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PRESA DE ARCO Presas de bóveda o presas en arco: son todas aquellas en las que su propia forma es la encargada de resistir el empuje del agua. Debido a que la presión se transfiere en forma muy concentrada hacia las laderas de la cerrada, se requiere que ésta sea de roca muy dura y resistente. Constituyen las represas más innovadoras en cuanto al diseño y que menor cantidad de hormigón se necesita para su construcción. Cuando la presa tiene curvatura en el plano vertical y en el plano horizontal, también se denomina de bóveda. Para lograr sus complejas formas se construyen con hormigón y requieren gran habilidad y experiencia de sus constructores que deben recurrir a sistemas constructivos poco comunes.

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 Relativamente pocas presas de arco han fallado en comparación con las numerosas fallas de otros tipos de presas. FACTORES DE DI SEÑO QUE SE CONSIDERAN 

EL TIPO DE FUNDACION

El tipo de fundación debe ser de roca Sólida, Debido a las condiciones relativamente altas de capacidad de soporte y resistencia a la erosión y percolación. 

TOPOGRAFÍA

En gran medida la topografía dicta la primera opción del tipo de presa; puesto que por ejemplo un angosto rocoso sugiere de forma natural una presa de hormigón. 

DISPONIBILIDAD DE MATERIALES

Los materiales disponibles en el sitio o cerca de él son: Arcilla para núcleo impermeable, Suelos para terraplenes, Roca para terraplenes Roca para rip–rap Arenas para filtros y transiciones

Agregados para hormigones La reducción de los costos de transporte para materiales de construcción, particularmente los que se precisan en grandes cantidades tiene un importante efecto en el costo total del proyecto. El tipo de presa más económica es frecuentemente aquella que presenta disponibilidad de materiales en cantidad suficiente a distancias razonables del sitio de presa. 

TAMAÑO Y UBICACIÓN DEL VERTEDERO.-

El vertedero es una estructura fundamental dentro de una presa. Frecuentemente su tamaño, tipo y las restricciones naturales de su ubicación física son los factores que controlan la selección del tipo de presa. Los requerimientos del vertedero son dictados por las características del escurrimiento y del cauce, independientemente del sitio y del tipo y tamaño de la presa. 

ANÁLISIS DE FUERZAS ACTUANTES

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 química. 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. PRESAS DE TIERRA.-

Cuando todo el material que componen las presas de materiales sueltos tiene las mismas característica as se denominan heterogéneas pudiendo tratarse de materiales más o menos impermeables, o bien pueden ser heterogéneos que son las más comunes, cuando se colocan diferentes materiales zonificados, con núcleo impermeable y materiales más permeables a medida que se alejan del centro de la presa. La impermeabilidad puede lograrse también mediante pantallas o diafragmas, estas variantes pueden presentarse mediante configuraciones que se integren con distintas participaciones de las diversas características mencionadas FACTORES DE DI SEÑO QUE SE CONSIDERAN 

EL TIPO DE FUNDACION

a.- Fundaciones de roca Sólida.- Debido a las condiciones relativamente altas de capacidad de soporte y resistencia a la erosión y percolación, presentan pocas restricciones al tipo de presa que se puede construir sobre ellas. La remoción de roca meteorizada y el sellado de juntas y grietas mediante inyecciones es generalmente necesaria. b.- Fundaciones de grava.- Si está bien compactada, es apropiada para presas de tierra y enrocado, o presas de gravedad de poca altura. Considerando que la grava puede estar sujeta a percolación de alta rapidez, precauciones especiales deben ser tomadas para incorporar pantallas impermeables. c.- Fundaciones de arena fina y limos.- Pueden ser utilizables para presas de tierra o presas de gravedad (de poca altura) adecuadamente diseñadas. No son apropiadas para presas de

enrocado. Los principales problemas son asentamientos, turificación, excesivas pérdidas por filtración y necesidad de proteger la fundación contra la erosión en el pie de talud aguas abajo. d.- Fundaciones de arcilla.- Pueden utilizarse en presas de tierra bien diseñadas. Puesto que en las arcillas pueden esperarse considerables asentamientos, este tipo de fundaciones normalmente no son apropiadas para presas de gravedad y no deben ser utilizadas para presas de enrocado. 

TOPOGRAFÍA

En gran medida la topografía dicta la primera opción del tipo de presa; puesto que por ejemplo un valle sugiere una presa de tierra. De cualquier manera, un principio general es que la selección del tipo de presa esté en armonía y en conformidad con las condiciones naturales. 

DISPONIBILIDAD DE MATERIALES

Los materiales disponibles en el sitio o cerca de él son: Arcilla para núcleo impermeable, Suelos para terraplenes, Roca para terraplenes Roca para rip–rap Arenas para filtros y transiciones Agregados para hormigones La reducción de los costos de transporte para materiales de construcción, particularmente los que se precisan en grandes cantidades tiene un importante efecto en el costo total del proyecto. El tipo de presa más económica es frecuentemente aquella que presenta disponibilidad de materiales en cantidad suficiente a distancias razonables del sitio de presa. 

TAMAÑO Y UBICACIÓN DEL VERTEDERO.-

El vertedero es una estructura fundamental dentro de una presa. Frecuentemente su tamaño, tipo y las restricciones naturales de su ubicación física son los factores que controlan la selección del tipo de presa. Los requerimientos del vertedero son dictados por las características del escurrimiento y del cauce, independientemente del sitio y del tipo y tamaño de la presa.