Beneficios y Efectos del Empuje Hidrostático en Presas: Pantallas Impermeabilizadoras

Beneficios del Empuje Vertical en Presas con Talud

Pregunta: ¿Qué beneficios otorga el empuje vertical si el paramento húmedo de una presa es tendido (con talud)?

Respuesta: Cuando una presa tiene un paramento húmedo con talud, parte del agua se sitúa por encima de este. Esto genera una componente vertical del empuje hidrostático que actúa como fuerza estabilizadora. Esta componente crea un momento estabilizador con respecto al punto de vuelco, mejorando la estabilidad general de la presa.

Efectos del Empuje Hidrostático en Presas de Arco

Pregunta: Explique los efectos del empuje hidrostático en presas de arco.

Respuesta: En las presas de arco, el empuje hidrostático hace que la estructura trabaje principalmente a compresión. Este estado tensional es beneficioso porque reduce significativamente la formación de fisuras en el material. Al haber menos fisuras, se minimiza el impacto negativo de las presiones intersticiales.

La presión intersticial es una solicitación que aparece cuando el agua penetra en la estructura. Esta infiltración provoca cambios tensionales en el material y puede deteriorar las armaduras (si las hubiera).

Cuando el embalse está lleno, una presa de arco funciona, como su nombre indica, como un arco, transmitiendo las cargas a los estribos. Sin embargo, cuando el embalse está vacío, la presa debe ser verificada también en esta condición. Debido a cuestiones constructivas (control del calor de hidratación), las presas se hormigonan en bloques. Estos bloques crean juntas que, aunque se rellenan posteriormente, no constituyen una unión perfecta. Por lo tanto, con el embalse vacío, la presa trabaja en voladizo (como una ménsula), como se muestra en los esquemas (Nota: Los esquemas no se incluyen en este texto, pero deberían ser considerados en un documento completo).

Es importante destacar que, en una presa de arco, los empujes verticales pueden ser desestabilizadores, a diferencia de lo que ocurre en una presa de gravedad con paramento húmedo con talud, donde son estabilizadores.

Funciones de una Pantalla Impermeabilizadora en la Base de una Presa

Pregunta: Explique las funciones de una pantalla impermeabilizadora ubicada en la base de una presa. ¿Para qué se coloca el dren aguas debajo de la misma? Dibuje el perfil de subpresiones para una presa con y sin pantalla impermeable.

Respuesta: La función principal de una pantalla impermeabilizadora es impedir o reducir significativamente la filtración de agua por debajo de la presa. Esta filtración es muy perjudicial porque puede:

• Generar un empuje vertical ascendente (subpresión) que reduce la estabilidad de la presa.
• Causar problemas de erosión interna y desestabilización del terreno de cimentación.

El dren, colocado aguas abajo de la pantalla, tiene como objetivo captar y evacuar el agua que haya podido filtrarse, controlando así las subpresiones y evitando que alcancen valores críticos. (Nota: Los diagramas de subpresiones con y sin pantalla no se incluyen en este texto, pero son esenciales para una correcta comprensión. Se recomienda incluir diagramas que muestren una reducción lineal de la subpresión con la pantalla y una distribución más desfavorable sin ella).