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UNIVERSIDAD NACIONAL

FEDERICO VILLAREAL Facultad de Ingeniería Civil

CURSO: HIDROLOGIA

TRABAJO: PRESA HOOVER

PROFESOR: ING. CASAS

ALUMNO:

CICLO: VII

TRUJILLO SANCHEZ ROYER

INTRODUCCIÓN La Presa Hoover es una presa de hormigón de arco-gravedad, ubicada en el curso del río Colorado, en la frontera entre los estados de Arizona y Nevada (EE. UU.). Está situada a 48 kilómetros al sureste de Las Vegas. Recibe su nombre de Herbert Hoover, que jugó un papel fundamental en su construcción, primero como Secretario de Comercio y después como Presidente de Estados Unidos. La construcción comenzó en 1931 y fue completada en 1936, dos años antes de lo previsto. Está gestionada por el Bureau of Reclamation del Departamento de Interior. Desde 1981 figura en el Registro Nacional de Lugares Históricos. El lago creado aguas arriba recibe el nombre de Lake Mead, en honor de Elwood Mead, ingeniero que previó la necesidad de la presa.

1. HISTORIA Antes de la construcción de la presa, la cuenca de Río del Colorado se desbordaba cuando se derretía la nieve de las Montañas Rocosas. Estas inundaciones ponían en peligro a las comunidades agrícolas río abajo. Además de la esencial prevención de inundaciones, una presa haría posible la extensión de la agricultura de regadío en la zona seca. Esto también proporcionaría un suministro constante de agua para Los Ángeles y otras comunidades de California del Sur. Uno de los óbices principales para el proyecto era la asignación equitativa de las aguas del Río Colorado. Varios de los estados de la cuenca del Río Colorado temieron que California, con sus enormes recursos financieros y su gran necesidad del agua, fuera el principal beneficiario. Era claro que sin algún tipo de un acuerdo sobre la distribución del agua, el proyecto no podía prosperar.

1.1 PLANIFICACIÓN Y ACUERDOS Se creó una comisión en 1922 con un representante de cada uno de los estados de la cuenca y uno del Gobierno Federal. El representante del gobierno era Herbert Hoover, entonces el Secretario de Comercio bajo el Presidente Warren Harding. En enero de 1922, Hoover se encontró con los gobernadores estatales de Arizona, California, Colorado, Nevada, Nuevo México, Utah y Wyoming para lograr un arreglo equitativo

para repartir las aguas del Río Colorado. El acuerdo, firmado el 24 de noviembre de 1922, dividía la cuenca del río en mitades superiores e inferiores y los estados dentro de cada región decidirían cómo sería dividida el agua. Este acuerdo, conocido como el Compromiso de Hoover, preparó el terreno para el proyecto de la presa. La primera tentativa de lograr la aprobación del Congreso para la construcción de Presa fue en 1922 con la introducción de dos proyectos de ley en la Cámara de Representantes y el Senado. Los proyectos de ley fueron presentados por el congresista Phil D. Swing y senador Hiram W. Johnson y fueron conocidos como los proyectos de Swing-Johnson. Los proyectos de ley fueron rechazados por un voto y posteriormente fueron presentados de nuevo varias veces. En diciembre de 1928, tanto el Congreso como el Senado finalmente aprobaron el proyecto de ley y lo enviaron al Presidente para la aprobación. El 21 de diciembre de 1928, el Presidente Calvin Coolidge firmó el proyecto de ley aprobando el Proyecto. La apropiación inicial de la construcción fue hecha en julio de 1930, cuando a Herbert Hoover ya le habían nombrado Presidente.

