Una presa es una barrera que detiene o restringe el flujo de agua superficial o corrientes subterráneas. Los embalses creados por represas no sólo suprimen las inundaciones sino que también proporcionan agua para actividades como el riego , el consumo humano , el uso industrial , la acuicultura y la navegabilidad . La energía hidroeléctrica se utiliza a menudo junto con represas para generar electricidad. También se puede utilizar una presa para recolectar o almacenar agua que se puede distribuir uniformemente entre ubicaciones. Las presas generalmente tienen el propósito principal de retener agua, mientras que otras estructuras como compuertas o diques (también conocidos como diques ) se utilizan para gestionar o prevenir el flujo de agua hacia regiones terrestres específicas.
La palabra presa se remonta al inglés medio , [1] y antes de eso, al holandés medio , como se ve en los nombres de muchas ciudades antiguas, [2] como Ámsterdam y Rotterdam .
Se construyeron antiguas represas en Mesopotamia y Oriente Medio para controlar el agua. La presa más antigua conocida es la presa de Jawa en Jordania , que data del año 3000 a.C. Los egipcios también construyeron represas, como la presa de Sadd-el-Kafara, para controlar las inundaciones. En la India actual, Dholavira tenía un intrincado sistema de gestión del agua con 16 embalses y presas. La Gran Presa de Marib en Yemen, construida entre 1750 y 1700 a. C., fue una maravilla de la ingeniería, y Eflatun Pinar, una presa hitita y templo de manantial en Turquía, data de los siglos XV y XIII a. La presa Kallanai en el sur de la India, construida en el siglo II d.C., es una de las estructuras reguladoras de agua más antiguas que aún se encuentran en uso.
Los ingenieros romanos construyeron presas con técnicas y materiales avanzados, como mortero hidráulico y hormigón romano, que permitieron estructuras más grandes. Introdujeron presas de embalse, presas de arco de gravedad, presas de arco, presas de contrafuerte y presas de contrafuerte de múltiples arcos. En Irán, los puentes-represas se utilizaron para generar energía hidroeléctrica y mecanismos de extracción de agua.
Durante la Edad Media, se construyeron presas en los Países Bajos para regular los niveles de agua y evitar la intrusión del mar. En el siglo XIX, se construyeron presas de arco de gran escala en todo el Imperio Británico, lo que marcó avances en las técnicas de ingeniería de presas. La era de las grandes represas comenzó con la construcción de la presa baja de Asuán en Egipto en 1902. La presa Hoover, una enorme presa de arco de gravedad de hormigón, se construyó entre 1931 y 1936 en el río Colorado. Se calcula que en 1997 había en todo el mundo unas 800.000 represas, de las cuales unas 40.000 tenían más de 15 metros de altura.
Las primeras represas se construyeron en Mesopotamia y Oriente Medio . Se utilizaron presas para controlar los niveles de agua, ya que el clima de Mesopotamia afectaba a los ríos Tigris y Éufrates .
La presa más antigua conocida es la presa Jawa en Jordania , 100 kilómetros (62 millas) al noreste de la capital Ammán . Esta presa de gravedad presentaba un muro de piedra originalmente de 9 metros de alto (30 pies) y 1 m de ancho (3,3 pies), sostenido por una muralla de tierra de 50 m de ancho (160 pies). La estructura data del 3000 a.C. [3] [4] Sin embargo, la presa más antigua en funcionamiento continuo es la presa del lago Homs , construida en Siria entre 1319-1304 a.C. [5]
La presa de Sadd-el-Kafara del antiguo Egipto en Wadi Al-Garawi, a unos 25 km (16 millas) al sur de El Cairo , tenía 102 m (335 pies) de largo en su base y 87 m (285 pies) de ancho. La estructura fue construida alrededor del 2800 [6] o 2600 a. C. [7] como presa de desvío para el control de inundaciones, pero fue destruida por fuertes lluvias durante la construcción o poco después. [6] [7] Durante la dinastía XII en el siglo XIX a. C., los faraones Senosert III, Amenemhat III y Amenemhat IV cavaron un canal de 16 km (9,9 millas) de largo que unía la depresión de Fayum con el Nilo en el Medio Egipto. Se construyeron dos presas llamadas Ha-Uar que corren de este a oeste para retener el agua durante la inundación anual y luego liberarla a las tierras circundantes. El lago llamado Mer-wer o lago Moeris cubría 1.700 km2 ( 660 millas cuadradas) y hoy se conoce como Birket Qarun. [8]
A mediados y finales del tercer milenio antes de Cristo, se construyó un intrincado sistema de gestión del agua en Dholavira , en la actual India . El sistema incluía 16 embalses, presas y varios canales para recoger agua y almacenarla. [9]
Una de las maravillas de la ingeniería del mundo antiguo fue la Gran Presa de Marib en Yemen . Iniciado en algún momento entre 1750 y 1700 a. C., estaba hecho de tierra apisonada (de sección transversal triangular, 580 m (1900 pies) de largo y originalmente 4 m (13 pies) de alto) que discurría entre dos grupos de rocas a cada lado, para que estaba unido por una importante mampostería. Se llevaron a cabo reparaciones durante varios períodos, la más importante alrededor del 750 a. C., y 250 años después, la altura de la presa se incrementó a 7 m (23 pies). Después del fin del Reino de Saba , la presa cayó bajo el control de los Ḥimyarites (c. 115 a. C.), quienes emprendieron nuevas mejoras, creando una estructura de 14 m (46 pies) de altura, con cinco aliviaderos, dos compuertas reforzadas con mampostería, un estanque de sedimentación y un canal de 1000 m (3300 pies) hasta un tanque de distribución. Estas obras no se terminaron hasta el año 325 dC, cuando la presa permitió el riego de 25.000 acres (100 km 2 ).
Eflatun Pınar es una presa y un templo de manantial hitita cerca de Konya , Turquía. Se cree que data del imperio hitita entre los siglos XV y XIII a.C.
