Una presa de contención es una presa pequeña, a veces temporal, construida a lo largo de un canal , zanja de drenaje o vía fluvial para contrarrestar la erosión al reducir la velocidad del flujo de agua. [1] Las presas de contención en sí mismas no son un tipo de tecnología nueva; más bien, son una técnica antigua que data del siglo II d. C. [2] Las presas de contención se implementan típicamente, aunque no siempre, en un sistema de varias presas situadas a intervalos regulares a lo largo del área de interés. [3]
Una presa de contención colocada en la zanja , el canal o el cauce interrumpe el flujo de agua y aplana el gradiente del canal, reduciendo así la velocidad. A su vez, esta obstrucción induce la infiltración y reduce la erosión . [1] Se pueden utilizar no solo para reducir la velocidad del flujo, sino también para distribuir los flujos a lo largo de un canal para evitar caminos preferenciales y guiar los flujos hacia la vegetación. [4] Aunque puede producirse cierta sedimentación detrás de la presa, las presas de contención no funcionan principalmente como dispositivos para atrapar sedimentos. [5]
Por ejemplo, en el río Graliwdo en Etiopía, un aumento de la rugosidad hidráulica por las presas de contención y las pérdidas de transmisión de agua en los sedimentos depositados es responsable del retraso de la escorrentía para llegar a la parte inferior de los canales del río. La reducción de la descarga máxima de escorrentía fue mayor en el segmento del río con presas de contención y vegetación (menos 12%) que en el segmento sin tratamiento (menos 5,5%). La reducción del volumen total de escorrentía también fue mayor en el río con presas de contención que en el río sin tratamiento. La implementación de presas de contención combinadas con vegetación redujo la descarga máxima del caudal y el volumen total de escorrentía, ya que grandes partes de la escorrentía se infiltraron en los sedimentos depositados detrás de las presas de contención. A medida que se implementan presas de contención en cárcavas en grandes áreas del norte de Etiopía, esto contribuye a la recarga de aguas subterráneas y aumenta el caudal base del río. [6]
Las presas de contención se han implementado tradicionalmente en dos entornos: en fondos de canales y en pendientes montañosas. [7] Las presas de contención se utilizan principalmente para controlar la velocidad del agua, conservar el suelo y mejorar la tierra. [8] Se utilizan cuando otras prácticas de control de flujo, como revestir el canal o crear bioswales , son imprácticas. [9] En consecuencia, se utilizan comúnmente en la degradación de canales temporales, en los que la estabilización permanente es impráctica e inviable en términos de asignación de recursos y financiación debido al corto período de vida. También se utilizan cuando los retrasos en la construcción y las condiciones climáticas impiden la instalación oportuna de otras prácticas de control de la erosión. [10] Esto se ve típicamente durante el proceso de construcción de presas permanentes a gran escala o control de la erosión. Como tal, las presas de contención sirven como mecanismos de control de pendiente temporal a lo largo de las vías fluviales hasta que se establece una estabilización resuelta o a lo largo de los canales permanentes que necesitan protección antes de la instalación de un revestimiento no erosionable. [11]
Muchas presas de contención tienden a formar charcas en los arroyos . En circunstancias de bajo caudal, el agua se infiltra en el suelo, se evapora o se filtra a través de la presa o por debajo de ella. En condiciones de alto caudal ( inundación ), el agua fluye por encima o a través de la estructura. Los sedimentos de grano grueso y medio de la escorrentía tienden a depositarse detrás de las presas de contención, mientras que los granos más finos fluyen a través de ellas. La basura flotante también queda atrapada en las presas de contención, lo que aumenta su eficacia como medidas de control de la calidad del agua.
En las zonas áridas, se suelen construir presas de contención para aumentar la recarga de las aguas subterráneas en un proceso denominado recarga controlada de los acuíferos. De este modo, la escorrentía invernal se puede almacenar en los acuíferos, de los que se puede extraer agua durante la estación seca para riego, abrevadero del ganado y agua potable. Esto es especialmente útil para los pequeños asentamientos ubicados lejos de un gran centro urbano, ya que las presas de contención requieren menos dependencia de la maquinaria, la financiación o los conocimientos avanzados en comparación con la implementación de presas a gran escala. [12] [2]
Las presas de contención se pueden utilizar en combinación con diques para detener y recoger el agua de escorrentía superficial .
