Principales tipos de presas y su clasificación

¡Hola otra vez! Dado el éxito del post recopilatorio sobre las plataformas offshore, he decidido repetir la fórmula y hacerte un pequeño resumen sobre los tipos de presas más importantes. Además, así doy pie a futuros artículos que yo creo que pueden ser muy útiles y prácticos, algo que echo en falta en el blog. 😉

¡Manos a la obra!

Desde un punto de vista general, las presas tienen dos funciones principales: retener y aumentar la lámina de agua. Para ello deben ser impermeables, de manera que no dejen pasar el agua a su través y, obviamente, resistentes ante los empujes que ésta ejerce sobre el cuerpo de presa.

¿Cuántos tipos de presas existen?

Aunque existen numerosas tipologías de presas, en líneas generales podemos clasificarlas en dos grandes grupos: presas de fábrica (de hormigón) y presas de materiales sueltos, siendo estas últimas las más comunes por su versatilidad.

Principales tipos de presas
Tipos de presas | Imagen modificada. Fuente original: webaero.net

A) Presas de fábrica

Se tratan de presas relativamente esbeltas, construidas con hormigón (aunque antes se construían mediante mampostería). Este tipo de presas podemos subclasificarlas a su vez en tres grandes grupos:

1) Presas de Gravedad

El mecanismo resistente de este tipo de presas es, principalmente, el rozamiento del cuerpo de presa con el terreno sobre el que se apoya debido a su gran peso (resistencia al deslizamiento). Además, para evitar el vuelco, la resultante de los empujes del agua y el peso propio debe estar contenida en la base del cuerpo de presa.

esquema presa gravedad

Se construyen con hormigón en masa prácticamente en su totalidad, armándose únicamente en puntos concretos sometidos a fuertes tracciones como las galerías. Son presas trabajan a compresión, por lo que las tracciones se deben controlar cuidadosamente, siendo el pie de aguas arriba uno de los puntos más problemáticos.

Se pueden distinguir dos tipologías constructivas. Por un lado están las presas de fábrica de hormigón vibrado, es decir, convencional. Por otro están las de hormigón compactado con rodillo (HCR).

Inicialmente, el cuerpo tenía un perfil rectangular (véase los casos de TIBI, 1594, y NIJAR, 1840) con el aliviadero fuera del cuerpo de presa. Posteriormente, y apoyándose en la teoría de Navier (1826), Sazilly en 1850 llegó a la conclusión de que el perfil más eficiente era el triangular, mejor relación economía y resistencia. Posteriormente se comenzó a colocar el aliviadero sobre el cuerpo de presa.

El último gran salto, y gracias al cual se consiguen los mejores resultados, resultó de combinar la sección triangular con una planta curva, mejorando la resistencia del conjunto.

En cuanto a las dimensiones, la anchura de la base suele estar en torno al 80% de la altura de la presa.

2) Presas arco

Basadas en el concepto de antifunicular, este tipo de presas resisten por su forma. El arco resulta ser antifunicular de la carga radial repartida uniformemente, es decir, un arco sometido a este tipo de cargas trabaja únicamente a axil. Dicho arco transmite esos esfuerzos de compresión a los estribos de la cerrada, por lo que estos deben tener gran resistencia.

esquema presa arco En este punto aparecen dos limitaciones, o más bien condiciones, para la construcción de este tipo de presas:

  • Gran capacidad resistente de los estribos.
  • Una cerrada que cumpla ciertas características de geométricas, o de forma, cuanto más simétrica mejor.

La sección del cuerpo de esta tipología de presas puede ser de tres tipos:

  • Presa arco: sección trapezoidal de planta curva.
  • De doble curvatura: sección curva de planta curva. También se conocen como presas en bóveda.
  • Arco-gravedad: presas en las que, por problemas de resistencia en los estribos, se construye un cuerpo de presa menos esbelto de forma que el peso de la presa ayude a resistir los esfuerzos.

Son presas más esbeltas que las de gravedad. En el caso de las de arcos y bóveda, la base es del 20 al 40% de la altura. En cuanto a las presas arco-gravedad, la esbeltez se reduce un poco, estando entre el 40 y el 60% de la altura de la presa.

presa boveda hoover
Presa Hoover (Estados Unidos)

3) Presas Aligeradas o de Contrafuertes.

Este tipo de presas poseen un mecanismo resistente similar al de las presas de gravedad. Se trata de presas en las que la “cabeza” está inclinada y apoyadas sobre unos elementos más largos denominados “colas” que se colocan aguas abajo sujetando la cabeza a lo largo del cuerpo de presa.

esquema presas aligeradas

A diferencia de las de gravedad, carecen prácticamente de supresión, lo que junto a la contribución del peso de la cuña de agua sobre la cabeza, hace que tengan mucha menos masa de hormigón. En cuanto a las dimensiones, el ancho de la base es del orden de la altura de presa.

