La presa Folsom es una presa de gravedad de hormigón en el río American del norte de California en los Estados Unidos, a unas 25 millas (40 km) al noreste de Sacramento . La presa tiene 100 m (340 pies) de altura y 430 m (1400 pies) de largo, y está flanqueada por presas de alas de tierra. Se completó en 1955 y se inauguró oficialmente al año siguiente.
Ubicada en el cruce de las bifurcaciones norte y sur del río American, la presa fue construida por el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos y fue transferida a la Oficina de Reclamación de los Estados Unidos una vez finalizada. La presa y su embalse, el lago Folsom , son parte del Proyecto del Valle Central , un proyecto multipropósito que proporciona control de inundaciones , hidroelectricidad , irrigación y suministro de agua municipal. Para aumentar la protección contra inundaciones de Sacramento a una protección contra inundaciones de 200 años (lo que significa que el área está protegida de una inundación que tiene una probabilidad del 0,5% de ocurrir en un año determinado), el Cuerpo de Ingenieros construyó recientemente un aliviadero auxiliar, [8] que fue completado en octubre de 2017; permite a los operadores de la presa Folsom aumentar los caudales de salida para evitar que el nivel del lago alcance o supere la altura de las compuertas principales de la presa. [9]
Otra presa del Proyecto del Valle Central, la presa Nimbus , se encuentra río abajo.
La presa Folsom está ubicada justo al norte de la ciudad de Folsom y consta de una presa de gravedad de hormigón de núcleo hueco de 340 pies de alto (100 m) y 1,400 pies de largo (430 m) que contiene 1,170,000 yardas cúbicas (890,000 m). 3 ) de material. [2] La presa está flanqueada por dos diques de ala de tierra, y el embalse se mantiene en su lugar mediante nueve presas de silla adicionales en los lados oeste y sureste. [10] Las presas de ala tienen una longitud total de 8.800 pies (2.700 m), [11] [12] y las presas de silla miden 16.530 pies (5.040 m) de largo combinados. [n 1] La presa y los diques adjuntos tienen una longitud total de 26.730 pies (8.150 m), más de 5 millas (8,0 km). Las aguas de las inundaciones son liberadas por un aliviadero ubicado en la presa del canal principal, controlado por ocho compuertas radiales con una capacidad de 567.000 pies cúbicos/s (16.100 m 3 /s), así como un conjunto de obras de desagüe con una capacidad de 115.000 pies cúbicos. /s (3.300 m 3 /s). [5]
El agua embalsada detrás de la presa forma el lago Folsom , con una piscina máxima normal de 977.000 acres⋅ft (1.205 km 3 ) [1] y una capacidad de sobrecarga de 110.000 acres⋅ft (0,14 km 3 ), para una capacidad total de 1.087.000 acres ⋅pies (1,341 km 3 ). [3] La capacidad original era de 1.010.000 acres-pie (1,25 km 3 ), pero se ha reducido algo debido a la sedimentación . En su elevación máxima de 480 pies (150 m), el embalse cubre 11,930 acres (4,830 ha), [3] con 75 millas (121 km) de costa. [22] La presa y el embalse controlan la escorrentía de un área de 1.875 millas cuadradas (4.860 km 2 ), o el 87,6% de la cuenca del río American de 2.140 millas cuadradas (5.500 km 2 ). [5] [23] La cantidad promedio de escorrentía que ingresa al embalse es de 2.700.000 acres-pie (3,3 km 3 ), lo que obliga a liberar 1.700.000 acre-pie (2,1 km 3 ) para el control de inundaciones. [24]
La central eléctrica de Folsom está ubicada en el lado norte del río, en la base de la presa. Tiene tres turbinas Francis con una capacidad combinada de 198,72 megavatios (MW), mejorada desde su capacidad original de 162 MW en 1972. [6] La producción de electricidad de la planta de energía es intermedia, entre el pico y la carga base . Generalmente funciona durante el día, cuando la demanda y el precio de la electricidad son más altos. La planta produce una media de 691.358.000 kilovatios hora al año. [1]
.jpg/1280px-Folsom_Dam_construction_(15837842544).jpg)
La presa Folsom se propuso ya en la década de 1930 en el marco del Plan Hídrico Estatal de California, en respuesta a las inundaciones crónicas en las zonas bajas de Sacramento. El riesgo de inundaciones para la capital del estado se había visto exacerbado desde la década de 1850 por los escombros de la minería hidráulica y la construcción de diques para proteger granjas y ciudades, lo que redujo la capacidad del canal de los ríos Sacramento y American. [25] La presa actual fue autorizada originalmente por el Congreso en 1944 como una unidad de control de inundaciones de 355.000 acres⋅ft (0,438 km 3 ), y fue reautorizada en 1949 como una instalación de usos múltiples de 1.000.000 acres⋅ft (1,2 km 3 ). [26] [27]
La actual presa Folsom reemplazó a una presa anterior más pequeña que Horatio Gates Livermore había completado en 1893. La presa anterior había alimentado a Folsom Powerhouse , generando electricidad que se transmitía a Sacramento a través de una línea de distribución de 35 km (22 mi), el sistema de distribución eléctrica más largo del mundo en ese momento. [28] Los restos de la presa anterior se pueden ver río abajo desde Folsom Lake Crossing.
