INTRODUCCION

El hombre las ha construido, con diferentes y múltiplespropósitos, desde poco después de que se convirtiera enagricultor, pero en este último siglo sus obras deingeniería han alcanzado una magnitud tal que provocanenormes cambios y alteraciones del ambiente y losecosistemas. También hay represas creadas por otros seresvivos, como las que construyen los castores, u otrosagentes naturales (ej. coladas de lava de una erupciónvolcánica que cortan el cauce de un río).

Las represas se han ido perfeccionando desde muchos tiemposatrás con lo cual gracias a la tecnología ha permitidotener un control de agua y cambiar la forma y diversascaracterísticas que van mejorando en su diseño, y es quelas represas están hechas con materiales muy resistentescomo hormigón son importantes porque permiten controlarunas grandes cantidades de agua que se distribuyen endiferentes sectores a la cual sea destinada, como porejemplo: consumo humano, consumo industrial, generacióneléctrica, riego en agricultura.

En la región Piura contamos con la represa de Piura que fueparte de un proyecto entre en el que se trata de mantenervivo el curso hídrico entre dos países Ecuador y Perú, ensi la represa que está ubicada en el río Piura es parte deese mega proyecto está en la segunda etapa y hoy es unaobra que favorece a la región del bajo Piura gracias a sugran cause hidrográfico.

En este trabajo conoceremos las partes de una represahaciendo énfasis en las compuertas y viendo los diferentestipos de compuertas con su respectiva definición y tambiénalgo de su hisoria.

INFORME

DEFINICION Y COMPONENTES DE LA REPRESA

¿Qué es una represa?

Deriva del latín repressus, es una obra que se lleva a cabopara contener regular curso del agua. El concepto seutiliza para nombrar al lugar donde las aguas quedandetenidas, ya sea de forma artificial o natural.

La presa o represa consta de una barrera de hormigón,piedra u otro material, que se construye sobre un rio,arroyo o canal para embalsar en su cauce. Luego esta aguaembalsada puede derivarse a canalizaciones de riegoaprovecharse para la reproducción de energía mecánica oeléctrica.

Una presa es una estructura que emplaza en una corriente deagua para embalsarla efectos dañinos.

La presa permite controlar y disponer de agua con lossiguientes fines:

Consumo humano. Consumo industrial. Riego. Navegación Generación eléctrica Turismo, esparcimiento y recreación Piscicultura.

En ingeniería se denomina presa o represa a un murofabricado con piedra, hormigos o materiales sueltos, que seconstruye habitualmente en una cerrada o desfiladero, sobrerio, arroyo o canal con la finalidad de contener el agua enel cauce fluvial para su posterior aprovechamiento enabastecimiento o regadío, para elevar su nivel con elobjetivo de derivarla a canalizaciones de riego, o para laproducción de energía eléctrica, como se hace en lascentrales hidroeléctricas.

Otra función de algunas presas es contener las avenidasproducidas por lluvias torrenciales que podrían inundaráreas rurales o agrícolas.

El embalse: es el volumen de agua que queda retenidopor la presa.

El vaso: es la parte del valle que, inundándosecontiene el agua embalsada.

La cerrada: es el punto de concreto donde se construyela presa.

La presa: propiamente dicha, cuyas funciones son, porun lado garantizar la estabilidad de toda laconstrucción, soportando un empuje hidrostático delagua muy fuerte, y por otro no permitir la filtracióndel agua hacia abajo.

A su vez, en la presa se distingue:

Los parámetros: son las dos superficies más o menosverticales principales que limitan el cuerpo de lapresa, el interior o de aguas arriba, que está encontacto con el agua, y el exterior o de aguas abajo.

La coronación: es la superficie que delimitan la presasuperiormente.

Los estribos: los laterales del muro que están encontacto con la cerrada contra la que se apoya.

La cimentación: la superficie inferior de la presa, através de la cual descarga su peso al terreno.

El aliviadero o vertedero: es la estructura hidráulicapor la que rebosa el agua excedentaria cuando la presaya está llena.

Las compuertas: son los dispositivos mecánicosdesinados a regular el caudal de agua a través de lapresa.