El Kallanai está construido con piedra sin labrar, más de 300 m (980 pies) de largo, 4,5 m (15 pies) de alto y 20 m (66 pies) de ancho, a lo largo de la corriente principal del río Kaveri en Tamil Nadu , sur de la India . La estructura básica data del siglo II d.C. [10] y se considera una de las estructuras de desviación o regulación de agua más antiguas que aún se encuentran en uso. [11] El propósito de la presa era desviar las aguas del Kaveri a través de la fértil región del delta para irrigación a través de canales. [12]
Du Jiang Yan es el sistema de riego más antiguo que se conserva en China y que incluía una presa que dirigía el flujo de agua. Fue terminado en el 251 a.C. Una gran presa de tierra, construida por Sunshu Ao , el primer ministro de Chu (estado) , inundó un valle en la actual provincia norteña de Anhui y creó un enorme embalse de irrigación (100 km (62 millas) de circunferencia), un embalse que es todavía presente hoy. [13]
La construcción de presas romanas se caracterizó por "la capacidad de los romanos para planificar y organizar la construcción de ingeniería a gran escala". [14] Los planificadores romanos introdujeron el entonces novedoso concepto de grandes represas que podrían asegurar un suministro permanente de agua para los asentamientos urbanos durante la estación seca. [15] Su uso pionero de mortero hidráulico impermeable y, en particular , de hormigón romano permitió estructuras de presas mucho más grandes que las construidas anteriormente, [14] como la presa del lago Homs , posiblemente la barrera de agua más grande hasta esa fecha, [16] y la Presa de Harbaqa , ambas en la Siria romana . La presa romana más alta fue la presa de Subiaco, cerca de Roma ; su altura récord de 50 m (160 pies) permaneció insuperable hasta su destrucción accidental en 1305. [17]
Los ingenieros romanos hicieron un uso rutinario de diseños estándar antiguos, como presas de terraplén y presas de gravedad de mampostería. [18] Aparte de eso, mostraron un alto grado de inventiva, introduciendo la mayoría de los otros diseños básicos de presas que habían sido desconocidos hasta entonces. Estos incluyen presas de arco de gravedad , [19] presas de arco , [20] presas de contrafuerte [21] y múltiples presas de contrafuerte de arco , [22] todas las cuales eran conocidas y empleadas en el siglo II d.C. (ver Lista de presas romanas ). Los trabajadores romanos también fueron los primeros en construir puentes de presa, como el Puente de Valeriano en Irán. [23]
En Irán , se utilizaron puentes de presa como el Band-e Kaisar para proporcionar energía hidroeléctrica a través de ruedas hidráulicas , que a menudo impulsaban mecanismos de elevación de agua. Uno de los primeros fue el puente de la presa construido por los romanos en Dezful , [24] que podía elevar agua 50 codos (aproximadamente 23 m) para abastecer a la ciudad. También se conocían presas de desvío . [25] Se introdujeron presas de molienda que los ingenieros musulmanes llamaron Pul-i-Bulaiti . El primero se construyó en Shustar en el río Karun , Irán, y muchos de ellos se construyeron posteriormente en otras partes del mundo islámico . [25] El agua se conducía desde la parte trasera de la presa a través de una tubería grande para impulsar una rueda hidráulica y un molino de agua . [26] En el siglo X, Al-Muqaddasi describió varias presas en Persia. Informó que uno en Ahwaz tenía más de 910 m (3000 pies) de largo [27] y que tenía muchas ruedas hidráulicas que elevaban el agua hacia acueductos a través de los cuales fluía hacia los embalses de la ciudad. [28] Otra, la presa Band-i-Amir, proporcionó riego a 300 aldeas. [27]
En los Países Bajos, un país de tierras bajas, a menudo se construían represas para bloquear los ríos y regular el nivel del agua e impedir que el mar penetrara en las marismas. Estas presas a menudo marcaban el comienzo de un pueblo o ciudad porque era fácil cruzar el río en ese lugar y, a menudo, influían en los topónimos holandeses. La actual capital holandesa, Ámsterdam (antiguo nombre Amstelredam ), comenzó con una presa en el río Amstel a finales del siglo XII, y Rotterdam comenzó con una presa en el río Rotte , un afluente menor del Nieuwe Maas . La plaza central de Ámsterdam, que ocupa el lugar original de la presa de 800 años de antigüedad, todavía lleva el nombre de Plaza Dam .
Los romanos fueron los primeros en construir presas de arco , donde las fuerzas de reacción del estribo estabilizan la estructura frente a la presión hidrostática externa , pero no fue hasta el siglo XIX que las habilidades de ingeniería y los materiales de construcción disponibles fueron capaces de construir las primeras presas de gran tamaño. presas de arco a escala.
A principios del siglo XIX se construyeron tres presas de arco pioneras alrededor del Imperio Británico . Henry Russel, de los Royal Engineers , supervisó la construcción de la presa Mir Alam en 1804 para suministrar agua a la ciudad de Hyderabad (todavía está en uso hoy). Tenía una altura de 12 m (39 pies) y constaba de 21 arcos de luz variable. [29]
En las décadas de 1820 y 1830, el teniente coronel John By supervisó la construcción del Canal Rideau en Canadá , cerca de la actual Ottawa , y construyó una serie de presas de mampostería curvas como parte del sistema de vías fluviales. En particular, la presa Jones Falls , construida por John Redpath , se completó en 1832 como la presa más grande de América del Norte y una maravilla de la ingeniería. Para mantener el agua bajo control durante la construcción, se mantuvieron abiertas en la presa dos compuertas , canales artificiales para conducir el agua. El primero estaba cerca de la base de la presa en su lado este. Se colocó una segunda compuerta en el lado oeste de la presa, a unos 6,1 m (20 pies) por encima de la base. Para realizar el cambio de la esclusa inferior a la superior, se bloqueó la salida del lago Sand. [30]
Hunts Creek, cerca de la ciudad de Parramatta , Australia , fue represado en la década de 1850 para satisfacer la demanda de agua de la creciente población de la ciudad. El muro de la presa con arco de mampostería fue diseñado por el teniente Percy Simpson, quien fue influenciado por los avances en las técnicas de ingeniería de presas realizados por los Ingenieros Reales de la India . La presa costó £ 17.000 y se completó en 1856 como la primera presa de ingeniería construida en Australia y la segunda presa de arco del mundo construida según especificaciones matemáticas. [31]
La primera presa de este tipo se abrió dos años antes en Francia . Fue la primera presa de arco francesa de la era industrial , y fue construida por François Zola en el municipio de Aix-en-Provence para mejorar el suministro de agua después de que el brote de cólera de 1832 devastara la zona. Después de que se concediera la aprobación real en 1844, la presa se construyó durante la década siguiente. Su construcción se llevó a cabo sobre la base de los resultados matemáticos del análisis científico de estrés.
La presa de 120 kilómetros cerca de Warwick , Australia, fue posiblemente la primera presa de arco de hormigón del mundo. Diseñado por Henry Charles Stanley en 1880 con un aliviadero de desbordamiento y una salida de agua especial, finalmente se elevó a 10 m (33 pies).