Sin embargo, la complejidad de su forma, a diferencia de las presas de gravedad convencionales, hace que requieran de gran cantidad de mano de obra por lo que pese a tener menos material resultan mucho más caras. Hoy en día prácticamente no se construyen.

presa aligerada contrafuertes
Presa de Roselend (Francia)

B) Presas de materiales sueltos

Las presas de materiales sueltos son presas muy versátiles que se construyen prácticamente con cualquier material, por lo que son las más abundantes en el mundo. Tienen sección trapezoidal y son mucho menos esbeltas que las presas de fábrica, siendo su principal característica la zonificación de sus materiales, es decir, cada tipo de material se coloca donde mejor ejerce su función.

esquema presa materiales sueltos

Se clasifican en tres grandes grupos según sea el elemento impermeable que empleen:

1) Presas homogéneas

Hacen uso del mismo material impermeable en todo el cuerpo de presa. Se emplean en alturas pequeñas y medias siendo el ancho de su base en torno a 6 y 8 veces la altura de presa.

presa materiales sueltos homogenea

2) Presas de núcleo

Poseen un núcleo impermeable en su parte interna, arropado por un material resistente tipo escollera. A su vez, se pueden subclasificar según la morfología del núcleo (delgado o grueso) y su inclinación (núcleo inclinado).

El núcleo inclinado aporta ventajas desde el punto de vista de la seguridad y la construcción.
Se construyen de todos los tamaños con una anchura de base entre 4 y 6 veces la altura de presa.

presas materiales sueltos con nucleo

3) Presas de Pantalla

Poseen una pantalla impermeable que se apoya sobre el talud de aguas arriba del cuerpo de presa. Se clasifican en función del material de dicha pantalla: hormigón (presas grandes, medianas y pequeñas), pantalla asfáltica (presas medianas y pequeñas) y pantalla plástica (presas pequeñas). El ancho de la base suele ser el triple de la altura de presa.

presas de materiales sueltos con pantalla

Las presas de materiales sueltos, en cualquiera de sus modalidades, son las más empleadas en todo el mundo gracias a su gran versatilidad. En España, sin embargo, existe un mayor número de presas de fábrica debido a la existencia de buenas y numerosas cerradas.

presa materiales sueltos
Presa W.A.C. Bennett (Canada)

¿Te interesa saber un poco más sobre alguno de estos tipos? ¿Echas en falta algo o ves alguna errata? ¿Te quieres meter conmigo por mis intentos de esquemas? Anímate a comentar, me gustaría saber tu opinión. 🙂

¡Saludos!

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20 comentarios en «Principales tipos de presas y su clasificación»

  1. Una presa es la infraestructura de mayor riesgo ,mas que un puente,un edificio,una carretera,una linea de fc.El motivo es el factor meteorologico ,no el constructivo.El meteorologico es la estimacion de las maximas avenidas de los afluentes,segun el periodo de años que se considere en las estadisticas existentes.Esta estimacion interviene en el dimensionamiento y grafica hidrailica de los aliviaderos , asi como en el cuenco amotiguador,todo lo cual es de mayor riesgo que la propia resistencia de la contruccion.Las maximas avenidas no contenidas pueden originar catastrofes ,inundaciones en las riberas del rio.

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  2. buenas días quisiera que me ayudaran con un trabajo de las prensas hidroeléctricas y geotérmicas de el salvador necesito los tipos y funciones

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  3. Tío, muchísimas gracias, me has salvado un trabajo, tengo que hacer 10 hojas y llevo casí 2 con todo lo que hay en este blog. Gracias a ti he aprendido muchísimo, sigue así!! Cuando tenga otro trabajo, ya te visitaré.

    Un saludo.

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  4. Hola muy bueno tu articulo! La verdad que me encanto y me esta ayudando en el trabajo que estoy haciendo. Me gustaría que hablaras sobre las fuerzas actuantes sobre las presas…Y de los desagües de fondo y medio fondo.
    Mis Saludos desde Argentina!

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  5. Buen blog. Esta entrada la tengo exactamente igual en mis apuntes de clase (incluso con los mismos esquemas y aclaraciones), veo que nos dio la clase el mismo profesor jajajaja.

    Saludos.