La descarga de fondo: permite mantener el denominadocaudal ecológico de aguas debajo de la presa.

Las tomas son también estructuras hidráulicas, pero demenor entidad, y son utilizadas para extraer agua de lapresa para cierto uso, como puede ser abastecimiento a unacentral hidroeléctrica o a una ciudad.

Las esclusas: que permite la navegación a través de lapresa.

La escalera de peces: que permite la migración de los pecesen sentido ascendente de la corriente.

Los diferentes tipos de fresas responden a las diversasposibilidades de cumplir la doble exigencia de resistir elempuje del agua y evacuarla cuando sea preciso. En cadacaso, las características del terreno y los usos que se lequiera dar al agua, condicionan la elección del tipo depresa más adecuado.

Tipos de presas:

Los diferentes tipos de presas responden a las diversasposibilidades de cumplir la doble exigencia de resistir elempuje del agua y evacuarla cuando sea preciso. En cadacaso, las características del terreno y los usos que se lequiera dar al agua, condicionan la elección del tipo depresa más adecuado.Existen numerosos tipos, comenzando con que puede hablarsede presas fijas o móviles, pero primero debemosclasificarlas en dos grandes grupos según su estructura ysegún los materiales empleados en su construcción.

Según su estructura

o Presas de gravedad: son todas aquellas en las quesu propio peso es el encargado de resistir el

empuje del agua. El empuje del embalse estransmitido hacia el suelo, por lo que éste debeser muy estable capaz de resistir, el peso de lapresa y del embalse. Constituyen las represas demayor durabilidad y que menor mantenimientorequieren.Su estructura recuerda a la de un triánguloisósceles ya que su base es ancha y se vaestrechando a medida que se asciende hacia laparte superior aunque en muchos casos el lado queda al embalse es casi de posición vertical. Larazón por la que existe una diferencia notable enel grosor del muro a medida que aumenta la alturade la presa se debe a que la presión en el fondodel embalse es mayor que en la superficie, deesta forma, el muro tendrá que soportar másfuerza en el lecho del cauce que en lasuperficie.La inclinación sobre la cara aguas arriba haceque el peso del agua sobre la presa incremente suestabilidad.

o Presas de bóveda o presas en arco: son todasaquellas en las que su propia forma es laencargada de resistir el empuje del agua. Debidoa que la presión se transfiere en forma muyconcentrada hacia las laderas de la cerrada, serequiere que ésta sea de roca muy dura yresistente. Constituyen las represas másinnovadoras en cuanto al diseño y que menorcantidad de hormigón se necesita para suconstrucción.

Cuando la presa tiene curvatura en el planovertical y en el plano horizontal, también sedenomina de bóveda. Para lograr sus complejasformas se construyen con hormigón y requierengran habilidad y experiencia de sus constructoresque deben recurrir a sistemas constructivos pococomunes.

Salinización: Se produce con frecuencia por el exceso deirrigación del suelo. El agua que se evapora en la

superficie deposita las sales procedentes de rocas y capassubterráneas. Dichas sales cristalizan e interfieren en eldesarrollo de las raíces.El 5% del agua dulce del planeta se evapora de losembalses.

Las represas contribuyen con el cambio climático, puestoque emiten gases de efecto invernadero, estos gases seproducen debido a la descomposición de la materia orgánicaque se deposita en los embalses.

Las represas han causado un daño irreversible al patrimoniocultural de los pueblos, destruyendo la riquezaarqueológica y los lugares sagrados de los pueblos quequedan sumergidos en el embalse.

Las represas se constituyen en posesionarias del recursoagua administrando el caudal ecológico y privando delderecho al agua a las comunidades ubicadas rio abajo,afectando la actividad agrícola y la calidad de vida.

La expresión caudal ecológico, es el la cantidad de aguamínima necesaria para mantener los valores ecológicos en elcauce del mismo, como:Los hábitats naturales que son el hogar de una riqueza deflora y fauna, las funciones ambientales como dilución depoluentes,  amortiguación de los extremos climatológicos ehidrológicos,  preservación del paisaje.