En la segunda mitad del siglo XIX se lograron avances significativos en la teoría científica del diseño de presas de mampostería. Esto transformó el diseño de represas de un arte basado en una metodología empírica a una profesión basada en un marco teórico científico rigurosamente aplicado. Este nuevo énfasis se centró en las facultades de ingeniería de las universidades de Francia y el Reino Unido. William John Macquorn Rankine de la Universidad de Glasgow fue pionero en la comprensión teórica de las estructuras de represas en su artículo de 1857 Sobre la estabilidad de la tierra suelta . La teoría de Rankine proporcionó una buena comprensión de los principios detrás del diseño de presas. [32] En Francia, J. Augustin Tortene de Sazilly explicó la mecánica de las presas de gravedad de mampostería con revestimiento vertical, y la presa de Zola fue la primera que se construyó sobre la base de estos principios. [33]
La era de las grandes represas se inició con la construcción de la presa baja de Asuán en Egipto en 1902, una presa de contrafuerte de mampostería por gravedad en el río Nilo . Después de la invasión y ocupación de Egipto en 1882 , los británicos comenzaron la construcción en 1898. El proyecto fue diseñado por Sir William Willcocks e involucró a varios ingenieros eminentes de la época, incluidos Sir Benjamin Baker y Sir John Aird , cuya firma, John Aird & Co. , fue el contratista principal. [34] [35] El capital y la financiación fueron proporcionados por Ernest Cassel . [36] Cuando se construyó inicialmente entre 1899 y 1902, nunca antes se había intentado nada de su escala; [37] una vez finalizada, era la presa de mampostería más grande del mundo. [38]
La presa Hoover es una enorme presa de arco de gravedad de hormigón , construida en el Cañón Negro del río Colorado , en la frontera entre los estados estadounidenses de Arizona y Nevada entre 1931 y 1936 durante la Gran Depresión . En 1928, el Congreso autorizó el proyecto de construir una presa que controlaría las inundaciones, proporcionaría agua de riego y produciría energía hidroeléctrica . La oferta ganadora para construir la presa fue presentada por un consorcio llamado Six Companies, Inc. Nunca antes se había construido una estructura de hormigón tan grande y algunas de las técnicas no estaban probadas. El tórrido clima estival y la falta de instalaciones cerca del lugar también plantearon dificultades. Sin embargo, Six Companies entregó la presa al gobierno federal el 1 de marzo de 1936, más de dos años antes de lo previsto. [39]
En 1997, se estimaba que había 800.000 represas en todo el mundo, unas 40.000 de ellas de más de 15 m (49 pies) de altura. [40] En 2014, académicos de la Universidad de Oxford publicaron un estudio sobre el costo de las grandes represas –basado en el mayor conjunto de datos existente– que documenta importantes sobrecostos para la mayoría de las represas y cuestiona si los beneficios normalmente compensan los costos de dichas represas. [41]
Las represas pueden formarse por acción humana, causas naturales o incluso por la intervención de animales salvajes como los castores . Las presas artificiales generalmente se clasifican según su tamaño (altura), propósito previsto o estructura.
Según la estructura y el material utilizado, las presas se clasifican en presas de fácil creación sin materiales, presas de arco de gravedad , presas de terraplén o presas de mampostería , existiendo varios subtipos.
En la presa de arco, la estabilidad se obtiene mediante una combinación de acción de arco y gravedad. Si la cara aguas arriba es vertical, todo el peso de la presa debe ser transportado hasta los cimientos por gravedad, mientras que la distribución de la presión hidrostática normal entre el voladizo vertical y la acción del arco dependerá de la rigidez de la presa en dirección vertical y horizontal. Cuando el frente aguas arriba tiene pendiente la distribución es más complicada. El componente normal del peso del anillo del arco puede ser absorbido por la acción del arco, mientras que la presión hidrostática normal se distribuirá como se describe anteriormente. Para este tipo de presa, son más importantes apoyos firmes y confiables en los estribos (ya sea contrafuertes o paredes laterales del cañón ). El lugar más deseable para una presa de arco es un cañón estrecho con paredes laterales empinadas compuestas de roca sólida. [42] La seguridad de una presa de arco depende de la resistencia de los estribos de las paredes laterales, por lo que no sólo el arco debe estar bien asentado en las paredes laterales sino que también se debe inspeccionar cuidadosamente el carácter de la roca.
Se utilizan dos tipos de presas de un solo arco: las de ángulo constante y las de radio constante. El tipo de radio constante emplea el mismo radio de cara en todas las elevaciones de la presa, lo que significa que a medida que el canal se estrecha hacia el fondo de la presa, el ángulo central subtendido por la cara de la presa se vuelve más pequeño. La presa Jones Falls , en Canadá, es una presa de radio constante. En una presa de ángulo constante, también conocida como presa de radio variable, este ángulo subtendido se mantiene constante y la variación de la distancia entre los estribos en varios niveles se soluciona variando los radios. Las presas de radio constante son mucho menos comunes que las de ángulo constante. La presa Parker en el río Colorado es una presa de arco de ángulo constante.
Un tipo similar es la presa de doble curvatura o de capa delgada. La presa Wildhorse cerca de Mountain City, Nevada , en los Estados Unidos, es un ejemplo de este tipo. Este método de construcción minimiza la cantidad de hormigón necesario para la construcción pero transmite grandes cargas a los cimientos y estribos. La apariencia es similar a una presa de un solo arco, pero con una clara curvatura vertical que le da la vaga apariencia de una lente cóncava vista desde abajo.
La presa de arcos múltiples consta de una serie de presas de un solo arco con contrafuertes de hormigón como estribos de soporte, como por ejemplo la presa Daniel-Johnson , Quebec, Canadá. La presa de arcos múltiples no requiere tantos contrafuertes como la presa de gravedad hueca, pero requiere una buena base de roca porque las cargas de los contrafuertes son pesadas.
En una presa de gravedad, la fuerza que mantiene la presa en su lugar contra el empuje del agua es la gravedad de la Tierra que empuja hacia abajo la masa de la presa. [43] El agua presiona lateralmente (aguas abajo) sobre la presa, tendiendo a volcar la presa al girar alrededor de su punta (un punto en el fondo del lado aguas abajo de la presa). El peso de la presa contrarresta esa fuerza, tendiendo a girar la presa en sentido contrario sobre su punta. El diseñador se asegura de que la presa sea lo suficientemente pesada como para que el peso de la presa gane el concurso. En términos de ingeniería, esto es cierto siempre que la resultante de las fuerzas de gravedad que actúan sobre la presa y la presión del agua sobre la presa actúa en una línea que pasa aguas arriba del pie de la presa. [ cita necesaria ] El diseñador intenta darle forma a la presa de modo que si uno considerara la parte de la presa por encima de una altura particular como una presa completa en sí misma, esa presa también se mantendría en su lugar por gravedad, es decir, no hay tensión. en la cara aguas arriba de la presa manteniendo la parte superior de la presa hacia abajo. El diseñador hace esto porque suele ser más práctico hacer un dique de material esencialmente simplemente apilado que hacer que el material se pegue contra la tensión vertical. [ cita necesaria ] La forma que evita la tensión en la cara aguas arriba también elimina una tensión de compresión de equilibrio en la cara aguas abajo, lo que proporciona una economía adicional.