La construcción de la presa comenzó en 1951 con excavaciones preliminares para la central eléctrica de Folsom. El contrato principal se adjudicó a Savin Construction Corp. de East Hartford, Connecticut, y Merritt-Chapman & Scott de Nueva York por 29,5 millones de dólares, con la supervisión del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EE. UU . El 29 de octubre de 1952 se vertió el primer hormigón para los cimientos. Las inundaciones arrasaron la ataguía temporal tres veces en 1953, retrasando los trabajos y causando daños a la presa Nimbus , que también estaba en construcción en ese momento. El almacenamiento de agua en el lago Folsom comenzó en febrero de 1955 y el hormigón final de la presa principal se vertió el 17 de mayo de 1955. La primera energía hidroeléctrica se generó en septiembre de ese año. Para adquirir el terreno necesario en el futuro lecho del lago Folsom, el gobierno tuvo que reubicar a las familias en 142 propiedades, incluidos los asentamientos de Mormon Island y Salmon Falls . [25]
Incluso antes de que se completara la presa, demostró su eficacia como instalación de control de inundaciones durante las tormentas récord de diciembre de 1955, que llenaron completamente el lago Folsom en cuestión de semanas y evitaron daños a la propiedad por valor de 20 millones de dólares. La presa se inauguró oficialmente el 5 de mayo de 1956 y la operación se transfirió a la Oficina de Reclamación el 14 de mayo. [25] [29]
En la mañana del 17 de julio de 1995, se cerró la central eléctrica de la presa Folsom y se abrió la puerta 3 del aliviadero para mantener el caudal del río American. Mientras se operaba la puerta, falló un refuerzo diagonal entre los puntales más bajos y los segundos más bajos. La falla provocó la liberación incontrolada de casi el 40% del lago Folsom y una inundación de 40.000 pies cúbicos por segundo (1.100 m 3 /s) que descendió por el río American. El agua dulce que llegó a la Bahía de San Francisco fue atípica para la temporada de verano. Esto confundió al salmón del Pacífico y a la lubina rayada, cuyos instintos les decían que habían llegado las lluvias de otoño, por lo que comenzaron sus migraciones anuales de otoño meses antes de lo previsto. [30]
La carga hidráulica en este tipo de compuerta de aliviadero ( compuerta Tainter ) se transmite desde la placa de revestimiento cilíndrica, que está en contacto con el depósito, a través de varios puntales hasta una convergencia en el cubo del muñón. El cubo recoge la carga de los puntales y la transfiere a través de una interfaz al pasador de muñón, que es estacionario y está conectado a la presa. Cuando se opera la puerta, el cubo gira alrededor del pasador. Los puntales son principalmente miembros de compresión, pero la fricción en la interfaz pasador-cubo induce una tensión de flexión durante el funcionamiento de la compuerta. Normalmente, y en este caso, los puntales están orientados de manera que la tensión de fricción del muñón se aplica al eje débil de los puntales (consulte la sección Módulo ). Para manejar mejor estas cargas, los puntales están conectados con tirantes diagonales que toman la tensión como cargas axiales. En la presa Folsom, el aumento de la corrosión en la interfaz pasador-cubo había elevado el coeficiente de fricción y, por lo tanto, la tensión de flexión en el puntal y la fuerza axial en la riostra. Se superó la capacidad de la conexión de refuerzo y falló. Esto provocó que la carga se redistribuyera y la falla progresó, hasta llegar a pandear los puntales.
Después de una investigación de un año, la Oficina de Reclamación atribuyó la falla a un defecto de diseño: el Cuerpo de Ingenieros, que diseñó la presa, no consideró la fricción del muñón (en la interfaz pasador-eje) en los análisis de la compuerta. Si bien esto es cierto, esta fue una de las cinco puertas de servicio idénticas que operaron en las mismas circunstancias durante casi 40 años sin que se observaran problemas. Esto sugiere que la falla se debió a una condición que cambió con el tiempo. Específicamente, hubo un aumento gradual en el coeficiente de fricción en la interfaz pin-hub. Si bien se esperaría que la frecuencia del mantenimiento aumentara a medida que la puerta envejece, Reclamation disminuyó la frecuencia del mantenimiento regular y la lubricación con el tiempo debido a limitaciones presupuestarias. Además, el lubricante utilizado por Reclamation no se ajustaba a las especificaciones de diseño originales del Cuerpo; Era un lubricante nuevo y respetuoso con el medio ambiente que no era lo suficientemente impermeable, lo que permitía que el agua entrara en la interfaz pasador-cubo y provocara corrosión que provocaba una mayor fricción. [31]
Esta falla no causó víctimas mortales y tuvo un impacto positivo significativo en la industria de las represas. Se volvió a prestar atención al mantenimiento y la supervisión de las compuertas radiales, muchas de las cuales se modernizaron para reforzar los puntales y refuerzos y garantizar una lubricación suficiente.