La determinación del caudal ecológico de un río o arroyo sehace según un cuidadoso estudio de las necesidades mínimasde los ecosistemas existentes en el área de influencia dela estructura hidráulica que en alguna forma va a modificarel caudal natural del río o arroyo.

El agua que es retenida en las represas, modifica suconstitución química debido al estancamiento, lo que puedesignificar la intoxicación de los pobladores y animalesdomésticos del lugar.

Existe un debate histórico acerca de la construcción derepresas. Por un lado, quienes están a favor afirman queel hombre debe controlar el agua para incrementar subienestar. Los que están en contra, en cambio, sostienenque las represas son peligrosas (su eventual rotura puede

causar la muerte a cientos de personas) e implican grandescambios sociales (como desplazamientos de poblaciones o lapérdida de sitios arqueológicos) que no se justifican.La energía mecánica de las represas puede aprovecharse enforma directa, como lo hacían los viejos molinos de agua, obien indirectamente, para generar energía eléctrica, tal ycomo ocurre en las centrales hidroeléctricas.

Funcionamiento de la represa:

Para entender cómo funciona una represa pensemos en undique o en un río en el que el agua se mueve en unacorriente siempre hacia una dirección determinada, en unasuerte de flujo. Este movimiento en el agua es el quenecesita una represa para funcionar y producir energía, conla diferencia que el agua se almacena en grandesextensiones para ir soltándola de a poco y así obtener unflujo constante de agua con el cual poder generar energíaeléctrica.

Una represa se hace generalmente en un valle o entrecerros, buscando la forma de inundar el valle mediante laconstrucción de la represa en uno o varios lugaresestratégicos de modo que impidan la salida del agua. Esentonces cuando podemos hablar de una centralhidroeléctrica, que vendría a ser la evolución de losantiguos molinos de agua, donde ya se aplicaba un mecanismobásico similar que aprovechaba la corriente de los ríos yhacía mover una rueda.

Una central hidroeléctrica está compuesta de turbinashidráulicas, las aspas de estas turbinas se mueven por lafuerza del agua, esa fuerza transmite su energía a ungenerador donde se transforma en energía eléctrica. Engeneral las centrales hidroeléctricas están ubicadas en lasrepresas ya que las masas de agua en desnivel –lo quetambién se conoce como salto geodésico– son una gran fuentede energía. Una central hidroeléctrica en un río ya hadejado de ser viable por el poco caudal de energía que seconsigue.

Todo el conjunto de obras hechas por el Hombre, desde eldesvío de los caudales de agua, la construcción de represascon centrales hidroeléctricas y todo otro tipo deconstrucción relativa, es llamada represa o centralhidroeléctrica y es una de las fuentes de energía másamigables con el medio ambiente. Aunque el agua es unrecurso que abunda y es totalmente renovable, el costo dela construcción de una represa hace que no sea una energíatan barata como quisiéramos.

Tipos de compuertas

Las diferentes formas de las compuertas dependen de suaplicación, el tipo de compuerta a utilizar dependeráprincipalmente del tamaño y forma del orificio, de lacabeza estática, del espacio disponible, del mecanismo deapertura y de las condiciones particulares de operación.

Aplicaciones:

Control de flujos de aguas Control de inundaciones Proyectos de irrigación Crear reservas de agua Sistemas de drenaje Proyectos de aprovechamiento de suelos Plantas de tratamiento de agua Incrementar capacidad de reserva de las presas

 

Compuertas Planas Deslizantes

Se les llama compuertas deslizantes pues para su accionarse deslizan por unos rieles guías fijos. Puede ser movidapor diferentes tipos de motores.

Estas compuertas pueden ser de acero estructural, madera yen caso de pequeñas cabeza de hierro, el espesor y elmaterial de la compuerta dependerá de la presión del agua yel diseño de los sellos. Al trabajar a compresión estascompuertas tienen buenas adaptaciones a los sellospresentando pequeñas fugas.

Este tipo de compuertas han sido utilizadas para todo tipode cabezas, pero resultan ser más económicas para pequeñascabezas y tamaños moderados pues necesitan grandes fuerzaspara ser movidas.