1.2 CONTRATISTAS Investigación inicial de la Presa Hoover fue preparada por la Agencia del Departamento de Reclamación, quienes eran responsables por la represa, la planta de energía, y la implementación de canales en todos los estados del oeste. El presidente de la Agencia Arthur Davis, ayudado por el ingeniero civil Frank Crowe, desarrolló un estimado del costo del proyecto. La construcción iba a realizarse bajo contrato con compañías privadas y supervisado por la Agencia. Para los 1930s, La Gran Depresión se había expandido a lo largo de toda la nación haciendo del proyecto una inversión muy costosa para cualquier compañía. Fue entonces que Harry Morrison, Presidente de Morrison-Knudson Co., unió un consorcio de compañías para juntar dinero y aptitudes necesarias para realizar este proyecto. Él también contrató a Frank Crowe, quien estaba ansioso por participar en la construcción. Otros miembros de la asociación incluía: Utah Construction, JF Shea Co., Pacific Bridge Co., MacDonald and Kahn, y Henry Kaiser and Warren Betchel. Juntos la compañía se llamó Six Companies. Con Crowe como superintendente de la construcción, Six Companies ganó el contrato en el 4 de Marzo de 1931, con una oferta de 48.9 millones de dólares. Su oferta fue 24,000

dólares más que el costo estimado, el cual Crowe había desarrollado, y 10 millones menos que la oferta mas próxima.

El contrato para construir la presa fue concedido a Six Companies, Inc. hacia el 11 de marzo de 1931, una empresa conjunta de Morrison-Knudsen Company de Boise, Idaho; Utah Construction Company de Ogden, Utah; Pacific Bridge Company de Portland, Oregón; Henry J. Kaiser & W. A. Bechtel Company de Oakland, California; McDonald y Kahn Ltd. De Los Ángeles; y J. F. Shea Company de Portland, Oregón.

Durante el vertido del hormigón y la parte de curación de la construcción, eran necesarios tubos de agua refrigerada en el hormigón húmedo. Esto debía reducir el calor generado por las reacciones químicas de fraguado y endurecimiento del hormigón. Se calculó que de otra manera, el endurecimiento y la curación de la masa de hormigón podrían durar aproximadamente 120 años. Six Companies, Inc., hizo la mayor parte de este trabajo, pero descubrió que un proyecto de refrigeración tan grande estaba fuera de su capacidad. Por ello la Union Carbide Corporation fue contratada para colaborar en la parte de refrigeración del proyecto de presa. Six Companies, Inc. fue contratada para construir una nueva ciudad para los trabajadores de la construcción, que sería

llamada Boulder City, pero el programa de construcción para la presa fue acelerado para crear más empleos en respuesta al inicio de la Gran Depresión, y la ciudad no estaba lista cuando los primeros trabajadores de la presa llegaron al sitio a principios de 1931. Durante el primer verano de construcción, los trabajadores y sus familias fueron alojados en campos temporales como Ragtown mientras el trabajo en la ciudad progresaba. El descontento con Ragtown y las condiciones de trabajo peligrosas en la presa condujeron a una huelga el 8 de agosto de 1931. Six Companies respondió enviando hombres con armas y garrotes, y la huelga pronto fue anulada. Pero el descontento incitó las autoridades a acelerar la construcción de Boulder City y Ragtown fue abandonada antes de la primavera de 1932. Trabajando en los túneles, muchos trabajadores sufrieron el monóxido de carbono generado por la maquinaria, incluyendo los camiones que conducían. Los contratistas alegaron que la enfermedad era pulmonía y no era su responsabilidad. Algunos trabajadores enfermaron y murieron debido a la supuesta "pulmonía". Ha sido imposible verificar la cantidad oficial de muertes. En un caso llevado a los tribunales, uno de los demandantes (Ed Kraus) dijo que el envenenamiento le había causado impotencia. Esto fue refutado después de que una prostituta en la paga de los contratistas declaró como testigo.

2. LA CONSTRUCCIÓN Los trabajos preliminares para aislar y proteger la obra de las inundaciones se construyeron dos ataguías. La construcción de la ataguía superior comenzó en septiembre de 1932, cuando el río aún no había sido desviado. Un dique temporal en forma de herradura protegió la ataguía sobre el lado de Nevada del río. Después de completar los túneles del lado de Arizona, y de desviar el río, el trabajo adquirió un ritmo mucho más rápido. Una vez que las ataguías fueron completadas y drenada la zona de trabajo, comenzó la excavación para la cimentación de la presa. Para apoyar la presa sobre roca sólida, era necesario quitar todo el material flojo hasta que la roca sólida fuera alcanzada. El trabajo sobre las excavaciones de cimentación fue completado en junio de 1933. Durante las excavaciones para la cimentación fueron retirados aproximadamente 1.150.000 m³ de material. A pesar de que la presa sólo tomaría cinco años para su construcción, su concepto, diseño y planificación para conseguir hacerla realidad llevó casi 30 años. Arthur Davis Powell, ingeniero de la Bureau of Reclamation, desarrolló originalmente la idea y la necesidad de construir la Presa Hoover en 1902. Su informe técnico sobre el terreno, se convirtió en el documento de orientación clave cuando se

hicieron oficiales los planes para comenzar finalmente la presa en 1922.