Para este tipo de presas es imprescindible contar con una cimentación impermeable y de gran resistencia portante. Las cimentaciones permeables tienen una mayor probabilidad de generar presiones de levantamiento debajo de la presa. Las presiones ascendentes son presiones hidrostáticas causadas por la presión del agua del embalse que empuja contra el fondo de la presa. Si se generan presiones de elevación suficientemente grandes, existe el riesgo de desestabilizar la presa de gravedad de hormigón. [44] [ cita necesaria ]
En un sitio adecuado, una presa de gravedad puede resultar una mejor alternativa a otros tipos de presas. Cuando se construye sobre una base sólida, la presa de gravedad probablemente representa el ejemplo mejor desarrollado de construcción de presas. Dado que el miedo a las inundaciones es un fuerte motivador en muchas regiones, en algunos casos se construyen presas de gravedad donde una presa de arco habría sido más económica.
Las presas de gravedad se clasifican como "sólidas" o "huecas" y generalmente están hechas de hormigón o mampostería. La forma sólida es la más utilizada de las dos, aunque la construcción de la presa hueca suele ser más económica. La presa Grand Coulee es una presa de gravedad sólida y Braddock Locks & Dam es una presa de gravedad hueca. [ cita necesaria ]
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Una presa de gravedad se puede combinar con una presa de arco en una presa de arco de gravedad para áreas con cantidades masivas de flujo de agua pero menos material disponible para una presa de gravedad pura. La compresión hacia adentro de la presa por el agua reduce la fuerza lateral (horizontal) que actúa sobre la presa. Por lo tanto, la fuerza gravitacional requerida por la presa se reduce, es decir, la presa no necesita ser tan masiva. Esto permite represas más delgadas y ahorra recursos.
Una presa de presa es un tipo especial de presa que consta de una línea de grandes compuertas que se pueden abrir o cerrar para controlar la cantidad de agua que pasa por la presa. Las compuertas se colocan entre pilares flanqueantes que son responsables de soportar la carga de agua y, a menudo, se utilizan para controlar y estabilizar el flujo de agua para los sistemas de riego. Un ejemplo de este tipo de presa es la presa de desvío Red Bluff, ahora desmantelada, en el río Sacramento, cerca de Red Bluff, California .
Las presas de marea que se construyen en las desembocaduras de ríos o lagunas para evitar las incursiones de las mareas o utilizar el flujo de las mareas para obtener energía mareomotriz se conocen como presas de marea . [45]
Las presas de terraplén están hechas de tierra compactada y son de dos tipos principales: de enrocado y de tierra. Al igual que las presas de gravedad de hormigón, las presas de terraplén dependen de su peso para contener la fuerza del agua.
Una presa de cresta fija es una barrera de hormigón que cruza un río. [46] Las presas de cresta fija están diseñadas para mantener la profundidad en el canal para la navegación. [47] Representan riesgos para los navegantes que pueden viajar sobre ellos, ya que son difíciles de detectar desde el agua y crean corrientes inducidas de las que es difícil escapar. [48]
Existe variabilidad, tanto a nivel mundial como dentro de cada país, como en los Estados Unidos, en cómo se clasifican las represas de diferentes tamaños. El tamaño de la presa influye en los costos de construcción, reparación y remoción y afecta el alcance potencial y la magnitud de las perturbaciones ambientales de las presas. [49]
La Comisión Internacional de Grandes Represas (ICOLD) define una "gran presa" como "una presa con una altura de 15 m (49 pies) o más desde los cimientos más bajos hasta la cima o una presa entre 5 m (16 pies) y 15 metros". incautando más de 3 millones de metros cúbicos (2.400 acres⋅ft )". [50] Las "represas principales" tienen más de 150 m (490 pies) de altura. [51] El Informe de la Comisión Mundial de Represas también incluye en la categoría "grandes" represas que tienen entre 5 y 15 m (16 y 49 pies) de altura con una capacidad de embalse de más de 3 millones de metros cúbicos (2.400 acres⋅ pies ). [45] Las presas hidroeléctricas pueden clasificarse como de "alta caída" (más de 30 m de altura) o de "baja caída" (menos de 30 m de altura). [52]
En 2021 [actualizar], el Registro Mundial de Represas de ICOLD contiene 58.700 registros de grandes represas. [53] : 6 La presa más alta del mundo es la presa Jinping-I de 305 m de altura (1001 pies) en China . [54]
Al igual que las grandes represas, las pequeñas tienen múltiples usos, como, entre otros, la producción de energía hidroeléctrica , la protección contra inundaciones y el almacenamiento de agua. Las pequeñas represas pueden ser particularmente útiles en las granjas para capturar la escorrentía para su uso posterior, por ejemplo, durante la estación seca. [55] Las represas de pequeña escala tienen el potencial de generar beneficios sin desplazar también a las personas, [56] y las represas hidroeléctricas pequeñas y descentralizadas pueden ayudar al desarrollo rural en los países en desarrollo. [57] Sólo en los Estados Unidos, hay aproximadamente 2.000.000 o más de represas "pequeñas" que no están incluidas en el Inventario Nacional de represas del Cuerpo de Ingenieros del Ejército . [58] Las agencias reguladoras estatales mantienen registros de las pequeñas represas y, por lo tanto, la información sobre las pequeñas represas está dispersa y tiene una cobertura geográfica desigual. [52]
Los países de todo el mundo consideran que las pequeñas centrales hidroeléctricas (PCH) son importantes para sus estrategias energéticas, y ha habido un aumento notable en el interés en las PCH. [59] Couto y Olden (2018) [59] realizaron un estudio global y encontraron 82.891 pequeñas centrales hidroeléctricas (PCH) en funcionamiento o en construcción. Las definiciones técnicas de las PCH, como su capacidad máxima de generación, la altura de la presa, el área del embalse, etc., varían según el país.
