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PRESA DE ARCO

Presa El Atazar Tienen una considerable curvatura aguas arriba, de la cual depende su resistencia. La forma natural del arco (curva) sostiene el agua en el embalse. Estructuralmente trabajan como un arco horizontal, transmitiendo la mayor parte de la carga a los estribos o laderas del valle y no al lecho del valle. En términos estructurales la presa de arco es más eficiente que las presas de gravedad o las de contrafuerte, al reducir de manera considerable el volumen de concreto requerido, puesto que son más delgadas. El mejor diseño de una presa de este tipo es en el cual se tienen un arco doblemente curvado. Por lo general las presas de arco están hechas de concreto y son convenientes en casos en los que se tienen gargantas estrechas con estribos fuertes, es decir, son más adecuadas en localidades estrechas y rocosas. La mayoría de las veces la garganta tiene forma de V, aunque en algunos casos menos frecuentes, ésta tiene forma de U. Las presas de arco generalmente se clasifican en delgadas, medianas y gruesas dependiendo de la razón entre el ancho de la base (b) y la altura (h): Delgada: b/h < 0,2 Media: 0,2 < b/h < 0,3 Gruesa: b/h > 0,3 Pero no hay generalización para la razón entre el ancho de la cresta (c) y el ancho de la base (b). Tradicionalmente la relación c/b a sido 1, es decir, el mismo grosor en la cresta y en la base, más a menudo se ha utilizado una relación de c/b igual a 0,5.

Actualmente existen unas ecuaciones aproximadas que permiten estimar el ancho de la cresta y el ancho de la base de presas de arco de las cuales sólo se conoce su altura. Estos valores aproximados se utilizan para simular el comportamiento de la presa de la cual se desconocen las dimensiones mencionadas. Estas ecuaciones son: Ancho de la cresta: Altura * 0,2 Ancho de la base: Altura * 0,3 Las principales fuerzas que actúan sobre una presa son las fuerzas del agua del embalse, las fuerzas de levantamiento y peso del concreto. En el caso de la presa de arco se tiene que el arco se comprime con el empuje del agua y que el peso de la presa también empuja la estructura hacia abajo, dentro del suelo. Pero también hay muchas otras fuerzas que pueden actuar sobre una presa de arco entre las cuales figuran: Puede haber agua en el lado aguas abajo de la presa, la cual tendrá el mismo tipo de fuerzas verticales y horizontales sobre la presa que el agua en el lado aguas arriba. Presión hidrostática interna: en poros, grietas y juntas. Variaciones de temperatura. Reacciones químicas. Presión de cieno, el cieno se reúne con el tiempo en el lado de aguas arriba. El cieno provee cerca de 1,5 veces la presión horizontal del agua y dos veces su presión vertical. Carga del hielo en el lado de aguas arriba. Carga de oleaje en el lado de aguas arriba. Cargas de sismo. Asentamientos de la fundación o de los estribos. Otras estructuras en la parte superior de la presa: compuertas, puente, carros. Fatiga del concreto (creep): Deformación del concreto cuando se encuentra bajo una carga constante por un largo período de tiempo. Relativamente pocas presas de arco han fallado en comparación con las numerosas fallas de otros tipos de presas.

Presas de arco

Las presas de arco y bóveda transfieren la mayor parte de la carga del agua a las laderas del valle y no al lecho. La integridad y la estabilidad de los estribos son, por tanto críticos, y la importancia de este punto no exagerarse. La deformación o fluencia del estribo en respuesta al empuje al arco produce una transferencia de carga a la redistribución del esfuerzo dentro de la concha de la presa y en el estribo mismo. En situaciones más extremas de fluencia significativa del estribo o de inestabilidad local, es sobre esfuerzo de la pared de la presa sobrevendrá y se producirá un colapso catastrófico. Los conceptos de estabilidad al vuelco y al deslizamiento aplicables al análisis de presas de gravedad o de contrafuerte tienen poca relevancia en el arco o la bóveda. Un arco ejemplifica una forma estructural estable y, dado que se garantiza la integridad de los estribos que lo soportan, solo puede ocurrir la falla como resultado de sobre esfuerzos. El diseño de la presa de arco esta, en consecuencia, por tanto centrado principalmente en el análisis de esfuerzos y en la definición de una geometría del arco que evite concentraciones de esfuerzos de tensiones locales y/o esfuerzos de compresión excesivos. Par lograr este objetivo es necesario a manudo, adoptar curvas y espesores variables entre la corona del arco y el estribo y también entre el nivel de la cresta y de la base. Las presas de arco y bóveda ofrecen grandes economías en volúmenes de concreto. En el caso de una bóveda esbelta el ahorro en volumen puede exceder 80% del necesario de un perfil de gravedad equivalente. Asimismo se puede economizar en la excavación y preparación de la cimentación. Así como ocurre con las presas de contrafuerte, la forma sofisticada de la bóveda hace que se incremente bastante los costos unitarios finales.

