecuencia, lo más económico es situar la central al pie de la presa. Esta situación, obligaba en algunos casos, como por ejemplo en la presa bóveda de La Barca (1966), a renunciar al vertido por coronación, y recurrir a un aliviadero independiente más costoso. Este problema, fue reduciéndose durante la década de los 60 y 70, debido a la implantación paulatina de las centrales hidroeléctricas subterráneas, que fue imponiéndose a las centrales exteriores, debido a que los costes de excavación subterránea se abarataron notablemente por la mejora en los sistemas de construcción.

La introducción en el cálculo de las computadoras y el uso de modelos matemáticos:

La introducción de los computadores en el cálculo supuso uno de los principales avances tecnológicos que contribuyó a la expansión de esta tipología ya que uno de los principales problemas de esta tipología era la dificultad para determinar su estado tensional.

La introducción de las computadoras y de programas de cálculo infinitesimal, basados en modelos matemáticos, permitía realizar en pocos días varios estudios de tanteo, a diferencia de los elaborados modelos a escala reducida. La práctica habitual, consistía en realizar cuatro o cinco tanteos previos antes de llegar a la solución propuesta, que finalmente era ensayada mediante un modelo elástico a escala reducida.

Los primeros Ingenieros en España en utilizar a primeros de los 60 las computadoras digitales en el cálculo de presas bóveda, pertenecían generalmente a empresas privadas de consultoría y construcción. Así por ejemplo, en los artículos expuestos en los Congresos Internacionales de Grandes Presas de Roma (1963) y



Estambul (1967), se mencionan expresamente los trabajos realizados en este campo por la Sección de Estudios Hidráulicos del Departamento de Construcción de Auxina, así como la extinta Consulpresa, que usaba un programa informático similar, y colaboró en el diseño y cálculo de presas tan importantes como El Atazar y Las Portas.

Se adjunta a continuación un cuadro, donde puede observarse las principales presas de tipo bóveda construidas en España desde 1950:

Nombre de la presa

Año finalizac

ión

Volumen de fábrica

(m3)

Altura desde cimientos

(m)

Longitud coronación

(m)

Espesor de la base (m)

L/H E/H

Canelles 1960 333.000 151 210 30 1.39 0.20

Eume 1960 225.000 103 284 20 2.76 0.19

Belesar 1963 735.000 129 500

Valdecañas 1963 262.500 98 290

Santa Eulalia 1966 72.400 73 212

La Barca 1966 113.000 74 178

Susqueda 1967 662.000 135 501

El Vellón 1967 95.000 53 218 9,2

Almendra 1970 2.188.000 202 567

El Atazar 1972 1.100.000 134 484 36,7

Las Portas 1974 641.000 141 477 26,3

Quentar 1975 227.000 133 200

Lauset 1983 220.000 89 300

Beznar 1986 485.000 134 408

La Tajera 1993 70.000 62 220

Llosa del Cavall

1998 350.000 122 326

Tabla 5. Principales presas bóveda (doble-curvatura) construidas en España desde 1950. Fuente: Inventario de presas y embalses del Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente

En el cuadro, puede apreciarse claramente las dimensiones que alcanzaron este tipo de presas. Ejemplos de este gigantismo, son las presas de La Almendra y El Atazar, con alturas respectivas desde cimientos de 202 y 134 m, y volúmenes de hormigón de más de dos millones de metros cúbicos en el primer caso (2.188.000 m3), y de más de un millón de metros cúbicos en el segundo (1.100.00 m3). Las longitudes de coronación en ambos caso, se sitúan en torno a los 500 m. También, puede comprobarse, como el



mayor número de proyectos se desarrolló durante la década de los 60, 70 y primeros de los 80, reduciéndose a partir de ese momento la actividad en la construcción de presas.