Una presa es no jurisdiccional cuando su tamaño (normalmente "pequeña") la excluye de estar sujeta a determinadas normas legales. Los criterios técnicos para clasificar una presa como "jurisdiccional" o "no jurisdiccional" varían según la ubicación. En Estados Unidos, cada estado define lo que constituye una presa no jurisdiccional. En el estado de Colorado, una presa no jurisdiccional se define como una presa que crea un embalse con una capacidad de 100 acres-pie o menos y una superficie de 20 acres o menos y con una altura medida como se define en las Reglas 4.2.5.1. y 4.2.19 de 10 pies o menos. [60] En contraste, el estado de Nuevo México define una presa jurisdiccional como una presa de 25 pies o más de altura y que almacena más de 15 acres-pie o una presa que almacena 50 acres-pie o más y tiene seis pies o más de altura ( sección 72-5-32 NMSA), lo que sugiere que las represas que no cumplen con estos requisitos no son jurisdiccionales. [61] La mayoría de las represas estadounidenses, 2,41 millones de un total de 2,5 millones de represas, no están bajo la jurisdicción de ninguna agencia pública (es decir, no son jurisdiccionales), ni figuran en el Inventario Nacional de Represas (NID). [62]
Las represas pequeñas corren riesgos similares a los de las grandes. Sin embargo, la ausencia de regulación (a diferencia de las grandes represas más reguladas) y de un inventario de pequeñas represas (es decir, aquellas que no son jurisdiccionales) puede generar riesgos importantes tanto para los seres humanos como para los ecosistemas. [62] Por ejemplo, según el Servicio de Parques Nacionales de EE. UU. (NPS), "No jurisdiccional: significa una estructura que no cumple con los criterios mínimos, enumerados en las Directrices federales para la seguridad de presas, para ser incluida en los programas de seguridad de presas. "La estructura no jurisdiccional no recibe una clasificación de peligro y no se considera para ningún requisito o actividad adicional bajo el programa de seguridad de presas del NPS". [63] Las pequeñas represas pueden ser peligrosas individualmente (es decir, pueden fallar), pero también colectivamente, [64] ya que una agregación de pequeñas represas a lo largo de un río o dentro de un área geográfica puede multiplicar los riesgos. El estudio de Graham de 1999 [65] sobre fallas de represas en Estados Unidos que provocaron muertes entre 1960 y 1998 concluyó que la falla de presas de entre 6,1 y 15 m de altura (rango de altura típico de presas más pequeñas [66] ) causó el 86% de las muertes, y la falla Las presas de menos de 6,1 m de altura provocaron el 2% de las muertes. Las represas no jurisdiccionales pueden presentar riesgos porque su diseño, construcción, mantenimiento y vigilancia no están regulados. [66] Los académicos han señalado que se necesita más investigación para comprender mejor el impacto ambiental de las pequeñas represas [59] (por ejemplo, su potencial para alterar el flujo, la temperatura, los sedimentos [67] [52] y la diversidad de plantas y animales de un río ).
Una presa de silla es una presa auxiliar construida para confinar el embalse creado por una presa primaria, ya sea para permitir una mayor elevación y almacenamiento de agua o para limitar la extensión de un embalse para una mayor eficiencia. Se construye una presa auxiliar en un lugar bajo o "silla de montar" a través del cual, de otro modo, escaparía el embalse. En ocasiones, un embalse está contenido por una estructura similar llamada dique para evitar la inundación de las tierras cercanas. Los diques se utilizan comúnmente para recuperar tierras cultivables de un lago poco profundo, similar a un dique , que es un muro o terraplén construido a lo largo de un río o arroyo para proteger las tierras adyacentes de las inundaciones.
Una presa (a veces llamada "presa de desbordamiento") es una pequeña presa que se utiliza a menudo en el canal de un río para crear un lago de embalse con fines de extracción de agua y que también se puede utilizar para medir o retardar el flujo.
Una presa de control es una pequeña presa diseñada para reducir la velocidad del flujo y controlar la erosión del suelo . Por el contrario, una presa de ala es una estructura que restringe solo parcialmente una vía fluvial, creando un canal más rápido que resiste la acumulación de sedimentos.
Una presa seca, también conocida como estructura retardadora de inundaciones, está diseñada para controlar las inundaciones. Normalmente no retiene agua y permite que el canal fluya libremente, excepto durante períodos de flujo intenso que de otro modo causarían inundaciones río abajo.
Una presa de desviación está diseñada para desviar todo o una parte del caudal de un río de su curso natural. El agua puede redirigirse a un canal o túnel para riego y/o producción de energía hidroeléctrica.
Las presas subterráneas se utilizan para atrapar agua subterránea y almacenarla toda o la mayor parte debajo de la superficie para su uso prolongado en un área localizada. En algunos casos, también se construyen para evitar que el agua salada entre en un acuífero de agua dulce. Las represas subterráneas generalmente se construyen en áreas donde los recursos hídricos son mínimos y necesitan almacenarse de manera eficiente, como en desiertos e islas como la presa de Fukuzato en Okinawa , Japón. Son más comunes en el noreste de África y las zonas áridas de Brasil , aunque también se utilizan en el suroeste de Estados Unidos , México, India, Alemania, Italia, Grecia, Francia y Japón. [68]
Hay dos tipos de presas subterráneas: "subsuperficiales" y "de almacenamiento de arena". Una presa subterránea se construye a lo largo de un acuífero o ruta de drenaje desde una capa impermeable (como un lecho de roca sólida) hasta justo debajo de la superficie. Se pueden construir con una variedad de materiales que incluyen ladrillos, piedras, hormigón, acero o PVC. Una vez construida, el agua almacenada detrás de la presa eleva el nivel freático y luego se extrae con pozos. Una presa de almacenamiento de arena es una presa construida en etapas a través de un arroyo o wadi . Debe ser fuerte, ya que las inundaciones arrasarán su cima. Con el tiempo, la arena se acumula en capas detrás de la presa, lo que ayuda a almacenar agua y, lo más importante, a evitar la evaporación . El agua almacenada se puede extraer mediante un pozo, a través del cuerpo de la presa o mediante una tubería de drenaje. [69]
Una presa de relaves es típicamente una presa de terraplén de relleno de tierra que se utiliza para almacenar relaves , que se producen durante las operaciones mineras después de separar la fracción valiosa de la fracción no económica de un mineral . Las presas de retención de agua convencionales pueden cumplir este propósito, pero debido al costo, una presa de relaves es más viable. A diferencia de las presas de retención de agua, una presa de relaves se levanta sucesivamente a lo largo de la vida útil de la mina en particular. Por lo general, se construye una presa de base o inicial y, a medida que se llena con una mezcla de relaves y agua, se eleva. El material utilizado para levantar la presa puede incluir relaves (dependiendo de su tamaño) junto con tierra. [70]
Hay tres diseños de presas de relaves elevados, "aguas arriba", "aguas abajo" y "línea central", nombrados según el movimiento de la cresta durante la elevación. El diseño específico utilizado depende de la topografía , la geología, el clima, el tipo de relaves y el costo. Una presa de relaves aguas arriba consiste en terraplenes trapezoidales que se construyen encima de otro, pero frente a frente, moviendo la cresta más arriba. Esto crea un lado aguas abajo relativamente plano y un lado aguas arriba irregular que está sostenido por lodo de relaves en el embalse. El diseño aguas abajo se refiere a la elevación sucesiva del terraplén que posiciona el relleno y la coronación más abajo. Una presa de línea central tiene presas de terraplén secuenciales construidas directamente encima de otra, mientras que el relleno se coloca en el lado aguas abajo para soporte y la lechada soporta el lado aguas arriba. [71] [72]
Debido a que las presas de relaves a menudo almacenan químicos tóxicos del proceso minero, los diseños modernos incorporan un revestimiento de geomembrana impermeable para evitar filtraciones. [73] Los niveles de agua/lodos en el estanque de relaves también deben gestionarse por motivos de estabilidad y medioambientales. [72]
Una presa de acero es un tipo de presa con el que se experimentó brevemente a principios del siglo XX y que utiliza placas de acero (en ángulo) y vigas de carga como estructura. Concebidas como estructuras permanentes, las presas de acero fueron un experimento (fallido) para determinar si se podía idear una técnica de construcción que fuera más barata que la mampostería, el hormigón o los movimientos de tierra, pero más resistente que las presas de madera.
