- Embalses
(definición) - Estructuras que conforman los
embalses - Capacidad de un
Embalse - Curvas de áreas y
capacidades - Capacidades
Características de un embalse - Alturas de las
presas - Sección típica de
una presa de tierra - Anexos
- Bibliografía
El hombre ha
construido embalses desde antiguo, pero no ha sido hasta muy
recientemente cuando este tipo de construcciones ha tenido un
auge considerable. La creciente demanda de
agua y
energía hidroeléctrica, así como las
múltiples aplicaciones adicionales de los embalses ha
impulsado considerablemente su construcción. En el mundo actual, las
represas destinadas a producir energía
hidroeléctrica son las que resaltan más por ser
las de mayor tamaño. Estas represas cada vez más
altas y anchas, han permitido almacenar una cantidad cada vez
mayor de agua
Los embalses son estructuras de
construcción de mucha utilidad, ya que
son usados en campos como el riego, el aprovechamiento y
generación de energía, el control de
inundaciones, la navegación, la pesca,
control de
sedimentos, y la recreación.
Un embalse o represa es una acumulación
artificial de agua que tiene
como particularidad poder ser
parcial y/o totalmente vaciado por gravedad o por
aspiración.
Según su origen se clasifican en naturales o
artificiales. Un embalse de origen natural (como un valle
inundado) se lo puede clasificar de acuerdo con su tamaño,
su profundidad, su localización geográfica como:
Lago Charca Laguna Estanque Si es de origen artificial puede ser
cavado en el suelo (por
ejemplo, en las gravas), o ser consecuencias de una represa en
tierra
(estanque de piscicultura, por ejemplo), de piedras y de
hormigón (por ejemplo, las grandes represas).
Desde el punto de vista de riego, hemos definido embalse
como un lago artificial construido para almacenar agua durante la
estación lluviosa y para distribuirla durante la
estación seca. Tanto para Venezuela como
para la mayoría de los países del mundo,
ésta es una condición general impuesta por el
clima.
Nuestras lluvias, salvo contadas áreas, están
concentradas durante un periodo de cinco o seis meses, que
llamamos invierno, siendo muy escasa o nulas durante el resto del
año: entonces esa mala distribución del agua de lluvia nos obliga
a almacenarla mediante la construcción de embalses. Los
embalses pueden almacenar agua y tiene muchos usos no menos
importantes como son:
- En Riego; usos domésticos e industriales,
obteniéndose como beneficio; Incremento de la producción agropecuaria. Suministro de
agua para uso de las poblaciones y de las industrias. - En control de inundaciones; Prevención de
daños causados por desbordamiento durante la creciente,
en defensa de las poblaciones y áreas cultivadas o
industriales. - Generación de Energía;
protección y suministro de energía para usos
domésticos e industriales. - Navegación; facilidades de transporte
por vía fluvial, permitiendo la navegación entre
poblaciones. - Control de sedimentos; pequeños embalses para
control de sedimentos a otros embalses o a corrientes de agua.
Control de erosión. - Recreación; aumento de bienestar de la
población. - Mejoramiento de la piscicultura para usos
industriales. Mejoramiento de la ecología vegetal y
animal.
Estructuras que
conforman los embalses:
Todo embalse consta de las siguientes estructuras
básicas: la presa, el aliviadero y las obras de
toma.
La presa, dique o represa, es la estructura de
retención de las aguas y resiste un empuje. Debe ser por
lo tanto, impermeable y estable, conjuntamente con su
fundación y sus estribos.
El aliviadero o estructura de
alivio o descarga de los excedentes que llegan al embalse, los
cuales no se desean almacenar. Sus características más importante es la
de evacuar con facilidad las máximas crecientes que llegan
al vaso de almacenamiento.
Su insuficiencia provoca el desborde del agua por encima de la
cresta de la presa y el posible colapso de esta estructura si se
trata de una presa de tierra o
enrocado.