Figura 2. Presa de La Almendra (1970). Fuente: SEPREM, Sociedad Española de Presas y Embalses

5. Conclusiones.

A tenor de toda la documentación analizada y de la investigación realizada, podemos concluir los siguientes puntos:

Durante la década de los 50, se empieza a revertir la situación provocada durante la Guerra Civil y el posterior embargo internacional de estancamiento en la construcción de presas de hormigón. Basándose en las experiencias internacionales y en el empuje de las incipientes grandes constructoras españolas y empresas hidroeléctricas, así como en los avances tecnológicos que se produjeron en el campo de la maquinaria y control de calidad, se produjo un incremento en la construcción de presas de hormigón, básicamente de arco-gravedad, caracterizadas por tener curvatura solo en el plano horizontal, perfil triangular y un desarrollo angular comprendido habitualmente entre 90º y 120 º. También, se produjo en esta década un auge en la construcción de presas de contrafuertes, construyéndose un total de 13 en el periodo indicado.

La década de los 60, 70 y 80, serán las décadas doradas de la construcción de presas en España, construyéndose un gran número de ellas. Tipológicamente, se caracterizó por el auge de las presas bóveda, espoleada por la búsqueda de grandes saltos hidroeléctricos; así como por la construcción de algunas grandes presas de contrafuertes y arco-gravedad.

Se produjo un espectacular auge en las presas de gravedad de doble curvatura, especialmente adecuadas para cerradas estrechas y profundas, que se adaptaban a



grandes saltos hidroeléctricos. A finales de las década de los 60 comenzó a utilizarse esta tipología también en cerradas anchas fruto del incremento de la seguridad y la confianza en este tipo de estructuras. Así por ejemplo, se construyeron las presas de la Almendra (1970) y el Atazar (1972) con longitudes de coronación de 567 m y 484 m respectivamente.

En cuanto a presas de bóvedas múltiples, se construyeron tan sólo tres presas de este tipo y baja altura, Meicende (1961), Fuensagrada o Leguaseca (1958) y Orjales (1958). Las dos últimas se rompieron en 1987 y 1994 respectivamente.

Las presas de hormigón armado fueron residuales en España limitándose su uso a pequeños proyectos de azudes, de baja altura de coronación, ubicados en la cuenca del Guadalquivir.

La primera presa construida íntegramente con hormigón HRC en España, fue la presa de Cantilblanco de los arroyos (1985). El HRC fue un éxito en nuestro país, construyéndose un total aproximado de 30 presas de hormigón compactado, convirtiéndose España en el cuarto país del mundo por número de presas de esta tipología. Su menor coste y rapidez de ejecución permitió abarcar proyectos de grandes presas antes impensables como la presa de la Breña II (2008) con una longitud de coronación de 700 m y un volumen de material de 1.600.000 m3, actual record de Europa en esta tipología.

También se produjeron importantes avances en el campo de la geotécnia y la mecánica de suelo, apoyados generalmente por la actividad de laboratorios públicos como el CEDEX, aún activo en nuestros días. Se estableció a partir de 1960 la obligatoriedad del estudio geotécnico y se incluía en el pliego de prescripciones técnicas del proyecto los ensayos a realizar. Se cambió la forma de enfocar los proyectos de presas, pasando a considerarse el proyecto como un elemento indivisible constituido por el cuerpo de la presa, su cimentación y la cimentación del embalse. También empezaron a utilizarse modelos elásticos de presas a escala reducida para ensayar los diversos elementos de la presa. Finalmente, se introdujo el uso de computadores y programas informáticos para el cálculo de este tipo de estructuras, así como para simular el comportamiento de la estructura de la presa, de sus diversos componentes y del embalse frente a diversas acciones. Este hecho fue especialmente fundamental para permitir el auge de las presas bóveda en España.



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“El hormigón en la construcción de presas”, Guía Técnica, Instituto Español del Cemento y sus Aplicaciones, España., 2013, accesible en:

https://www.ieca.es/Uploads/docs/Presas.pdf.

Inventario de presas, Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente, Madrid, accesible en:

http://www.magrama.gob.es/es/agua/temas/seguridad-de-presas-y-embalses/inventario-presas-y-embalses.



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