Como estrategia para estabilizar los cursos de agua de montaña, la construcción de diques de contención tiene una larga tradición en muchas regiones montañosas que se remonta al siglo XIX en Europa. Las pendientes pronunciadas impiden el acceso de maquinaria pesada de construcción a los cursos de agua de montaña, por lo que se han construido diques de contención en lugar de diques más grandes. Debido a que la pendiente alta típica provoca una alta velocidad de flujo, generalmente es necesario un sistema de terrazas de múltiples diques de contención espaciados muy cerca para reducir la velocidad y, de ese modo, contrarrestar la erosión. Tales diques de contención de consolidación, construidos en terrazas, intentan evitar cortes tanto hacia arriba como hacia abajo en los lechos de los canales, al mismo tiempo que estabilizan las laderas de las colinas adyacentes. También se utilizan para mitigar los peligros de inundaciones y flujos de escombros. [13]
En el Reino Unido, las leyes de planificación, las solicitudes y las restricciones retrasan las obras de mitigación de inundaciones. Esto se puede contrarrestar mediante la construcción de presas de prueba temporales en los cursos de agua que luego se puedan controlar y evaluar. Sin embargo, esto requiere el apoyo de los propietarios de las tierras. Las presas de prueba temporales han demostrado ser una excelente manera de obtener una acción rápida después de una inundación y una forma de hacer que las comunidades participen en la defensa contra futuras inundaciones.
Antes de instalar una presa de contención, los ingenieros inspeccionan el sitio. Las prácticas estándar requieren que el área de drenaje sea de diez acres o menos. [3] [9] El curso de agua debe estar en una pendiente de no más del 50% y debe tener una profundidad mínima hasta el lecho de roca de 2 pies (0,61 m). [14] Las presas de contención se utilizan a menudo en canales o cunetas naturales o construidos. Nunca deben colocarse en arroyos vivos a menos que lo aprueben las autoridades locales, estatales o federales correspondientes. [14]
Las presas de contención están hechas de una variedad de materiales. Debido a que se utilizan típicamente como estructuras temporales, a menudo están hechas de materiales baratos y accesibles, como rocas, grava, troncos, fardos de heno y bolsas de arena. [9] [15] De estos, los troncos y las presas de contención de rocas suelen ser permanentes o semipermanentes, y las presas de contención de bolsas de arena se construyen principalmente con fines temporales. Además, hay presas de contención que se construyen con relleno de roca o tablas de madera. Estas presas generalmente se implementan solo en canales pequeños y abiertos que drenan 10 acres (0,04 km 2 ) o menos; y generalmente no superan los 2 pies (0,61 m) de altura. [16] El alambre tejido se puede utilizar para construir presas de contención con el fin de retener material fino en un barranco. Por lo general, se utiliza en entornos donde el barranco tiene una pendiente moderada (menos del 10 %), un área de drenaje pequeña y en regiones donde los flujos de inundación no suelen llevar rocas o cantos rodados grandes. [17] [15] En casi todos los casos, se utilizan mantas de control de erosión, que son mantas biodegradables de tejido abierto, junto con diques de contención. Estas mantas ayudan a estimular el crecimiento de vegetación en las laderas, las costas y los fondos de las zanjas.
Las presas de contención suelen tener una altura inferior a 2 o 3 pies (0,61 a 0,91 m). [18] y el centro de la presa debe estar al menos 6 pulgadas (0,15 m) más bajo que sus bordes. [9] Este criterio induce un efecto de vertedero, lo que da como resultado un aumento del nivel de la superficie del agua aguas arriba para algunas condiciones de flujo, si no todas. [19]
Para reducir eficazmente la velocidad del agua y así reducir la erosión y proteger el canal entre las presas de un sistema más grande, el espaciamiento debe diseñarse adecuadamente. Las presas de contención deben espaciarse de tal manera que la punta de la presa de contención aguas arriba sea igual a la elevación de la cresta de la presa de contención aguas abajo. [20] Esto permite que el agua se estanque entre las presas y reduce sustancialmente la velocidad del flujo. [5]
Las presas de contención son una práctica muy eficaz para reducir la velocidad del flujo en canales y vías fluviales. A diferencia de las grandes presas, las presas de contención se implementan más rápidamente, son rentables y tienen un alcance menor. Debido a esto, su implementación no suele desplazar a personas ni comunidades ni destruir recursos naturales si se diseñan correctamente. [21] Además, las presas son fáciles de construir y no dependen de tecnologías avanzadas, lo que permite su uso en comunidades rurales con menos recursos o acceso a conocimientos técnicos, como lo han sido en las tierras secas de la India desde hace algún tiempo. [21]
Las presas de contención aún requieren mantenimiento y prácticas de remoción de sedimentos. Se vuelven más difíciles de implementar en pendientes pronunciadas, ya que la velocidad es mayor y la distancia entre presas debe acortarse. [5] Las presas de contención, dependiendo del material utilizado, pueden tener una vida útil limitada, pero si se implementan correctamente pueden considerarse permanentes. [5]
Las presas de contención requieren un mantenimiento regular, ya que suelen ser estructuras temporales que no están diseñadas para soportar un uso prolongado. Las presas deben inspeccionarse cada semana y después de fuertes lluvias. [5] Es importante que los escombros, la basura y las hojas se eliminen del lado de aguas arriba de la presa. [9] Esto se hace normalmente cuando el sedimento ha alcanzado una altura de la mitad de la altura original de la presa. [9]
Cuando el sitio está estabilizado permanentemente y la presa de contención ya no es necesaria, se retira por completo, incluidos los componentes arrastrados río abajo, y se estabilizan los puntos desnudos. [5]
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