HIDROLOGIA Y OBRAS HIDRAULICAS PRESAS DE ARCOS1. PRESAS DE ARCOS1.1 INTRODUCCIÓN Son todas aquellas en las que su propia forma es laencargada de resistir el empuje del agua. Debido a que lapresión se transfiere en forma muy concentrada hacia lasladeras de la cerrada, se requiere que ésta sea de roca muydura y resistente. Constituyen las represas másinnovadoras en cuanto al diseño y que menor cantidad dehormigón se necesita para su construcciónSon estructuras que además de ser curvilínea tienen altogrado de esbeltez y trabajan como arco o cáscaratransmitiendo su carga hi drostática horizontal a losatraques en las paredes del cañón ideal donde n = L/ H noexceda de 3 a 3,5, aunque en algunos proyectos con presastodavía económicas llegó a valores de 7 al 10 en cañonescuyas laderas y lecho tengan roca de buena calidad conalta resistenciamonolíticas y esbeltez a la filtración. Elmaterial más usado para estas presas es el concreto y elconcreto armado.Estructuralmente trabajan como un arco horizontal,transmitiendo la mayor parte de la carga a los estribos oladeras del valle y no al lecho del valle.Por lo general las presas de arco están hechas de concretoy son convenientes en casos en los que se tienen gargantasestrechas con estribos fuertes, es decir, son más adecuadasen localidades estrechas, profundas y rocosas, donde ladisponibilidad de materiales de construcción planteaproblemas agudos. La mayoría de las veces la gargantatiene forma de V, aunque en algunos casos menosfrecuentes, ésta tiene forma de U.Este tipo

de obra afecta a aproximadamente el 5 % de laspresas y constituyen unas de las estructuras más complejasque afronta la Ingeniería. Expondremos en forma razonablelos problemas fundamentales de este tipo de presas,centrando la atención en los conceptos estructurales, yprescindiremos de los detalles de cálculo, de cuyo detallese hará solo una exposición sintética.

Las ventajas de las presas bóveda radican en reducirgrandemente el volumen de la obra, proporcionandoeconomía. El volumen de una presa bóveda viene a ser 0.5a 0.33 de la de gravedad. Son indicadas para regiones frías,en las que la etapa de trabajo anual es corta.Las condiciones de ubicación de las presas bóveda sonbastante determinadas: valle estrecho y profundo y laderasresistentes.El límite de empleo de la presa bóveda esaproximadamente de 3 a 4 la longitud de la cuerda decoronación a la alturaLas presas de arco pueden clasificarse;1- Según su esbeltez, el valor del coeficiente de esbeltez,que es la relación entre el ancho de la base b y de la alturaH las presas pueden ser:a) Delgadas. β = b/H < 0,2b) Gruesas β = 0,2 - 0,35c) Arco - gravedad J3 = 0,35 0,652- Según la disposición de la prensa en planta (formaplanimétrica). EL esquema de la presa más difundido es ladel arco circular en la cual la tensión del arco disminuyeentre menor sea el radio y mayor el ángulo central, el cualse toma entre 100 y 130 grados. Hay presas con radio, alparamento de agua arriba de radio constante y presas dedoble curvatura. Así que tenemos:a • Con ángulo central constanteb • Con radio, referido al paramento aguas arriba,constantec • De doble curvatura3- Según la altura de la presa. Se consideran:a- presas de arco bajas las de H< 25 m.b- medianas 25< H