Las obras de toma son un conjunto de estructuras formado
por una estructura de entrada o toma, un túnel o conducto
a través de un estribo o de la presa y una estructura de
salida. Este conjunto permite tomar las aguas del embalse y
pasarlas al canal principal. Debe tener suficiente capacidad para
descargar las aguas abastecer a la zona de riego con el gasto
necesario, de acuerdo a los requerimientos de los suelos para
niveles mínimos del embalse.
En algunos embalses se construyen diques o presas
adicionales para el cierre de alguna depresión
en la divisoria de aguas del vaso de almacenamiento.
Algunos de estos diques se diseñan como diques fusibles,
es decir, que pueden destruirse con el paso de las aguas sobre
los mismos, aumentando así la seguridad de la
presa principal.
La capacidad de un embalse se mide por el volumen de agua
contenido en su vaso de almacenamiento para una altura dada de la
presa y de su aliviadero. Para calcular la capacidad se utilizan
los planos levantados del vaso de almacenamiento. Para ello, una
vez que hallamos fijado el sitio de la presa y la cota del fondo
del río, comenzamos por medir con el planímetro
las áreas abarcadas por cada una de las curvas de nivel.
Luego, si calculamos la semisuma de las áreas entre curvas
y las multiplicamos por el intervalo entre las mismas obtenemos
el volumen
almacenado entre curvas o volumen parcial. Si se acumulan luego
los volúmenes parciales, se obtienen el volumen almacenado
por cada cota o altura sobre el fondo del río.
Todos estos cómputos se anotan en un cuadro
similar al que se muestra a
continuación:
Altura mts | Cota m.s.n.m | Lectura Planim. | Constantes | Areas Has. | 4/2 Has. | Volúmenes parciales | Volúmenes acumulados |
Curvas de
áreas y capacidades:
Con los datos del cuadro
dibujamos las curvas de capacidades y de áreas, las cuales
nos permitirán conocer gráficamente los
volúmenes capaces de ser almacenados en el sitio y las
áreas que serán inundadas para cualquier altura de
la presa. Estas curvas nos permiten seleccionar entre varias
alternativas, aquellas que presentan mayores capacidades para la
misma altura de la presa.
Para dibujar estas curvas se elige un sistema de
coordenadas rectangulares y sobre el eje de las abscisas, a
escala
determinada, se dibujan los volúmenes, a escala
determinada, se dibujan los volúmenes; en las ordenadas a
partir de la cota de fondo del río las alturas o cotas, o
ambas. Se dibuja también las áreas inundadas,
usando sentido contrario a la curva de volúmenes para
evitar confusiones al usar el gráfico.
Los cómputos de los volúmenes, de las
áreas y el dibujo de las
curvas deben hacerse lo más preciso posible y muy
cuidadosamente. Si se cometen errores al calcularlas o
dibujarlas, éstos se reflejarán en las dimensiones
de todas las estructuras que integrarán el futuro
embalse.
Las capacidades de los vasos de almacenamiento, se
expresan en metros cúbicos (m³), hectómetros
cúbicos (Hm³), equivale también esta medida a
(106m³), o en hectáreas-metro (Ha.m),
equivalente a 10.000 m³.
Capacidades
características de un
embalse:
En un embalse podemos distinguir tres capacidades o
volúmenes característicos: 1) el volumen muerto o
capacidad de azolves; 2) el volumen útil y 3) la suma de
ambos que nos da el volumen total.
Vt = va +
vu
El volumen de azolves es el volumen que debemos disponer
en el vaso para almacenar los sedimentos. Transportadas por el
río y que con el tiempo se van
depositando en él. El período que tarda en colmarse
esta capacidad, constituye la vida útil del embalse y se
estima para proyectos
pequeños en unos 50 años y para los grandes
proyectos para
unos 100 años.
El volumen útil es el necesario para suplir las
demandas y las pérdidas de aguas durante un período
determinado de funcionamiento del embalse. Debe ser de tal
magnitud que garantice dentro de un periodo hidrológico
escogido, el riego de toda el área disponible
aprovechable. Cuando se presentan períodos muy secos, no
previstos en el período de estudio, se puede racionar
el agua
prudentemente alargando así lo más posible, el
tiempo de
abastecimiento y evitando dejar completamente vacía la
capacidad útil del embalse para el año
siguiente.
