Presa Hoover y Represa Condoroma PDF

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1. PRESA HOOVER 1.1

OBJETIVOS • • •

1.2

Controlar las inundaciones del rio Colorado. Producción de energía eléctrica. Usar el agua para regadío. COMPONETES

CENTRAL HIDROELECTRICA La excavación para la central eléctrica fue realizada junto con las excavaciones para la cimentación de la presa y estribos. Las excavaciones para la estructura en forma de U localizada en la base río abajo de la presa fueron completadas a finales de 1933 con el primer hormigón colocado en noviembre de 1933. Los generadores en la Central eléctrica de la presa comenzaron a transmitir la energía eléctrica generada en el Río del Colorado una distancia de 364 kilómetros a Los Ángeles, California el 26 de octubre de 1936. Unidades de generación adicionales fueron añadidas hasta 1961. El agua que fluye del Lago Mead a la central eléctrica alcanza una velocidad de aproximadamente 85 millas por hora cuando alcanza las turbinas. Los diecisiete generadores de turbina principales en esta central eléctrica generan un máximo de 2074 megavatios de energía hidroeléctrica. Todas las centrales hidroeléctricas generan una cantidad variable de energía según la demanda varía a lo largo del día. De hecho, una gran ventaja de la energía hidroeléctrica es la capacidad de responder rápida y fácilmente a la variación de la demanda. 1.3

UBICACIÓN

La presa Hoover (Hoover Dam, en inglés) es una presa de hormigón de arcogravedad, ubicada en el curso del río Colorado, en la frontera entre los estados de Arizona y Nevada (EE. UU.). Está situada 48 km al sureste de Las Vegas.

FACTORES DE LOCALIZACION

DATOS

Coordenadas

36°00′56″N 114°44′16″O

Rio

colorado

País

Estados Unidos Cuadro N°. Ubicación de la presa Hoover.

Imagen N°. Ubicación geográfica de la presa Hoover.

1.4

TIPO DE MATERIAL

La presa Hoover (Hoover Dam, en inglés) es una presa de hormigón de arcogravedad, Se construyó durante la época de la Gran Depresión, entre 1931 y 1936, completándose dos años antes de lo previsto. Está gestionada por el Bureau of Reclamation del Departamento de Interior. Desde 1981 figura en el Registro Nacional de Lugares Históricos. Para la construcción de la presa se utilizaron un total de 3,3 millones de metros cúbicos de hormigón. Nunca antes se había construido una estructura con un volumen tan grande de este material.

Imagen N°. material usado en la construcción de la presa Hoover.

1.5

FUNCION

•

Controlar eficazmente las crecidas del río. Las aguas del Colorado, en otro tiempo fangosas y que periódicamente asolaban con sus crecidas las tierras y poblaciones de Nevada y de Arizona, río abajo de la Hoover Dam. Estas aguas se recogen ahora en el lago Mead;

•

Irrigación. esta gran cuenca ofrece, además, una considerable ventaja económica al constituir una reserva estable para la irrigación. De este modo unas 800.000 hectáreas de terreno fértil en los valles del bajo Colorado pueden ser destinadas, a pesar de lo caluroso del clima, al cultivo de verdura y de fruta, hasta el punto de poder satisfacer las necesidades de todo el resto de la nación.

•

Producción de energía. La mayor ventaja (por lo menos a nivel económico) que se desprende de la construcción de la Hoover Dam ha sido la producción de energía a bajo coste. La central hidroeléctrica es un complejo en forma de U construido en acero y reforzado con hormigón. Sus alas se extienden a lo largo de 250 metros y su capacidad de producción pasa de 1.345.000 kilovatios hora. Después de analizar los muy altos costes de su realización, fueron precisamente las previsiones sobre su utilidad las que llevaron a buen puerto el proyecto de la Hoover Dam. La energía así producida alimenta las ciudades meridionales California y de Nevada, una parte de Arizona y numerosos centros industriales situados a lo largo de la costa del Pacífico; además permitido el desarrollo de las industrias mineras de California y de Nevada.

