Presas Derivadoras

Las presas derivadoras son estructuras clave en la gestión de recursos hídricos, diseñadas para elevar el nivel de los ríos y derivar agua hacia sistemas de riego o abastecimiento. Estas presas se clasifican por material, manejo de flujo y forma, e incluyen elementos como la cortina, bocatoma y desarenador. Además, cuentan con estructuras auxiliares como escalas para peces y esclusas para navegación, esenciales para la protección del ecosistema y la funcionalidad de la presa.

Concepto y Función de las Presas Derivadoras

Las presas derivadoras son infraestructuras hidráulicas fundamentales que se construyen a través de los cauces de los ríos con el objetivo de elevar su nivel y derivar parte del caudal hacia sistemas de riego o para abastecimiento de agua. Estas presas son particularmente útiles en situaciones donde la demanda de agua es consistente pero no excede el caudal del río, evitando así la necesidad de almacenamiento extensivo. Su diseño permite que el agua exceda el nivel del río por uno de sus bordes y sea canalizada hacia las áreas que requieren suministro, optimizando el uso del recurso hídrico sin interrumpir significativamente el flujo natural del río.

Presa de derivación en funcionamiento con compuertas metálicas parcialmente abiertas, agua fluyendo y trabajadores en plataforma, rodeada de paisaje natural.

Clasificación de las Presas Derivadoras

Las presas derivadoras se pueden clasificar de acuerdo con varios criterios, que incluyen el tipo de material utilizado en su construcción, el manejo del flujo de agua, la forma de su eje en planta y la carga sobre la cresta. Las presas rígidas se fabrican con materiales como concreto o mampostería, mientras que las flexibles utilizan materiales como rocas o geomembranas, y las mixtas combinan ambos. En cuanto al manejo de avenidas, se dividen en presas vertedoras, que permiten el paso del exceso de agua, y no vertedoras. Según la forma de su eje, pueden ser rectas o curvas, y en relación con la carga sobre la cresta, se clasifican en presas controladas, que regulan el flujo de agua, o sin control, que permiten un flujo constante.

Elementos Constitutivos de una Presa Derivadora

Una presa derivadora se compone de elementos esenciales y auxiliares que garantizan su funcionalidad y eficiencia. Los componentes esenciales incluyen la cortina o dique derivador, que es la estructura principal para la elevación del agua; la bocatoma, que es la entrada del canal de derivación; y el desarenador, que protege el sistema de la acumulación de sedimentos. Los elementos auxiliares, como las escalas para peces, las esclusas para navegación, los pasos para troncos y los bordos de protección, son igualmente importantes, ya que aseguran la protección del ecosistema, facilitan la navegación y previenen la obstrucción del flujo de agua.

La Cortina o Dique Derivador y la Bocatoma

La cortina o dique derivador es el componente que obstruye el río y eleva el nivel del agua, permitiendo su desvío a través de la bocatoma. Esta estructura está diseñada para manejar el flujo de agua, ya sea permitiendo que se vierta sobre ella o a través de compuertas. La bocatoma es la estructura que canaliza el agua elevada hacia el sistema de distribución. Su diseño y ubicación son críticos para la eficiencia del sistema, buscando siempre minimizar los costos de construcción y mantenimiento, y se prefiere que esté alineada con el eje del dique para optimizar el flujo de agua.

Funcionamiento y Diseño del Canal Desarenador

El canal desarenador es una estructura vital que previene la acumulación de sedimentos en la bocatoma, asegurando un flujo constante y sin obstrucciones. Este canal puede operar en modo cerrado, actuando como un tanque de sedimentación, o en modo abierto, facilitando la eliminación de sedimentos. Su diseño debe permitir velocidades de flujo adecuadas para la sedimentación de partículas durante la operación normal y para el arrastre de sedimentos durante los periodos de limpieza, garantizando así la longevidad y eficacia del sistema de derivación.

Estructuras Auxiliares y su Importancia

Las estructuras auxiliares en una presa derivadora cumplen funciones vitales que apoyan y mejoran la operación principal de la presa. Los bordos de protección evitan inundaciones al contener el agua remansada, las escalas para peces aseguran la continuidad ecológica permitiendo la migración de especies acuáticas, las esclusas para navegación posibilitan el paso de embarcaciones y los pasos para troncos previenen la acumulación de material leñoso. Estas estructuras son esenciales para mantener la funcionalidad integral de la presa, protegiendo el medio ambiente y permitiendo usos múltiples del cuerpo de agua.

Cálculo Hidráulico y Diseño de Compuertas

El diseño hidráulico de una presa derivadora requiere cálculos precisos para determinar las dimensiones y el funcionamiento de elementos críticos como la bocatoma y el canal desarenador. Para la bocatoma, se calculan las dimensiones de la abertura y la capacidad del sistema de elevación de las compuertas. En el caso del canal desarenador, se definen las características geométricas y se seleccionan compuertas radiales para su control. Además, se incluye el diseño del vertedor de excedencias, donde se calcula el caudal de avenida máxima y se determinan las dimensiones adecuadas para manejar el exceso de agua de manera segura y eficiente.

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