Las presas de madera se utilizaron ampliamente en la primera parte de la revolución industrial y en las zonas fronterizas debido a la facilidad y rapidez de su construcción. Rara vez construidas en los tiempos modernos debido a su vida útil relativamente corta y la altura limitada a la que pueden construirse, las presas de madera deben mantenerse constantemente húmedas para mantener sus propiedades de retención de agua y limitar el deterioro por putrefacción, similar a un barril. Los lugares donde es más económico construir represas de madera son aquellos donde abunda la madera, el cemento es costoso o difícil de transportar y se requiere una presa de desvío de baja altura o la longevidad no es un problema. Las represas de madera alguna vez fueron numerosas, especialmente en el oeste de América del Norte , pero la mayoría fracasaron, quedaron ocultas bajo terraplenes de tierra o fueron reemplazadas por estructuras completamente nuevas. Dos variaciones comunes de presas de madera eran la "cuna" y la "tabla".
Las presas de madera se erigían con vigas pesadas o troncos revestidos a la manera de una casa de troncos y el interior se rellenaba con tierra o escombros. La pesada estructura de cuna sostenía el frente de la presa y el peso del agua. Las presas de salpicadura eran presas de madera que se utilizaban para ayudar a hacer flotar los troncos río abajo a finales del siglo XIX y principios del XX.
Las "presas de tablones de madera" eran estructuras más elegantes que empleaban una variedad de métodos de construcción utilizando vigas pesadas para soportar una disposición de tablones que retenían agua.
Una ataguía es una barrera, generalmente temporal, construida para excluir el agua de un área que normalmente está sumergida. Comúnmente hechas de madera, hormigón o pilotes de chapa de acero , las ataguías se utilizan para permitir la construcción sobre los cimientos de presas permanentes, puentes y estructuras similares. Cuando se complete el proyecto, la ataguía generalmente será demolida o removida a menos que el área requiera un mantenimiento continuo. (Ver también calzada y muro de contención ).
Los usos comunes de las ataguías incluyen la construcción y reparación de plataformas petrolíferas marinas. En tales casos, la ataguía se fabrica con chapa de acero y se suelda bajo el agua. Se bombea aire al espacio, desplazando el agua y permitiendo un ambiente de trabajo seco debajo de la superficie.
Las represas también pueden ser creadas por fuerzas geológicas naturales. Las presas de lava se forman cuando flujos de lava, a menudo basálticos , interceptan el camino de la desembocadura de un arroyo o lago, dando como resultado la creación de un embalse natural. Un ejemplo serían las erupciones del campo volcánico de Uinkaret hace entre 1,8 millones y 10.000 años, que crearon presas de lava en el río Colorado , en el norte de Arizona , Estados Unidos . El lago más grande de este tipo creció hasta alcanzar unos 800 km (500 millas) de longitud antes de que fallara su presa. La actividad glacial también puede formar represas naturales, como la represa del Clark Fork en Montana por la capa de hielo de la Cordillera , que formó el lago glacial Missoula de 7.780 km2 ( 3.000 millas cuadradas) cerca del final de la última Edad de Hielo. Los depósitos de morrenas dejados por los glaciares también pueden represar ríos para formar lagos, como en el lago Flathead , también en Montana (ver Lago represado por morrenas ).
Los desastres naturales como terremotos y deslizamientos de tierra frecuentemente crean represas de deslizamientos de tierra en regiones montañosas con geología local inestable. Los ejemplos históricos incluyen la presa Usoi en Tayikistán , que bloquea el río Murghab para crear el lago Sarez . Con 560 m (1840 pies) de altura, es la presa más alta del mundo, incluidas las presas naturales y artificiales. Un ejemplo más reciente sería la creación del lago Attabad por un deslizamiento de tierra en el río Hunza de Pakistán .
Las represas naturales suelen plantear riesgos importantes para los asentamientos humanos y la infraestructura. Los lagos resultantes a menudo inundan áreas habitadas, mientras que una falla catastrófica de la presa podría causar daños aún mayores, como el deslizamiento de tierra Gros Ventre en el oeste de Wyoming en 1927, que arrasó la ciudad de Kelly y provocó la muerte de seis personas. .
Los castores crean represas principalmente con barro y palos para inundar un área habitable en particular. Al inundar una parcela de tierra, los castores pueden navegar por debajo o cerca de la superficie y permanecer relativamente bien escondidos o protegidos de los depredadores. La región inundada también permite a los castores acceder a alimentos, especialmente durante el invierno.
En 2005 [actualizar], la energía hidroeléctrica, en su mayoría procedente de represas, suministra alrededor del 19% de la electricidad mundial y más del 63% de la energía renovable . [74] Gran parte de esto es generado por grandes represas, aunque China utiliza generación hidroeléctrica en pequeña escala a gran escala y es responsable de alrededor del 50% del uso mundial de este tipo de energía. [74]
La mayor parte de la energía hidroeléctrica proviene de la energía potencial del agua represada que impulsa una turbina hidráulica y un generador ; Para aumentar la capacidad de generación de energía de una presa, el agua puede pasar a través de una tubería grande llamada tubería forzada antes de la turbina . Una variante de este modelo simple utiliza energía hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo para producir electricidad que coincida con los períodos de alta y baja demanda, moviendo agua entre embalses a diferentes elevaciones. En momentos de baja demanda eléctrica, el exceso de capacidad de generación se utiliza para bombear agua al depósito superior. Cuando hay mayor demanda, el agua se devuelve al depósito inferior a través de una turbina. (Por ejemplo, consulte Central eléctrica de Dinorwig ).
Un aliviadero es una sección de una presa diseñada para pasar agua desde el lado aguas arriba de una presa hacia el lado aguas abajo. Muchos aliviaderos tienen compuertas diseñadas para controlar el flujo a través del aliviadero. Existen varios tipos de aliviaderos. Un "aliviadero de servicio" o "aliviadero primario" pasa el flujo normal. Un "aliviadero auxiliar" libera caudal en exceso de la capacidad del aliviadero de servicio. Un "aliviadero de emergencia" está diseñado para condiciones extremas, como por ejemplo un mal funcionamiento grave del aliviadero de servicio. Un " aliviadero de tapón fusible " es un terraplén bajo diseñado para ser desbordado y arrastrado en caso de una gran inundación. Los elementos de un fusible son bloques independientes, colocados uno al lado del otro, que funcionan sin ningún control remoto. Permiten aumentar el estanque normal de la presa sin comprometer la seguridad de la presa porque están diseñados para ser evacuados gradualmente ante eventos excepcionales. Funcionan en ocasiones como azudes fijos permitiendo el desbordamiento en inundaciones comunes.