Imagen N°. Turbinas de la central hidroeléctrica de la presa Hoover. •

1.6

La presa ha resuelto, asimismo, el aprovisionamiento de agua para usos domésticos e industriales: California del Sur es una región semiárida que siempre encontró serios obstáculos en su desarrollo económico por la grave carencia de recursos hídricos; incluso después de la construcción de diversos acueductos para transportar el agua desde Sierra Nevada, la única solución decisiva fue la de explotar el río Colorado. A lo largo de los años siguientes las necesidades de trece grandes ciudades, entre ellas Los Ángeles, y más de ciento cincuenta poblaciones menores pudieron ser satisfechas gracias a los 13.000 millones de metros cúbicos de agua aportados por el río. PERIODO DE EJECUCION

La construcción comenzó en el año 1931 y terminó 5 años después, en 1936, antes de lo que estaba previsto, y como consecuencia también se redujo el presupuesto inicial. Unas 21.000 personas trabajaron en la construcción de esta presa. En abril 1931 comienzan las explosiones en el cañón para conseguir crear 4 túneles que permitan desviar el río, una corriente de 850m3 agua/s. Nunca antes se había hecho para un caudal tan grande. En mayo y Julio 1931 tiene a los obreros trabajando 24h al día y 7 días a la semana, con solo 3 días de vacaciones al año no remuneradas por supuesto. Mientras se tutelaba, también se trabajaba en lo alto del cañón. Los escaladores retiraban rocas sueltas con martillos hidráulicos y dinamita. Las paredes debían estar limpias antes de empezar. Aunque cobraban un 40% más, se arriesgaban a peligros de desprendimiento constantes.

Imagen N°. Escaladores retirando la roca suelta. El 14 diciembre de 1932 se terminaron los 4 túneles de desviación y se desvía el agua por los túneles. La Fase 1 se acaba en 18 meses, 10 meses antes de lo esperado. Comienza la Fase 2, que consiste en la construcción de la presa en sí misma. El ingrediente principal será el hormigón y es la primera vez que se usa a una escala tan grande.

Imagen N°. túneles de desviación.

La presa de arco de gravedad se basa en dos principios; el primero el propio peso del hormigón, que fija la estructura al suelo y el segundo, la forma en arco desvía el empuje del agua hacia el terreno a través de los laterales.

Por lo que el principal problema es tener 3,4millones de metros de hormigón, una barbaridad. Se construyen 2 grandes fábricas de cemento al lado de la presa para tener el suministro garantizado. No es posible crear una estructura de hormigón de esas dimensiones en una sola pieza debido sobre todo al proceso de fraguado del hormigón. Tardaría más de 100 años en secarse. Al mezclarse los ingredientes genera una reacción química que ralentiza el fraguado (tiempo de endurecimiento). Si el calor no se dispersa se crean grietas que debilitan la estructura. Por lo que el ingeniero decide ayudarse de un método ya usado en otra presa, crear una estructura de bloques entrelazados agregándole un sistema de tuberías internas por las que introducía agua para enfriar el proceso y que el fraguado fuese más rápido. Estas tuberías se llenaban de lechada posteriormente para no constituir un debilitamiento estructural. El 30 de septiembre de 1935 se inaugura la presa y un mes después ya trabaja el generador a plena carga. A continuación, los 17 generadores alimentarán a 100.000 hogares, el equivalente a 2 centrales nucleares. Con la presa terminada el caudaloso Río Colorado fue domesticado y el desierto se transformó en una tierra fértil y productiva. La presa tiene una altura de 220 metros, una longitud de 380 metros y un ancho de 200 metros. 1.7

PLANOS O VISTAS DE LA PRESA HOOVER

Imagen N°. Presa Hoover.

Imagen N°. vista aérea de la presa Hoover.

Imagen N°. centrales hidroeléctricas de la presa Hoover.

Imagen N°. Lago Mead.

Imagen N°. Vista satelital de la presa Hoover.

1.8

ANECDOTAS RELACIONADAS

•

Recibe su nombre de Herbert Hoover, que jugó un papel fundamental en su construcción, primero como Secretario de Comercio y después como presidente de los EE.UU.

•

La construcción comenzó en 1931 y fue completada en 1936, dos años antes de lo previsto. Está gestionada por el Bureau of Reclamation del Departamento de Interior. Desde 1981 figura en el registro de lugares históricos. El lago creado aguas arriba recibe el nombre de Lake Mead, en honor de Elwood Mead, quien previó la necesidad de la presa.

