Construcción de presas y diques – un freno al curso natural del agua

 

Aunque su primera aplicación fue la de servir como depósitos de agua y asegurar el abastecimiento tanto para el regadío como para el consumo de grandes poblaciones, en la actualidad las presas tienen diversas utilidades. Dependiendo de la finalidad para la que van a ser creadas, de las características del terreno y del tipo de material usado, los ingenieros pueden elegir entre varios tipos de construcción.

Capaces de generar energía eléctrica, regular y canalizar las aguas, aumentar la profundidad de los ríos haciendo posible navegar por ellos, ayudar a controlar tanto las inundaciones como los periodos de sequía e incluso utilizarlas con fines recreativos, las presas son obras de ingeniería habituales en la geografía de todo el mundo.

Las primeras presas conocidas fueron obra de los antiguos egipcios y se debieron construir hacia el año 2500 a.de C. Eran pantanos construidos en el valle del Nilo y a orillas de los ríos Tigris y Éufrates con el fin de almacenar el agua durante las crecidas y garantizar el suministro durante el resto del año. Varios siglos más tarde, los romanos demostraron su maestría en la construcción y en la ingeniería levantando presas y todo tipo de obras de canalización y suministro de aguas, tanto en Europa como en el norte de África.

Este saber hacer fue heredado por los pobladores de la Península Ibérica, que, después del Imperio Romano, se reafirmaron como expertos en edificaciones hidráulicas. Una prueba de ello es la presa de Almonacid, al sur de Zaragoza, que data del siglo XIII. Todo ese saber y esa experiencia la trasladaron los conquistadores españoles al continente americano, donde construyeron numerosas obras de regadío, especialmente en México y California. En Bolivia y Norteamérica, el agua almacenada por algunas presas se utilizaba también para mover los molinos con los que se trituraban los minerales o se hacían funcionar los aserraderos.

En el siglo XVIII, en plena Revolución Industrial, urgía la necesidad de mejorar las comunicaciones a través de canales para el transporte de mercancías en Europa. La aplicación de nuevas tecnologías en la creación de presas mejoró el transporte fluvial y permitió el suministro a grandes núcleos de población y a enormes fábricas en crecimiento. Con el siglo XIX llegó una nueva y revolucionaria aplicación: la obtención de energía eléctrica.

Actualmente, existen en todo el mundo más de 50.000 presas construidas con más de 10 metros de altura. El 85% de ellas están compuestas de materiales sin trabar –piedra, tierra, grava, arena, arcilla-, mientras el resto tiene como elemento básico el hormigón.

Después de que los ingenieros hayan estudiado detalladamente el terreno y antes de comenzar a construir la presa, hay que desecar el terreno y preparar los cimientos. La desecación se consigue medianta una o varias ataquías –construcciones que impiden el paso del agua- diseñadas para eliminar el paso de las corrientes fluviales en el terreno donde se va a construir la presa. Estas ataquías, que pueden estar construidas a base de materiales como tierra o pueden estar formadas por chapas de acero, se deben construir también a los lados del río que se quiere embalsar, pues así se evitan desbordamientos antes, durante y después de la construcción de la presa.

También es conveniente hacer túneles que rodeen la presa para conducir el agua, pero si las condiciones topográficas no lo aconsejan es preferible hacer la construcción en dos etapas. Instalando una primera ataquía que deseque la mitad del ancho del río y construyendo la base de esta mitad de la presa para levantar la otra mitad. Actualmente y con los modernos métodos y maquinarias con que se cuenta, se puede construir una presa en aproximadamente siete años.