2.1

EL DESVÍO DEL RÍO Para desviar el flujo del río alrededor de la obra de construcción, se construyeron cuatro túneles de derivación por las paredes del cañón, dos sobre el lado de Nevada y dos sobre el lado de Arizona. Estos túneles tenían 17 m de diámetro. Su longitud combinada era de casi 4880 m. Se comenzó a tunelar en las entradas inferiores de los túneles de Nevada en mayo de 1931. Un poco después, el trabajo comenzó sobre dos túneles similares en la pared del cañón de Arizona. En marzo de 1932 comenzó el trabajo en el revestimiento de los túneles con hormigón. El revestimiento de hormigón es de casi un metro de espesor, reduciendo el diámetro de túnel terminado a 15 m.

En marzo de 1931, Six Companies comenzó a excavar mediante el uso de “Camiones Jumbo”. Estos camiones consistían de una plataforma de múltiples niveles que sostenía 20 a 30 hombres taladrando las rocas simultáneamente en varios puntos. Los hoyos fueron cavados para colocar explosivos. Se uso cerca de una tonelada de dinamita para cada 14 pies (4.3 m) de roca. Eventualmente estos túneles eran 56 pies (17 m) de diámetro y 4,000 pies (1,219 m) de largo. Debido a severos contratiempos en la construcción, el trabajo continuó 24 horas al día, dividido en tres turnos. Cada turno competía el uno contra el otro para ver quién podía excavar más. La competencia sirvió bien al proyecto permitiendo que los túneles sean completados un año antes de lo previsto. Los hombres que trabajaron en los túneles se enfrentaron a condiciones bastante malsanas. No sólo los túneles eran terriblemente calientes durante los meses de verano (alcanzando los 140 grados Fahrenheit) que resultaba en numerosas muertes debido al extremo agotamiento físico, sino que los trabajadores también fueron expuestos a una cantidad excesiva de dióxido de carbono proveniente de los camiones de trabajo. Después de que los túneles fueron excavados, estos fueron alineados con tres pies (0.9 m) de concreto. El concreto estaba compuesto de roca excavada y arena recogida del

lecho de un riachuelo en el lado del río que se encontraba Arizona. Las materias primas fueron traídas a una instalación establecida cerca del emplazamiento para convertirlas en concreto. Mientras tanto, especiales tuberías Penstock fueron construidas en la fábrica Bobcock & Wilcox Co. particularmente para el proyecto. Cada pieza de tubería era de 8.5 a 30 pies (2.6 a 9.1 m) de diámetro, 5/8 a 2.75 (1.6 a 7 cm.) de grosor y 11 pies (3.4 m) de largo. Dos piezas juntad formaban una sección de la tubería, pesando aproximadamente 150 a 184 toneladas. El acero para las tuberías era traído del Este en grandes planchas. Cada plancha era curvada y formaba 1/3 de un pedazo completo de tubería. Cada sección de la tubería era después transportada desde la instalación de Bobcock & Wilcox Co. hacia los túneles y puesta en su lugar En otoño de 1932, el lado del túnel donde se encontraba Arizona fue abierto y con la ayuda de ataguías fue posible desviar el río para prepararse para la construcción de la represa. 2.2

EL SANEADO DE LAS ROCAS Antes de que la construcción pudiera comenzar, la roca floja tuvo que ser quitada de las paredes del cañón. Los hombres encargados del trabajo debían bajar las paredes de cañón amarrados a cuerdas y trabajaban con martillos neumáticos y dinamita para quitar la roca floja.