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  6. Me ha gustado mucho. No he podido ver si hay algún post sobre aliviaderos. No soy ingeniera ni nada pero el saber no ocupa lugar. Según lo que llevo leído hasta ahora, los aliviaderos ¿servirían para evitar, por ejemplo, que suba más de un nivel el agua del embalse y las compuertas (qué no sé bien donde se sitúan), es para «evacuar» el agua al curso de agua?¿o me equivoco y los aliviaderos sirven como lo he denominado «compuerta»?.
    He estado buscando imágenes de aliviaderos y me resultan unas estructuras muy curiosas. ¿Podría ser un tema a desarrollar en un post?. Por ejemplo, saber qué tipos de aliviaderos hay y a qué altura del embalse se ponen, relación entre el número de aliviaderos a poner y volumen a desalojar?
    Un saludo

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  7. Hola Ángel, hoy dando un paseo matutino, me he encontrado con una pequeña joya que no conocía, a pesar de vivir muy cerca de ella. Se trata de una antigua presa de una ferrería de los S XVII y XVIII posteriormente reconvertida en molino en los S XIX y principios del XX. Desconozca la fecha exacta de la construcción de la presa, a lo mejor la conoces y me puedes dar algún dato. La ferrería es esta http://www.bizkaia.eus/Kultura/Ondarea_Bizkaia/pdf/ondare/147%20c.pdf y las fotos de la presa las puedes ver en https://www.facebook.com/photo.php?fbid=10209576872279897&set=pcb.10209576952481902&type=3&theater Si necesitas algún dato adicional me puedes enviar un correo o escribir un mensaje en alguna de las fotografías. Gracias por anticipado.

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    • Hola Arturo,

      La respuesta es muy extensa para un comentario. Quizás lo deje para un artículo futuro, si consigo sacar un momento.

      Un saludo y gracias por tu comentario.

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  8. Hola, muy interesante el artículo. Felicitaciones. Soy docente y estamos estudiando en classe los tipos de estructuras.

    Por lo que entiendo las presas de arco son una estructura semejante a los grandes edificios abovedados como una catedral, pero trasladado a un esfuerzo en el plano horizontal. Por ello se podrían considerar a grandes rasgos una estructura abovedada moderna, que claro emplea hormigon armado que a su vez tiene una estructura interna entramada que lo hace más resistente.

    Tal y como lo veo en una presa de arco, lo que se hace es transmitir la presión del agua a través del arco hacia los «pilares» de la presa, que no son ni más ni menos que las rocas que hay a los dos lados de la garganta, que són las que soportan el esfuerzo de compresión. Por ello sólo se pueden construir en sitios muy concretos y preparando antes bien el terreno para asentar el arco sobre roca sólida y resistente.

    ¿Es así, o se me escapa algo?
    Un saludo

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    • Hola Joan, no es exactamente el mismo caso por el tipo de carga que resisten (el agua presiona siempre perpendicular a la superficie mientras que las cargas propias son por lo general verticales) pero si que, cómo dices, es semejante. Pero ten cuidado, este tipo de presas son de hormigón en masa ya que únicamente trabajan a compresión (aunque si que es verdad que existen armados puntuales en ciertos puntos del cuerpo de presa). El acero del hormigón solo se pone para suplir la carencia de éste ante esfuerzos de tracción.

      Me alegro que te haya servido para tus clases.

      ¡Un saludo!

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  9. Buen dia señor angel amador.. tendria algun correo para comunicarme con usted y poder hacerle unas preguntas que se que me ayudaria en mucho???

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  10. Hola, gracias por tan interesante tema. He querido construir una presa empiricamente para almacenar un poco de agua de lluvia y ahora con tu informacion me inclinaria por una de PANTALLA, ya que es algo pequeño y ademas pretendo hacer algo economico. Mi propiedad es un suelo quebrado hondulado y solo corren aguas pluviales) Agradeceria tu opinion. Saludos cordiales desde Guatemala

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    • Hola Ricky. No se tu caso particular, pero por lo que me cuentas entiendo que lo que quieres hacer es una pequeña balsa para almacenar el agua de lluvia. La solución es muy distinta a las descritas en este post ya que tendrías que impermeabilizar la totalidad de la superficie para evitar filtraciones (ten en cuenta que al no estar situada en un cauce natural). En cualquier caso te recomiendo que consultes a un profesional especializado en soluciones de este tipo para que evalúe tu situación.

      Un saludo y espero haberte ayudado.

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  11. Hola me ha parecido muy interesante, desconozco los objetivos del blog y a quien va dirigido, pero desde el punto de vista del profano me faltan explicaciones o aclaraciones de conceptos que das por supuestos. Un saludo.

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    • Hola! La verdad es que yo no lo tengo del todo claro todavía hehe ¿Qué es lo que echas en falta o no terminas de ver? En cualquier caso es un post muy general cuyo objetivo principal es hacer una clasificación de los distintos tipos de presas. Luego, de ahí se pueden hacer artículos más específicos en cuanto a resistencia, funcionamiento, criterios de elección de una u otra tipología… Es un tema muy amplio.

      ¡Ah! Y una ultima cosa, ¿cómo has encontrado este post? ¿Buscabas algo en concreto? Quizás me ayudes a fijar un poco la línea editorial. 🙂

      Un saludo y gracias de antemano.

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    • Gracias por el comentario Roberto. Las verdad es que no puse nombres porque solo quería ilustrar un poco cada tipo con imágenes de presas reales, pero si que es verdad que estaría bien decir dónde están.

      Gracias por el consejo y me pongo a ello. 🙂

      Un saludo!

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