Compuertas Planas de Rodillos

Las compuertas planas de rodillos están diseñadasespecialmente para controlar el flujo a través de  grandes

canales donde la economía y la facilidad de operación seandos factores preponderantes.  Son denominadas compuertas derodillos ya que están soportadas en rodillos que recorrenguías fijas y generalmente tienen sellos de caucho paraevitar filtraciones a través de los rodillos.  Los rodillosminimizan el efecto de la fricción durante la apertura y elcierre de las compuertas, como consecuencia de estos senecesita motores de menor potencia para moverlas.  Puedenser diseñadas para abrirse hacia arriba o hacia abajo.

Estas compuertas son muy versátiles ya que pueden diseñarsetanto para trabajar bajo presión en una o ambas carassimultáneamente.  Generalmente son de sección transversalhueca, para disminuir la corrosión e infiltraciones sonrellenadas con materiales inertes como el concreto.

Compuertas Radiales (Taintor)

Las compuertas radiales se construyen de acero o combinandoacero y madera. Constan de un segmento cilíndrico que estáunido a los cojinetes de los apoyos por medio de brazosradiales. La superficie cilíndrica se hace concéntrica conlos ejes de los apoyos, de manera que todo el empujeproducido por el agua pasa por ellos; en esta forma sólo senecesita una pequeña cantidad de movimiento para elevar obajar la compuerta. Las cargas que es necesario moverconsisten en el peso de la compuerta, los rozamientos entrelos cierres laterales, las pilas, y los rozamientos en losejes.

Con frecuencia se instalan contrapesos en las compuertaspara equilibrar parcialmente su peso, lo que reduce todavíamás la capacidad del mecanismo elevador.

La ventaja principal de este tipo de compuertas es que lafuerza para operarlas es pequeña y facilita su operación yasea manual o automática; lo que las hace muy versátiles.

Compuertas Flap o Clapetas

Llamadas también clapetas, formadas por un tableroarticulado en su arista de aguas arriba que puede abatirsedando paso al agua. Estas compuertas se abren

automáticamente por un diferencial de presión aguas arribay se cierran cuando el nivel aguas abajo supera el nivelaguas arriba o cuando el nivel aguas arriba alcance elnivel deseado de almacenamiento.

Existen compuertas clapeta de contrapeso, en las que lostableros se mantenían en su posición elevada por medio deun puntal, hasta que la sobre elevación del nivel del aguales hacía bascular sobre el extremo superior del puntal;también las hay sin contra peso que son recomendadas paraaquellos casos de poca altura de agua y gran luz de vano.

Compuertas Ataguía

Están compuestas de vigas separadas colocadas unas sobreotras para formar un muro o ataguía soportado en ranuras ensus extremos. La separación de las pilas de apoyo dependedel material de las vigas, de la carga que obre en ellas, yde los medios que se disponga para manejarlas, es decir,para quitarlas y ponerlas.

Compuertas Mariposa

Las compuertas tipo mariposa son utilizadas para controlarel flujo de agua a través de una gran variedad deaberturas.  Aunque pueden ser utilizadas para controlar elflujo en ambas direcciones la mayoría de las instalacionessólo las utilizan para controlar el flujo en una dirección.

Con las compuertas mariposa es posible tener una máximacabeza de energía en ambos lados de la compuerta.  Lacabeza estática se mide desde el eje horizontal de aperturade la compuerta.  La mayoría de estas compuertas soninstaladas en sitios con baja cabeza de presión (menor a 6metros).  Las secciones transversales de este tipo decompuertas normalmente son cuadradas o rectangulares; lassecciones circulares no son muy  comunes ya que estas seutilizan en válvulas mariposa.  Son ideales cuando hay pocoespacio disponible ya que al girar respecto a un eje, no esnecesario disponer de espacio para levantarlas y allí sepuede ubicar el mecanismo de apertura.  Estas pueden serutilizadas como reguladoras de flujo, pues al rotar la hoja

cambia el tamaño de la abertura y se regula el caudal quefluye a través de ella.

Compuertas Caterpillar (Tractor)

Son también conocidas como Compuertas de Broome, en honor asu inventor. Este tipo de compuertas son utilizadas tantopara altas como para bajas cabezas de presión.  Han sidoutilizadas con cabezas hasta de 200 pies en variosproyectos hidroeléctricos y de control de inundaciones. 