Un aliviadero puede ser erosionado gradualmente por el flujo de agua, incluida la cavitación o turbulencia del agua que fluye sobre el aliviadero, lo que lleva a su falla. Fue el diseño inadecuado del aliviadero y la instalación de pantallas para peces lo que provocó el desbordamiento de la presa South Fork en Johnstown, Pensilvania en 1889 , lo que provocó la inundación de Johnstown (la "gran inundación de 1889"). [75]
Las tasas de erosión a menudo se monitorean, y el riesgo generalmente se minimiza, dando forma a la cara aguas abajo del aliviadero en una curva que minimice el flujo turbulento, como una curva conopial .
Algunos de estos propósitos son contradictorios y el operador de la presa necesita hacer concesiones dinámicas. Por ejemplo, la generación de energía y el suministro de agua mantendrían el embalse alto, mientras que la prevención de inundaciones lo mantendría bajo. Muchas represas en áreas donde las precipitaciones fluctúan en un ciclo anual también verán fluctuar el embalse anualmente en un intento de equilibrar estos diferentes propósitos. La gestión de represas se convierte en un ejercicio complejo entre partes interesadas en competencia. [79]
Uno de los mejores lugares para construir una presa es una parte estrecha de un profundo valle fluvial; Las laderas del valle pueden actuar entonces como muros naturales. La función principal de la estructura de la presa es llenar el vacío en la línea del embalse natural dejado por el canal del arroyo. Los sitios suelen ser aquellos donde el hueco se vuelve mínimo para la capacidad de almacenamiento requerida. La disposición más económica suele ser una estructura compuesta, como una presa de mampostería flanqueada por terraplenes de tierra. El uso actual del terreno a inundar debería ser prescindible.
Otras consideraciones importantes de ingeniería y geología de la ingeniería al construir una presa incluyen:
El impacto se evalúa de varias maneras: los beneficios para la sociedad humana que surgen de la presa (agricultura, agua, prevención de daños y energía), daño o beneficio para la naturaleza y la vida silvestre, impacto en la geología de un área (si el cambio en el flujo de agua y los niveles aumentarán o disminuirán la estabilidad), y la alteración de vidas humanas (reubicación, pérdida de elementos arqueológicos o culturales bajo el agua).
Los embalses detrás de represas afectan muchos aspectos ecológicos de un río. La topografía y la dinámica de los ríos dependen de una amplia gama de flujos, mientras que los ríos debajo de las represas a menudo experimentan largos períodos de condiciones de flujo muy estables o patrones de flujo en dientes de sierra causados por liberaciones seguidas de ninguna liberación. Las descargas de agua de un embalse, incluida la que sale de una turbina, suelen contener muy pocos sedimentos en suspensión y esto, a su vez, puede provocar la erosión de los lechos de los ríos y la pérdida de riberas; por ejemplo, la variación diaria del flujo cíclico causada por la presa Glen Canyon contribuyó a la erosión de la barra de arena .
Las presas más antiguas a menudo carecen de una escalera para peces , lo que impide que muchos peces se desplacen río arriba hasta sus zonas de reproducción naturales, lo que provoca fallos en los ciclos de reproducción o el bloqueo de las rutas de migración. [80] Ni siquiera las escaleras para peces impiden que se reduzca el número de peces que llegan a las zonas de desove río arriba. [81] En algunas zonas, los peces jóvenes ("smolt") son transportados río abajo en barcazas durante algunas partes del año. Los diseños de turbinas y centrales eléctricas que tienen un menor impacto sobre la vida acuática son un área activa de investigación.
Al mismo tiempo, sin embargo, algunas represas particulares pueden contribuir al establecimiento de mejores condiciones para algunos tipos de peces y otros organismos acuáticos. Los estudios han demostrado el papel clave que desempeñan los afluentes aguas abajo del embalse principal del río, que influyen en las condiciones ambientales locales y los patrones de diversidad beta de cada grupo biológico. [82] Tanto el reemplazo como las diferencias de riqueza contribuyeron a valores altos de diversidad beta total para peces (promedio = 0,77) y fitoplancton (promedio = 0,79), pero su importancia relativa estuvo más asociada con el componente de reemplazo para ambos grupos biológicos (promedio = 0,45). y 0,52, respectivamente). [82] Un estudio realizado por de Almeida, RA, Steiner, MTA y otros encontró que, mientras que algunas especies disminuyeron su población en más del 30% después de la construcción de la presa, otras aumentaron su población en un 28%. [83] Tales cambios pueden explicarse por el hecho de que los peces obtuvieron "diferentes hábitos alimentarios, y casi todas las especies se encuentran en más de un grupo" .
Una gran presa puede provocar la pérdida de ecosferas enteras , incluidas especies en peligro de extinción y no descubiertas en la zona, y la sustitución del entorno original por un nuevo lago interior. Como resultado, la construcción de represas ha encontrado oposición en varios países y algunas, como el proyecto de la represa Franklin de Tasmania, han sido canceladas tras campañas ambientalistas. [84]
Los grandes embalses formados detrás de las presas han sido señalados en la contribución de la actividad sísmica , debido a cambios en la carga de agua y/o la altura del nivel freático. Sin embargo, esta es una suposición errónea, porque la tensión relativamente marginal atribuida a la carga de agua es órdenes de magnitud menor que la fuerza de un terremoto. El aumento de la tensión debido a la carga de agua es insuficiente para fracturar la corteza terrestre y, por lo tanto, no aumenta la gravedad de un terremoto. [85]
También se ha descubierto que las represas influyen en el calentamiento global . [86] Los niveles cambiantes del agua en los embalses son una fuente de gases de efecto invernadero como el metano . [87] Si bien las represas y el agua detrás de ellas cubren solo una pequeña porción de la superficie terrestre, albergan actividad biológica que puede producir grandes cantidades de gases de efecto invernadero. [88]
El impacto de las represas en la sociedad humana es significativo. Nick Cullather sostiene en Hungry World: America's Cold War Battle Against Poverty in Asia que la construcción de represas requiere que el Estado desplace a la gente en nombre del bien común , y que a menudo conduce a abusos de las masas por parte de los planificadores. Cita a Morarji Desai , Ministro del Interior de la India, hablando en 1960 con los aldeanos molestos por la presa de Pong , quienes amenazaron con "liberar las aguas" y ahogar a los aldeanos si no cooperaban. [89]
La presa de las Tres Gargantas en el río Yangtze en China tiene más de cinco veces el tamaño de la presa Hoover ( EE.UU. ). Crea un embalse de 600 km (370 millas) de largo que se utilizará para el control de inundaciones y la generación de energía hidroeléctrica. Su construcción requirió la pérdida de más de un millón de hogares y su reubicación masiva, la pérdida de muchos sitios arqueológicos y culturales valiosos y cambios ecológicos significativos. [90] Durante las inundaciones de China de 2010 , la presa contuvo lo que habría sido una inundación desastrosa y el enorme embalse se elevó 4 m (13 pies) durante la noche. [91]
En 2008, se estimó que entre 40 y 80 millones de personas en todo el mundo habían sido desplazadas de sus hogares como resultado de la construcción de represas. [92]
La construcción de una planta hidroeléctrica requiere un largo tiempo de preparación para los estudios del sitio, los estudios hidrológicos y las evaluaciones de impacto ambiental , y son proyectos de gran escala en comparación con la generación de energía basada en carbono. El número de sitios que pueden desarrollarse económicamente para la producción hidroeléctrica es limitado; Los nuevos sitios tienden a estar lejos de los centros de población y generalmente requieren extensas líneas de transmisión de energía . La generación hidroeléctrica puede ser vulnerable a cambios importantes en el clima , incluidas variaciones en las precipitaciones , los niveles de agua subterránea y superficial y el derretimiento de los glaciares, lo que genera gastos adicionales para la capacidad adicional para garantizar que haya suficiente energía disponible en los años de escasez de agua.
