Presa de terraplén
Una presa de terraplén es una gran presa artificial . Por lo general, se crea mediante la colocación y compactación de un montículo semiplástico complejo de varias composiciones de suelo o roca. Tiene una cubierta natural impermeable semipermeable para su superficie y un núcleo denso e impermeable. Esto hace que la presa sea impermeable a la erosión superficial o por infiltración . [1] Tal presa está compuesta de partículas de material independientes fragmentadas. La fricción y la interacción de las partículas unen las partículas en una masa estable en lugar del uso de una sustancia cementante. [2]
Las presas de terraplén vienen en dos tipos: la presa rellena de tierra (también llamada presa de tierra o presa de terreno) hecha de tierra compactada y la presa rellena de roca . Una sección transversal de una presa de terraplén muestra una forma como un banco o una colina. La mayoría tiene una sección central o núcleo compuesto por un material impermeable para evitar que el agua se filtre a través de la presa. El núcleo puede ser de arcilla, hormigón o hormigón asfáltico . Este tipo de presa es una buena opción para sitios con valles amplios. Se pueden construir sobre roca dura o suelos más blandos. Para una presa de escollera, la escollera se detona con explosivos para romper la roca. Además, es posible que sea necesario triturar los pedazos de roca en grados más pequeños para obtener el rango correcto de tamaño para usar en una presa de terraplén. [3]
La construcción de una presa y el llenado del depósito detrás de ella impone un nuevo peso en el suelo y los lados de un valle. El estrés del agua aumenta linealmente con su profundidad. El agua también empuja contra la cara aguas arriba de la presa, una estructura no rígida que bajo tensión se comporta semiplásticamente y provoca una mayor necesidad de ajuste (flexibilidad) cerca de la base de la presa que a niveles de agua menos profundos. Por lo tanto, el nivel de tensión de la presa debe calcularse antes de la construcción para garantizar que no se supere el umbral del nivel de rotura. [4]
El desbordamiento o desbordamiento de una presa de terraplén más allá de su capacidad de aliviadero provocará su eventual falla. La erosión del material de la presa por el desbordamiento de la escorrentía eliminará masas de material cuyo peso mantiene la presa en su lugar y contra las fuerzas hidráulicas que actúan para mover la presa. Incluso un pequeño flujo de desbordamiento sostenido puede eliminar miles de toneladas de suelo sobrecargado de la masa de la presa en cuestión de horas. La remoción de esta masa desequilibra las fuerzas que estabilizan la presa contra su embalse, ya que la masa de agua aún embalsada detrás de la presa presiona contra la masa aligerada del terraplén, aligerada por la erosión superficial. A medida que la masa de la presa se erosiona, la fuerza ejercida por el embalse comienza a mover toda la estructura. El terraplén, al no tener casi ninguna fuerza elástica, comenzaría a romperse en pedazos separados, permitiendo que el agua embalsada fluya entre ellos,erosionando y eliminando aún más material a medida que pasa. En las etapas finales de falla, las piezas restantes del terraplén casi no ofrecerían resistencia al flujo del agua y continuarían fracturandose en secciones cada vez más pequeñas de tierra o roca hasta que estas se desintegrarían en una espesa sopa de lodo de tierra, rocas y agua.
Por lo tanto, los requisitos de seguridad para el aliviadero son altos y requieren que sea capaz de contener un nivel máximo de inundación. Es común que sus especificaciones se escriban de manera que pueda contener al menos una inundación de cien años. [5] A principios del tercer milenio se desarrollaron varios sistemas de protección contra desbordes de presas de terraplén. [6] Estas técnicas incluyen los sistemas de protección contra desbordamientos de hormigón, vigas de madera , tablestacas , escolleras y gaviones , tierra armada, vertederos de mínima pérdida de energía , aliviaderos escalonados de desbordamiento de terraplenes y los sistemas de protección de bloques de hormigón prefabricado.