Después de los ataques terroristas del 11 de septiembre , la Oficina de Reclamación analizó los objetivos potenciales en busca de vulnerabilidad y las medidas que podrían tomarse para eliminar o reducir posibles amenazas. Con 500.000 residentes en las cercanías de la presa Folsom, la posibilidad de un ataque a la presa fue una preocupación lo suficientemente grande como para que los funcionarios de la Oficina cerraran Folsom Dam Road. El camino sobre la presa había sido una arteria importante para la ciudad de Folsom. Con su cierre, el tráfico se congestionó gravemente durante las horas pico. El impacto fue tan grande que los residentes y funcionarios de la ciudad solicitaron al gobierno federal que reconsiderara el cierre de la carretera, que el gobierno consideró inicialmente. Las continuas preocupaciones de seguridad les impidieron reabrir la carretera y el 28 de marzo de 2009 se construyó y abrió un nuevo puente, llamado Folsom Lake Crossing. [32]
Durante una fuerte tormenta en diciembre de 1964, la afluencia al lago Folsom alcanzó un récord de 280.000 pies cúbicos (7.900 m 3 ) por segundo, con una descarga del río de 115.000 pies cúbicos (3.300 m 3 ) por segundo. [33]
En febrero de 1986, casi 500.000 personas se enfrentaron a la posibilidad de sufrir inundaciones cuando los ingenieros de la presa Folsom se vieron obligados a abrir las compuertas del aliviadero después de fuertes lluvias. [30] La inundación empeoró por la falla de la ataguía de la presa Auburn aguas arriba, que liberó 100.000 acres-pies (120.000.000 m 3 ) adicionales al río American. Un flujo máximo de 250.000 pies cúbicos por segundo (7.100 m 3 /s) entró en el lago Folsom, lo que obligó a los operadores de la presa Folsom a abrir todas las compuertas del aliviadero, liberando 130.000 pies cúbicos por segundo (3.700 m 3 / s) en el río American. Esto fue 15.000 pies cúbicos por segundo (420 m 3 /s) por encima de la capacidad segura de los diques aguas abajo. Aunque la presa y el sistema de diques de Sacramento se mantuvieron sin daños importantes, el espacio requerido para el control de inundaciones invernales se aumentó en un 50%, de 400.000 a 600.000 acres-pie, para proteger contra futuras inundaciones. Además, se depositaron en el lago Folsom alrededor de 33.000 acres-pie (41.000.000 m 3 ) de sedimento arrastrado desde las montañas, lo que redujo considerablemente su capacidad. La consecuencia fue una capacidad reducida para almacenar la lluvia del invierno para su uso en el verano. La presa Folsom puede haber evitado daños por valor de 4.700 millones de dólares sólo en 1986. [34]
La tormenta del día de Año Nuevo de 1997 fue la más severa de la historia reciente, con una afluencia total de 1 millón de acres-pie (igual a la capacidad total del lago Folsom) durante un período de cinco días. Sin embargo, esta vez la Oficina de Reclamación pudo limitar las emisiones a menos de 110.000 pies cúbicos por segundo (3.100 m 3 /s). [35] La tormenta de 1997 fue un ejemplo clásico de un evento de "lluvia sobre nieve", durante el cual una cálida tormenta tropical derritió la capa de nieve existente en elevaciones bajas y medias, duplicando efectivamente el volumen de escorrentía. Antes de la tormenta de Año Nuevo, el invierno de diciembre de 1996 también había sido uno de los más húmedos jamás registrados, saturando el suelo y depositando una cantidad considerable de nieve. [36] [37]
El Programa de Seguridad de Represas de la Oficina de Reclamación determinó que el riesgo de inundaciones en el área de Sacramento la convertía en una de las comunidades con mayor riesgo en los Estados Unidos. [38]
Actualmente están en marcha dos proyectos para aumentar la protección contra inundaciones. El primero elevará los diques circundantes en 2,1 m (7 pies) para aumentar la protección contra inundaciones. El segundo, un nuevo aliviadero, está diseñado para manejar la escorrentía de grandes tormentas e inundaciones por deshielo que podrían causar daños en la región. El nuevo aliviadero está construido con compuertas 50 pies (15 m) más bajas que el aliviadero existente, lo que permite una evacuación más eficiente del almacenamiento del embalse antes de inundaciones. [39] [40]
{{cite web}}: Mantenimiento CS1: copia archivada como título ( enlace )