En algunos casos cuando se desea combinar el riego con
el control de inundaciones, se prevé otro volumen
adicional, por encima del volumen útil con el objeto de
retener la creciente por un tiempo prudencial, no permitiendo que
el aliviadero sobrepase gastos
determinados, equivalentes a la capacidad adicional debe siempre
quedar disponible para absorber la creciente prevista.
3
En todo embalse existen dos alturas determinadas
en
las curvas de capacidades, así:
- La altura de aguas muertas, h1
y - La altura de aguas normales,
h2.
Pero no es aceptable que el agua vierta
sobre la presa misma y por lo tanto debemos añadir una
altura h3 que llamaremos borde libre. Entonces la
altura total de la presa será:
H = h1 + h2 +
h3.
Sección
típica de una presa de tierra
Las presas de tierra, tienen sección trapezoidal.
En ellas se denomina ancho de cresta o simplemente cresta, al
lado menor, el lado mayor está definido por la
línea de contacto entre el material de la presa y el
material de la fundación y los lados del trapecio
constituyen los taludes. El que está en contacto con el
agua se denomina talud aguas arribas y al opuesto talud aguas
abajo.
En las presas zonificadas existen uno o dos espaldones
de materiales
impermeable, núcleo o corazón de
la presa, el cual, puede ser vertical o inclinado.
Otro elemento importante en las presas homogéneas
para almacenamiento, es el dren de pie, el cual tiene como
función
colectar toda el agua que pueda percolar a través de la
sección o de la fundación de la misma. El dren
desaparece en las presas zonificadas cuando el espaldón
aguas abajo es impermeable y por lo tanto sustituye al
dren.
Cuando la presa está fundada sobre material
permeable y se desea cortar el flujo de aguas a través de
dicho material, se diseña una zanja, denominada
dentellón, la cual se rellena con el mismo material del
núcleo.
Cuando la fundación es directa sobre la roca, se
transforma el dentellón en una pequeña zanja de
traba para la mejor unión del material del núcleo
con la roca de fundación.
Embalses de Venezuela
El rápido crecimiento de la población mundial y en consecuencia el
incremento de la demanda del
recurso AGUA, han obligado al hombre a
racionalizar su explotación y a utilizar su ingenio para
planificar, controlar y administrar tan preciado elemento, base
fundamental de la vida.
En Venezuela existen raíces históricas de
legislación y normas tendentes
a lograr el aprovechamiento equilibrado de nuestros recursos
naturales renovables y ejemplo de ello, lo encontramos en la
legislación Indiana y en la visión futurista de
nuestro Libertador, Simón Bolívar, quién en
Chuquisaca, Bolivia, a
principios del
siglo pasado promulgó un decreto basado en la prudencia y
buen juicio que deben prevalecer para la protección del
medio
ambiente. Durante la segunda mitad de este siglo y entre los
años 1967 y 1972 el entonces Ministerio de Obras
Públicas, hoy dividido en tres ministerios, uno de los
cuales es el Ministerio del Ambiente y los
Recursos
Naturales Renovables, desarrolló un Plan Nacional de
Aprovechamiento de los Recursos
Hidráulicos, a través de la oficina de
COPLANARH. Este novedoso Plan permitió a la Nación
identificar las obras hidráulicas necesarias para lograr
los objetivos
planteados en los sectores: Agrícola, Pecuario,
Industrial, Urbano, Energético y de Saneamiento de
tierras; los cuales permitirían sustentar la Venezuela
moderna, enmarcada dentro de un proceso de
planificación dinámica.
El deseo del hombre se hizo realidad y se inició
un proceso de
construcción de embalses o lagos artificiales, los cuales
se logran represando los ríos con barreras de tierra
compactada o de concreto.