Ambos extremos de la compuerta están equipados con orugasque facilitan su desplazamiento a lo largo de ranurasparalelas a los lados de la compuerta. Las orugas se muevenalrededor de la compuerta mientras la  compuerta esmovida.  Este tipo de compuertas es movido por medio decables de acero tirados por motores, lo que facilita suoperación bajo diferentes condiciones de flujo. 

Compuertas Cilíndricas

Las compuertas cilíndricas consisten en cilindros sólidosde acero (generalmente) abiertas en ambos extremos, quefuncionan por el balance de las presiones de agua en lassuperficies interior y exterior.  Este tipo de compuertasgeneralmente son levantadas por medio de cables o máquinashidráulicas; como la presión del agua siempre se encuentrabalanceada, el único peso que debe ser movido es elequivalente al peso propio de la compuerta. 

Mecanismos Complementarios

Por sus grandes dimensiones, peso y cargas que debensoportar, las compuertas deben ser movidas por sistemasmecánicos (eléctricos, hidráulicos, manuales).  Estossistemas pueden ser de gran variedad y su utilizacióndepende de múltiples factores tales como espaciodisponible, cargas transmitidas a la estructura y porsupuesto el tipo de compuerta que deben mover.  Lossistemas más comunes son: pórticos, puentes grúa, vigas dealce, servomotores, contrapesos y malacates.

Se deben incluir mecanismos adicionales como: marcos,sellos, rieles, fuentes de potencia, dispositivos detransporte y sistemas de control para garantizar su buenfuncionamiento.

DESCRIPCION DE LA REPRESA DE LOS EJIDOS

Esta obra hidráulica es parte de un mega proyecto que

Ubicado a 5 Kms del norte de la ciudad de Piura,  obra deingeniería hidráulica construida sobre el Río Piura,regando los campos de cultivo de la zona y ofreciendo granvariedad de flora y fauna. La represa de los ejidos es unaestructura elaborada con hormigón, La presa de Los Ejidoscuenta con una capacidad de captación de 64 m3/seg, cuentacon dos parte la represa propiamente dicha y la represafusible; ambas constituyen el funcionamiento de la presa.Pero definamos cada una de estas:

REPRESA REPRESA

La represa propiamente dicha: es la más sólida debidoa su estructura echa con materiales de hormigón quepermiten la resistencia superior a la presión queejerce el agua en el embalse, además cuenta con unsistema de compuertas radial que permiten el caucedel rio y la salida por el canal principal quedistribuye el agua destinada a la agricultura en laregión baja de Piura, esta parte de la represacontiene las maquinas que dan funcionamiento a lascompuertas radiales permitiendo que dejen pasarcierto caudal requerido y soportado por el canalprincipal.

La represa fusil: es la parte que es más débil detoda la represa en sí, está diseñada con la finalidadde que cuando suceda un acontecimiento catastróficoprovocado por lluvias torrenciales en el alto Piuraesta pueda ceder de manera que la parte más sólida dela represa pueda quedar intacta sin sufrir dañosmateriales como la perdida de sus equipos de controlde las compuertas.

El aliviadero o vertedero (o canal principal): es laestructura hidráulica por la que rebosa el aguaexcedentaria cuando la presa ya está llena. Canalprincipal del Bajo Piura “Biaggio Arbulu”, de 58 km.De longitud y capacidad, en el inicio, de 60m3/seg.

Diques de defensa y encauzamiento del río Piura en elBajo Piura, con una longitud total de 63 Km., de loscuales 38 corresponden al dique derecho y 25 aldique izquierdo. Canales secundarios del valle delBajo Piura.

Anexos:

Represa solida

Bibliografía:

http://consultalascruces.wordpress.com/2012/04/24/que-es-una-represa/ http://curiosidades.batanga.com/2010/12/04/como-funciona-una-represahttp://www.biblioteca.udep.edu.pe/BibVirUDEP/tesis/pdf/1_73_183_38_676.pdf

Aliviadero o

Compuertas