•

Durante los primeros diez años de su funcionamiento, entre 1938 y 1948, fue la mayor generadora de energía hidroeléctrica del mundo; para su construcción se emplearon más de tres millones de metros cúbicos de concreto, y tiene 221,3 metros de altura, la más alta en su momento.

•

Fue el proyecto de ingeniería más complicado técnicamente de su época. Los desafíos que había que superar resultaban imposibles para la mayoría de los ingenieros. Frank Crowe consiguió con su perseverancia y grandes ideas acabar la construcción 2 años y 2 meses antes de lo previsto.

•

Todo el proyecto incluido sus canales costaron 165 millones de dólares y se pago todo con la venta de energía eléctrica.

•

Tuvieron que construir las dos fábricas más grandes del mundo de mezclado de concreto en la presa.

2. REPRESA DE CONDOROMA 2.1

OBJETIVOS •

2.2

regulación y derivación de recursos hídricos, para su uso racional en la irrigación. UBICACIÓN

La Represa de Condoroma está localizada al Sur del Perú, en el Departamento de Arequipa en el alto del cauce del Rio Colca, a una altura comprendida entre los 4058 msnm y 4158 msnm y a unos 184 km al NE de la ciudad de Arequipa. La estructura de la represa está ubicada en una angostura del Rio Colca, formada por los cerros Allusaya a la derecha y Acuytanca a la izquierda, a 2.8 km aguas debajo de la desembocadura en el Rio Colca del Rio Condoroma, del cual recibe su nombre. FACTORES DE LOCALIZACION

DATOS

CUENCA

Cuenca del rio colca-Camana, Arequipa Callalli-Caylloma. Arequipa S 15° 23’ W 76° 16’ 4158 msnm.

DISTRITO Y PROVINCIA DEPARTAMENTO CORDENADAS ALTITUD 2.3

COMPONETES ESTRUCTURA

La represa constituye la obra de represamiento de la Primera Etapa del Proyecto Especial Majes, necesaria para garantizar, durante todo el año, la disponibilidad de agua a razón de 12 m3/s, para la irrigación de 23 000 Ha de tierras áridas en las Pampas de Majes y Siguas, después de haber cumplido con las metas energéticas previstas en el esquema general del Proyecto. SUS CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES SON: • • • • • •

Volumen de materiales 5 606 295 m3. Longitud coronación 514.10 m. Ancho coronación 10.00 m. Altura máxima 100.13 m. Cota coronación 4 158 msnm. Cota más baja de la fundación 4 057 msnm.

OBRAS DE DERIVACIÓN Las obras de derivación de Condoroma están constituidas por la obra de toma, túnel de derivación, cámara de válvulas, poza de amortiguación y canal de descarga. Todas las estructuras que forman el sistema de derivación y regulación del embalse de Condoroma, se hallan ubicadas en la margen izquierda, en el cerro Acuytanca, o cerca del mismo, inmediatamente aguas abajo. ➢ OBRA DE TOMA. La obra de toma comprende la boca de entrada, la guía de izaje para la compuerta y la plataforma de maniobras. La obra de toma es una estructura de concreto armado con una bocatoma de 2.00 m x 3.50 m de abertura, que se controla mediante una Compuerta Tipo Vagón, la cual se desliza a través de un ducto ubicado en un plano inclinado. La bocatoma tiene una reja de protección de 5.70 m de ancho por 8.12 m de alto y la embocadura tiene 5.00 m de aproximación a la Compuerta Vagón. Toda la embocadura esta revestida en lámina de acero de 10 mm de espesor. Completa la bocatoma una transición revestida en acero de 5.00 m de longitud desde la sección rectangular de la compuerta hasta la sección circular del túnel. ➢ TÚNEL DE DERIVACIÓN. El túnel para derivar las aguas del embalse presenta sección circular de 3.00 m de diámetro en 506.86 m de longitud, con revestimiento en lámina metálica de 10 mm de espesor y refuerzos de 2” x ¼” cada 1.5 m. Entre el tubo y la roca de excavación hay un espesor mínimo de 0.40 m de concreto perimetral. En el tramo final, al salir del cerro, donde no se encuentra túnel excavado, el tubo es autoresistente y presenta 16 mm de espesor, refuerzos cada 1.5m y dos apoyos intermedios con tres anillos de refuerzo. Este tramo tiene una longitud de 50.25 m, desarrollándose dentro del túnel de concreto armado que lo aísla de las solicitaciones exteriores del terreno, el cual ha sido completamente cubierto por un relleno exterior de protección para en tal forma equilibrar los empujes laterales. ➢ CÁMARA DE VÁLVULAS. Es una estructura constituida por muros de concreto armado de notable espesor y masa, necesaria para soportar las vigas del puente grúa y para contrastar los esfuerzos de las dos válvulas de regulación de chorro hueco, tipo HowellBunger. la válvula mayor esta cimentada sobre un bloque de concreto de casi 4.7 m de espesor. Las válvulas de regulación tienen un diámetro de 2500 mm la mayor y 900 mm la menor, esta última está destinada a la regulación del agua de operación del embalse a razón de 12 m3/s. ➢ POZA DE AMORTIGUACIÓN. Las válvulas entregan el agua a una poza de amortiguación que disipa la energía en un gran colchón de agua. La estructura de concreto armado tiene 84.20 m de longitud y 9.10 m de ancho, muros laterales de 1.30 m aproximadamente de espesor y 8.00 m de altura, la losa del piso tiene 1.70 m de espesor y el fondo del estanque de amortiguación del agua, está a la cota 4 066 msnm y a 9.00 m por debajo del eje de la válvula mayor. Al final de la poza se construyó un vertedero de 4.70 m de alto y 10.05 m de desarrollo. Con dicho vertedero se asegura tener en la poza un colchón de agua suficiente