Antes de que cualquier concreto pueda ser puesto, más trabajo en la superficie tenía que completarse. Los precipicios del cañón tenían que despejarlos de cualquier roca que se encontraba inestable y el suelo tenía que ser excavado de rocas y sedimento hasta alcanzar la sólida bedrock. Los "high scalers" despejaban escombros de las paredes de los precipicios colgándose en sogas y taladrando hoyos para poner explosivos. El peligro de este trabajo era acompañado de un alto pago. En totalidad, aproximadamente 1.5 millones de yardas cúbicas (1.1 millones de m3) de material fue excavado de las paredes y el suelo del cañón. La primera carga de concreto fue puesta en Junio del 1933. El concreto fue transportado a través de largas vigas dentro de cajones de fondo móvil de ocho-yardas cúbicas (6.1-m3) La Presa Hoover fue formada con 230 piezas separadas de concreto, cada una midiendo cinco pies (1.5 m) de grosor, pero de anchos variados. Las piezas juntas crearon una monolítica pared de 726 pies (221 m) de alto y 1,244 pies (379 m) de largo. Si la represa hubiera sido compuesta por una única pieza de concreto, hubiera tomado más de 100 años en enfriarse. Cada sección fue compactada y enfriada por separado. El proceso de enfriamiento fue realizado por medio de incrustar tuberías de acero en donde circulaba agua helada a través de los bloques entrelazados de concreto. Las

tuberías fueron eventualmente llenadas de concreto para fortificar la estabilidad de las paredes. La última pieza de concreto fue puesta en Mayo de 1935.

2.3

EL VERTIDO DEL HORMIGÓN El primer vertido de hormigón se realizó en la presa el 6 de junio de 1933. Ninguna estructura de la magnitud de la Presa Hoover había sido construida antes. Muchos de los procedimientos usados en la construcción de la presa nunca habían sido probados. Uno de los problemas que afrontaron los diseñadores era la retracción del hormigón en la presa. Más que como un bloque único de hormigón, la presa fue construida como una serie de ménsulas trapezoidales para permitir disipar el enorme calor producido por el curado del hormigón. Los ingenieros calcularon que si la presa fuera construida en un solo bloque, el hormigón habría necesitado 125 años para enfriarse a temperatura ambiente.

Las tensiones resultantes habrían agrietado la presa y ésta se habría destruido. No era suficiente colocar pequeñas cantidades de hormigón en columnas individuales. Para acelerar la refrigeración de hormigón de modo que la siguiente capa pudiera ser vertida, se insertaron tubos de acero de una pulgada.Cuando se vertía el hormigón, el agua del río circulaba por estos tubos. Una vez que el hormigón había recibido una primera refrigeración inicial, enfriaban el agua en una planta de refrigeración sobre la ataguía inferior y la encauzaban de nuevo por los tubos para terminar la refrigeración. Cuando cada bloque se había enfriado adecuadamente, los tubos se cortaban y se les inyectaba lechada a presión.

3. LA CENTRAL ELÉCTRICA La excavación para la central eléctrica se realizó junto con las necesarias para la cimentación de la presa y estribos. Las excavaciones para la estructura en forma de U localizada en la base río abajo de la presa se completaron a finales de 1933. Conjuntamente a éstas labores, el primer vertido de hormigón fue realizado en noviembre de 1933. Los generadores en la Central eléctrica de la presa comenzaron a transmitir la energía eléctrica del Río Colorado una distancia de 364 kilómetros a Los Ángeles, California el 26 de octubre de 1936. Unidades de generación adicionales fueron añadidas hasta 1961. El agua que fluye del Lago Mead