Los distintos tipos de presas que existen se diferencian por los materiales empleados para su construcción y por la forma de su estructura. Entre las construidas con hormigón, hay que distinguir las presas de gravedad, en las que la estabilidad y la resistencia se deben fundamentalmente a su propio peso. Están constituidas por un muro cuya sección vertical es triangular o trapezoidal –el muro externo aparece inclinado-, mientras su sección horizontal es rectilínea o curva. La base es ancha y se va estrechando hacia la parte superior. Es la construcción más duradera, la que requiere menor mantenimiento y su altura depende de la resistencia del terreno. Dos factores favorecen su equilibrio estático: el empuje hidrostático que ejerce la masa de agua y el peso de la estructura.

Basándose en los fundamentos teóricos de la construcción de arcos, se levantan las presas de bóveda. Son estructuras curvilíneas con la parte convexa dirigida hacia el embalse para distribuir el peso hacia los extremos. Por eso, aunque esta clase de presas necesitan menos hormigón, no siempre se encuentra un terreno adecuado para su utilización.

Las presas de contrafuertes tienen una pared que soporta el agua y una serie de contrafuertes o pilares de forma triangular que sujetan la pared y transmiten la carga del agua a la base. Aunque necesitan entre un 35 y un 50% menos del hormigón que requiere la construcción de una presa de capacidad semejante, no son las más económicas, pero sí las más adecuadas para terrenos poco estables. Entre las variedades de este tipo, se encuentran las de planchas uniformes, en las que el elemento que contiene el agua es un conjunto de planchas que cubren la superficie entre los contrafuertes; y las de bóvedas múltiples, en las que los contrafuertes se encuentran más espaciados.

Materiales naturales como piedra, tierra o arcilla también se utilizan para construir presas de contención de agua. La elección de este tipo de presa depende, generalmente, de los materiales que existan en la zona. Como se trata de elementos poco estables, la anchura de la base de la presa ha de ser entre cuatro y siete veces mayor que su altura. Suelen estar hechas totalmente con materiales impermeables o sólo en su núcleo para, luego, reforzarlo por los lados con materiales más permeables, como arena, grava o roca. Este núcleo debe extenderse más debajo de la base con el fin de evitar filtraciones.

En cualquier caso, la elección del tipo de presa y del material más adecuado depende, por una parte, de las condiciones económicas y, por otra, del resultado de los estudios realizados por los ingenieros.

Uno de los problemas que hay que tener en cuenta en el momento de diseñar una presa es el desagüe del exceso de agua acumulada. Cada presa tiene un nivel máximo por encima del cual debe quedar libre siempre una zona, llamada de libre coronamiento. Antes de construirla, se calcula su capacidad de desagüe, que es igual al volumen de la crecida máxima o catastrófica. Para controlar esos excesos se construyen aliviaderos, orificios laterales de la presa habitualmente cerrados por compuertas móviles y por donde se expulsa el agua sobrante.

Hay presas en las que el sobrante es tan habitual que tienen aliviaderos a lo largo de toda la construcción; de esta manera, se acaba convirtiendo en una sucesión de pilares que sujetan compuertas levadizas. En otras, de poca o moderada altura, los aliviaderos son saltos de agua en forma de canales de hormigón anchos y con mucha pendiente. Por su parte, las grandes presas de bóveda utilizan vertederos de pozo; es decir, conductos que llevan el agua del embalse a través de la presa y la depositan río abajo. Los desagües de fondo son manejados desde la parte superior de la presa para controlar y regular la salida de agua según las necesidades.

Pero tampoco hay que olvidar otro factor importante en la construcción de una presa: su altura. Además de la topografía, su utilidad aconseja una elevación determinada. Si su función es la de obtener energía eléctrica, hay que tener en cuenta que cuanto mayor es la altura, mayor es también la energía potencial del agua acumulada en la presa. De igual manera, si se trata de una presa de contención, tendrá más capacidad de almacenamiento cuanto mayor sea la altura.

Sea cual sea el tipo de construcción elegido, actualmente los ingenieros no sólo piensan en las utilidades que va a tener la presa, sino que cada vez se valoran con más cuidado los daños tanto ecológicos como económicos que puede provocar la edificación de este tipo de obra hidráulica.