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CRITERIOS GENERALES DE DISEÑO DE PRESAS


El agua es el recurso natural más importante de la tierra. Durante mucho tiempo se pensó que el agua era un recurso infinito de poca importancia y nunca se pensó que esta amenazaría con faltar algún día. Hoy en todas las partes del mundo el agua se convierte en el líquido más preciado y necesitado.
El agua es el elemento fundamental para la subsistencia del hombre, los animales y las plantas. El gran aumento de la población, el desarrollo industrial, energético, agropecuario, terrestre y las necesidades domésticas son factores que han coincidido a que el agua sea considerada como una de las sustancias más complicadas y difíciles de obtener en un estado limpio. El agua es considerada como uno de los recursos más importantes que nos brinda la naturaleza para el desarrollo económico.
El aprovechamiento racional de los recursos hídricos y el uso óptimo llevó al hombre a determinar la gran importancia de las presas.

 
Dado que entre los ciclos hidrológicos y las necesidades humanas generalmente no existe coincidencia, el hombre ha concebido las presas para neutralizar esta diferencia. Dando así seguridad y economía en la dotación y el aprovechamiento hídrico.
Una presa es una estructura que se interpone a una corriente de agua para embalsarla y/o desviarla para su posterior aprovechamiento o para proteger una zona de sus efectos dañinos.
Las funciones de una presa son:
a) Conservación: interceptar la escorrentía y almacenar en época de lluvias, para su utilización durante el periodo de estiaje.
b) Control de crecidas: regulación de las crecidas a través del almacenamiento de los picos para posteriormente liberar gradualmente.
Los motivos principales para construir presas son concentrar el agua de una cuenca hidrológica que confluye a un río, en un sitio determinado, lo que permite producir energía para generar electricidad, regular el agua, dirigirla hacia canales y sistemas de abastecimiento, aumentar la profundidad de los ríos para hacerlos navegables, controlar el caudal de agua durante los periodos de inundaciones y sequía, y crear pantanos para actividades recreativas.
Una presa debe ser impermeable, las filtraciones a través o por debajo de ella deben ser controladas al máximo para evitar la salida del agua y el deterioro de la propia estructura. Debe estar construida de forma que resista las fuerzas que se ejercen sobre ella. Estas fuerzas que los ingenieros deben tener en cuenta son: la gravedad (que empuja a la presa hacia abajo) la presión hidrostática (la fuerza que ejerce el agua contenida), la presión hidrostática en la base (que produce una fuerza vertical hacia arriba que reduce el peso de la presa), la fuerza que ejercería el agua si se helase, y las tensiones de la tierra, incluyendo los efectos de los sismos.
Además, la presa debe contar con obras complementarias que permitan el paso del agua no embalsada y con estructuras de toma para captar y entregar el agua embalsada a los usuarios del sistema.
Hasta en los tiempos modernos todas las presas de tierra se proyectan con procedimientos empíricos y la literatura de ingeniería está repleta de relatos de las fallas. El rápido avance de la mecánica de suelos, a dado por resultado el desarrollo de procedimientos de proyectos muy mejorados para las cortinas de tierra, estos procedimientos constan de investigaciones previas de las cimentaciones y del estudio de los materiales de construcción; aplicación de los conocimientos y técnicas de la ingeniería al proyecto; y métodos de construcción cuidadosamente proyectados y controlados.
En un contexto internacional, la utilización apropiada y oportuna de los recursos hídricos sigue siendo una de las contribuciones más vitales del ingeniero civil a la sociedad.
Cada presa es una estructura única. Independientemente de su tamaño y tipo, su respuesta a las cargas y su relación interactiva con la hidrología y la geología del sitio son de gran complejidad. Por esto, y como reflejo de la naturaleza más o menos indeterminada de muchas de las variables de diseño más importante, la ingeniería de presas no es una ciencia formal y definida. Tal como se practica, es una actividad de gran especialización que se nutre de muchas disciplinas científicas y las equilibra teniendo en cuenta un elemento bastante importante: el criterio ingenieril. Por tanto, la ingeniería de presas es un campo con grandes retos y esfuerzos.