a la central eléctrica alcanza una velocidad de aproximadamente 135 kilómetros por hora cuando alcanza las turbinas. Los diecisiete generadores de turbina principales en ésta central eléctrica generan un máximo de 2074 megavatios de energía hidroeléctrica. Todas las centrales hidroeléctricas generan una cantidad variable de energía que, según la demanda, varía a lo largo del día. De hecho, una gran ventaja de la energía hidroeléctrica es la capacidad de responder rápida y fácilmente dicha variación de demanda. El plan original de Arthur Davis para la Presa Hoover incluía una central de energía dado a que él creía que ésta podía recuperar bastante de los costos de la construcción. La planta está ubicada al pie de la represa con secciones que se estrechan en los dos lados del río. Cada sección mide 650 pies (198 m) de largo, con un combinado 10 acres (4 ha) de piso. Hay 17 turbinas principales que combinadas suman 2, 998,000 caballos de fuerza. De estas 17 turbinas, 15 tienen 178,000 caballos de fuerza, una tiene 100,000 caballos de fuerza, y otra es una turbina hidráulica vertical de claseFrancis con 86,000 caballos de fuerza. El promedio de generación anual neto de la central del 1947 hasta el 2005 fue cerca de 4.4 billones de horas-kilovatios. El agua es transportada hacia la planta a través de cuatro torres válvula de admisión, dos a cada lado del río. Ventanillas

de entrada en las unidades controlan la cantidad de agua que entra y sale de las válvulas. El agua después fluye hacia abajo dentro de 500 pies (152 m) de tubería Penstock para girar las ruedas de las turbinas y finalizando el agua es descargada de regreso al río. La energía hidroeléctrica producida es vendida a los estados de alrededor. El ingreso creado por la planta recuperó la mayor parte de los costos de operación, mantenimiento, y construcción para el 1987.

4. ESTILO ARQUITECTÓNICO Los proyectos iniciales para la fachada terminada tanto de la presa como de la central eléctrica consistieron en una pared simple, sin adorno de hormigón, coronada con una balaustrada de inspiración gótica, y una central eléctrica que parecía un depósito industrial. Este diseño inicial fue criticado por muchos por ser demasiado simple para un proyecto de tal escala. El arquitecto Gordon B. Kaufmann fue contratado para diseñar el exterior. Kaufmann aerodinamizó los edificios, y aplicó un estilo de Art Deco elegante al proyecto con torrecillas esculpidas que se elevan sin costuras de la cara de presa y caras de reloj sobre el juego de torres de entrada para

husos horarios de Montaña y Océano Pacífico. La Presa de Hoover hoy es considerada uno de los ejemplos más finos de Art Deco en todo el mundo. La presa y la central eléctrica son gestionadas por el Bureau of Reclamation del Departamento de Interior.

5. USO PARA TRANSPORTE POR CARRETERA La Presa Hoover también sirve como un cruce para la U.S. Route 93 (Nevada). Esto cambió en octubre de 2010 cuando el Puente Mike O'Callaghan-Pat Tillman Memorial fue inaugurado como parte del Proyecto de Carretera de la Presa de Hoover. El tramo de la Ruta estadounidense 93 que cruza la Presa Hoover es inadecuado para el aumento del tráfico. Tiene un único carril para cada dirección, varias curvas estrechas y peligrosas y distancias de visibilidad escasas. Tras el 11 de septiembre de 2001, el tráfico de camiones sobre la Presa

Hoover ha sido desviado al sur en un esfuerzo para salvaguardar la presa de explosiones. La carretera de circulación y el puente son necesarios para mejorar los viajes, sustituir la calzada peligrosa, y reducir la amenaza de un ataque o un accidente potencial.

6. EL LAGO MEAD, LA RESERVA El Lago Mead es el lago antropogénico y reserva más grande en los Estados Unidos. Es un subproducto de la construcción de la Presa Hoover. Nombrado en honor a Elwood Mead, comisionado de la Agencia de Reclamación de los Estados Unidos del 1924 al 1936, el lago se extiende 110 millas (177 Km.) detrás de la represa y contiene 31 millones de acres-pies (3.8 millones de ha m) de agua.

7. ESTADÍSTICAS  Periodo de construcción: 20 de abril de 1931, 1 de marzo de 1936  Coste de construcción: 49 millones de dólares (676 millones con ajuste de inflación).  Muertes: 96  Altura: 221,4 m.  Longitud: 379, 2 m.

 Grosor 200 m en su base, 15 m en la coronación.  Hormigón: 3,33 millones de m³.  Potencia: 2074 megavatios.  Accidentes durante la construcción: 107.  Tráfico sobre la presa: entre 13.000 y 16.000 personas/día.  Área del lago embalsado: 639 km².  Volumen embalsado: 35,3 km³.