para la disipación de la energía en el punto de caída del chorro de agua de las válvulas. ➢ CANAL DE DESCARGA. El canal de descarga tiene la función de restituir al cauce del Rio Colca las aguas derivadas a través del túnel, después de la caída en la poza de amortiguación. Es un canal trapezoidal de concreto armado, de bases de 4.40 m y 15.50 m por 3.70 m de altura y una longitud de 59.25 m. En la zona de entrega del agua al cauce del rio se construyó una estructura modular de 25.30 m de ancho por 15.10 m de largo, constituida por bloques de concreto y piedra de gran tamaño que, junto con el dentellón final de la losa, evitan la erosión regresiva.

Imagen N°. canal de descarga.

2.4

TIPO DE MATERIAL

Es una represa de tierra del tipo enrocado. Como represa de enrocado tiene cuatro zonas bien definidas. • • • •

Núcleo central impermeable, en arcilla. Zona de filtro, en arena de rio. Zona de espaldones, en aluviones de gravas y arenas. Espaldón drenante y rip-rap aguas arriba, en roca de cantera.

2.5

FUNCION

La Represa de Condoroma tiene como finalidad regular los caudales del Río Colca, embalsar los caudales de la época de lluvias, de diciembre a marzo aproximadamente, de las partes altas de la cuenca hidrográfica del colca y descargar de acuerdo a los requerimientos de las demandas aguas abajo. Este embalse de múltiples propósitos, tiene una capacidad de 285 000 000 m3 de los cuales 265 000 000 m3 son útiles para los fines de irrigación. 2.6

PERIODO DE EJECUCION

Se construyo en el año de 1985 2.7

PLANOS O VISTAS

Imagen N°. plano de planta de las obras de derivación.

Imagen N°. perfil longitudinal del túnel de derivación.

Imagen N°. vista de perfil de las cámaras de válvulas.

Imagen N°. vista de perfil de la poza de amortiguación.

Imagen N°. vista aérea de la represa Hoover.

2.8

ANECDOTAS

•

La estructura de la represa está ubicada en una angostura del Rio Colca, formada por los cerros Allusaya a la derecha y Acuytanca a la izquierda, a 2.8 km aguas debajo de la desembocadura en el Rio Colca del Rio Condoroma, del cual recibe su nombre.

Bibliografía •

Arias, J. M. (2013). Automatización del sistema de válvulas de la represa de condoroma (tesis de pregrado). Arequipa: Universidad nacional de San Agustin.

•

Pajares, E. M. (2007). El uso de la tecnologia y recursos hidricos. Catalunya: Catedra UNESCO de sostenibilidad....