Estos embalses permiten almacenar los volúmenes de agua
que sobran en el invierno y faltan en el verano. Estas barreras
denominadas Presas se ubican en gargantas estrechas precedidas de
un amplio valle y poseen dos (2) estructuras básicas de
control, que permiten descargar sus aguas de acuerdo con ciertas
reglas preestablecidas. Estas estructuras se denominan la obra de
toma y el aliviadero.
Los aliviaderos permiten evacuar los excedentes de agua
recibidos por los embalses cuando ocurren crecientes ordinarias y
extraordinarias.
Los centros de consumo son
las ciudades, los sistemas de
riego, los desarrollos hidroeléctricos etc. Los embalses
son también utilizados con fines recreativos y para la
práctica de deportes.
En Venezuela la Presa de Guri representa el gigante de
nuestros desarrollos hidráulicos tanto en energía
producida como en la dimensión extraordinaria de su lago,
que resulta ser mayor que el Lago de Valencia.
La experiencia acumulada en Estados Unidos y
Europa en el
desarrollo de
proyectos hidráulicos fue rápidamente asimilada en
Venezuela por ingenieros de la talla de Hipólito Kwiers
Rodríguez, Carpóforo Olivares, Generoso
Campilongo, José Ortega Martínez, José
Ramón
Velasco Guerra,
Gustavo Pérez Guerra, Guido
Posewits, Víctor Elvira, Juán José Bolinaga
y otros, quienes sin duda fueron pioneros de nuestras principales
obras hidráulicas y a quienes Venezuela agradece su
esfuerzo y dedicación.
Venezuela, país que acumula el 80% de su
población en un espacio geográfico donde apenas
dispone del 20% de los recursos hidráulicos, necesita de
sus casi 100 embalses para satisfacer las demandas de agua y
requiere del compromiso serio y sostenido de todos los
venezolanos para mantener en perfecto estado de
funcionamiento todas nuestras presas y embalses.
Revista El Agua
Tomo I
Edición Especial
Grandes Presas de Venezuela
Ministerio del Ambiente y de
los Recursos
Naturales Renovables – 1995
Bibliografía: CD-ROM
Multimedia
"Atlas de Venezuela en Línea" de Cartografía Nacional
www.edicionesmultimedia.com
Anexo
Central Hidroeléctrica Raúl
Leoni; GURI
En el río Caroní, a 100 kilómetros
de la desembocadura en el río Orinoco, se encuentra esta
obra de ingeniería y de arte, que es la
central hidroeléctrica "Raúl Leoni", también
conocida como la represa del Guri. La construcción se
inició en 1963. La primera etapa concluyó en 1978 y
la segunda en 1986.
Obra de ingeniería que produce 10 millones de
kilowatios en sus dos salas de máquinas,
haciéndola la segunda central hidroeléctrica del
mundo, después de la central de Itaipú (Entre
Brasil y
Paraguay).
Para producir este nivel de energía se necesitaría
una producción petrolera de 300.000 barriles
diarios.
La presa de concreto tiene
una longitud de 1300 metros y una altura de 162metros. Cuenta con
un aliviadero de 3 canales, que permite la salida del exceso de
agua en la época de lluvias (Mayo a
Octubre).
El lago artificial que se ha formado es el segundo
más grande de Venezuela (después del lago de
Maracaibo), con una superficie de 3919 km2, más grande que
el estado
Carabobo. En este lago se practica la pesca del
pavón y hay buenas facilidades recreacionales.
Hay 2 salas de máquinas
con 10 unidades generadoras cada una. Las paredes de la sala
número 2, están decoradas por el artista
cinético Carlos Cruz Diez.
Carpóforo Olivares, Alfredo De
león. EMBALSES, Obras Hidráulicas Tema 3. Centro
Interamericano de Desarrollo
Integral de Aguas y Tierras, Mérida, Venezuela.
Revista El Agua Tomo I Edición Especial Grandes
Presas de Venezuela
Ministerio del Ambiente y de los Recursos Naturales Renovables
– 1995
http://www.Venezuelatuya.com/Guayana/Guri.htm
http://www.ctv.es/USERS/tuvisa/Caracteristicas.htm
Documento cedido por:
JORGE L. CASTILLO T.