Una vez terminada, si está bien diseñada y mantenida, una fuente de energía hidroeléctrica suele ser comparativamente barata y confiable. No tiene combustible y tiene un bajo riesgo de escape, y como fuente de energía limpia es más barata que la energía nuclear y la eólica. [93] Se regula más fácilmente para almacenar agua según sea necesario y generar altos niveles de energía según la demanda en comparación con la energía eólica .
A pesar de algunos efectos positivos, la construcción de represas afecta gravemente a los ecosistemas fluviales, provocando la degradación de los ecosistemas fluviales como parte de la alteración hidrológica. [94] Una de las principales formas de reducir los impactos negativos de los embalses y represas es implementar el modelo más nuevo de optimización de embalses basado en la naturaleza para resolver el conflicto en la demanda humana de agua y la protección de los ecosistemas ribereños. [94]
Los flujos de agua y sedimentos se pueden restablecer eliminando represas de un río. La remoción de la presa se considera apropiada cuando la presa es vieja y los costos de mantenimiento exceden el gasto de su remoción. [95] Algunos efectos de la remoción de represas incluyen la erosión de los sedimentos en el embalse , el aumento del suministro de sedimentos río abajo, el aumento del ancho y trenzado del río , el restablecimiento de la temperatura natural del agua y la recolonización de hábitats que antes no estaban disponibles debido a las represas. [95]
La eliminación de la presa más grande del mundo se produjo en el río Elwha, en el estado estadounidense de Washington (ver Restauración del río Elwha ). Entre 2011 y 2014 se eliminaron dos presas, las de Elwha y Glynes Canyon , que en conjunto almacenaron aproximadamente 30 Mt de sedimento. [95] [96] Como resultado, se restableció la entrega de sedimentos y madera al río aguas abajo y al delta . Aproximadamente el 65% del sedimento almacenado en los embalses se erosionó, de los cuales ~10% se depositó en el lecho del río . El ~90% restante fue transportado a la costa . En total, la nueva aportación de sedimentos provocó aproximadamente 60 ha de crecimiento del delta y también dio lugar a un mayor trenzado de los ríos . [96]
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Las fallas de las presas generalmente son catastróficas si la estructura se rompe o se daña significativamente. El monitoreo rutinario de la deformación y de las filtraciones de los drenajes dentro y alrededor de presas más grandes es útil para anticipar cualquier problema y permitir que se tomen medidas correctivas antes de que ocurra una falla estructural. La mayoría de las presas incorporan mecanismos que permiten bajar el embalse o incluso drenarlo en caso de que se produzcan tales problemas. Otra solución puede ser la inyección de roca : bombear a presión la lechada de cemento Portland hacia la roca débil y fracturada.
Durante un conflicto armado, una presa debe considerarse una "instalación que contiene fuerzas peligrosas" debido al impacto masivo de su posible destrucción sobre la población civil y el medio ambiente. Como tal, está protegido por las normas del derecho internacional humanitario (DIH) y no será objeto de ataque si ello puede causar graves pérdidas entre la población civil. Para facilitar la identificación, las normas del DIH definen una señal protectora formada por tres círculos de color naranja brillante colocados en el mismo eje.
Las principales causas del fallo de la presa incluyen una capacidad inadecuada del aliviadero, tuberías a través del terraplén, cimientos o estribos, errores en el diseño del aliviadero ( presa South Fork ), inestabilidad geológica causada por cambios en los niveles de agua durante el llenado o levantamientos deficientes ( presas Vajont , Malpasset , Testalinden Creek) . ), mantenimiento deficiente, especialmente de las tuberías de salida ( presa Lawn Lake , colapso de la presa Val di Stava ), precipitaciones extremas ( presa Shakidor ), terremotos y errores humanos, informáticos o de diseño ( inundación de Buffalo Creek , embalse Dale Dike , almacenamiento por bombeo Taum Sauk planta ).
Un caso notable de falla deliberada de represas (antes de la sentencia anterior) fue el ataque de los 'Dambusters' de la Royal Air Force contra Alemania en la Segunda Guerra Mundial (con el nombre en código " Operación Chastise "), en el que se seleccionaron tres represas alemanas para romperlas con el fin de Dañar la infraestructura alemana y las capacidades manufactureras y energéticas derivadas de los ríos Ruhr y Eder . Esta redada se convirtió más tarde en la base de varias películas.
Desde 2007, la fundación holandesa IJkdijk está desarrollando un modelo de innovación abierta y un sistema de alerta temprana de fallos de diques/diques. Como parte del esfuerzo de desarrollo, se destruyen diques a gran escala en el laboratorio de campo de IJkdijk. El proceso de destrucción es monitoreado por redes de sensores de un grupo internacional de empresas e instituciones científicas.
Cuadro 1. ¿Qué es una presa grande?
La industria define una gran represa como aquella que tiene una altura superior a 15 metros y una represa importante cuya altura supera los 150,5 metros.
{{cite journal}}: Mantenimiento CS1: DOI inactivo a partir de enero de 2024 ( enlace ) Recientemente, el desarrollo agrícola se ha concentrado en la conservación del suelo y el agua y ha dado lugar a la construcción de una multitud de presas de diversas capacidades que tienden a estabilizar el flujo de agua en los ríos y proporcionar una cantidad significativa de cuerpos de agua permanentes y estables.
Construcción de una presa (Estrecho de Berg) para estabilizar y aumentar el nivel de la parte norte del Mar de Aral.
El objetivo principal de la presa y el embalse es proteger las comunidades aguas abajo.http://www.nae.usace.army.mil/Missions/Recreation/BlackwaterDam.aspx
