ES2306569B1 - Presa aerea de derivacion de caudales. - Google Patents

Abstract

Presa aérea de derivación de caudales.

Consiste en una instalación de presa en cauce de río, con forma de proa de barco (1), con la base a tres metros de distancia (2) por encima del nivel inferior de las amuras y costados, estos a ras y por encima de la lámina de agua del río (3).

Su objetivo es permitir, sin posibilidad de graduar o cortar, el paso de un caudal de agua predeterminado y constante a la vez que derivar caudales superiores hacia uno o ambos márgenes del cauce del río, para poder ser trasvasados.

Se mantendrá fija mediante anclajes a pilares (4) y cimientos (5) en la base del río, estribos en los muros laterales de encauzamiento y, si fuera necesario, con lastre de arena sobre la caja de la presa aérea.

Description

Presa aérea de derivación de caudales.

La presente invención se refiere a una presa con forma aérea de proa de barco para instalar en el cauce de un río, que se asienta sobre pilares que permiten el paso de un caudal predeterminado y constante de agua entre la base del río y las amuras y costados de derivación de la presa aérea, a la vez que desvía todo caudal superior, a cámaras de bombeo, para extraerlo del cauce de río y, en su caso, ser trasvasado.

Carece de muro de contención para detener el agua que llegue a la presa.

Carece de compuertas que pudieran abrir, graduar o cortar el paso de caudales predeterminados, sean ecológicos o de servicio; o a canales de derivación.

Antecedentes de la invención

Es de conocimiento general que, en los cauces de los ríos, en ciertos parajes, se construyen muros estancos para contención y embalse de aguas que, anclados al fondo y paredes laterales del cauce, resisten la presión del agua embalsada.

El muro de contención dispone, en su parte inferior, de una o varias compuertas que, a voluntad abren, gradúan o cierran el paso del agua a través del muro. En la parte superior del muro, una o varias compuertas se abren o cierran, a voluntad, en los aliviaderos; para verter las aguas sobrantes cuando estas alcanzan niveles de llenado del embalse o de peligro para la estabilidad de la presa. También puede disponer de compuertas que abran o cierren el paso del agua a canales de derivación.

El hecho generalizado es que los muros de contención son estancos, y disponen de aberturas en las que se instalan compuertas que abren, regulan o cortan el paso del agua a voluntad de quien maneja la compuerta.

Otro tipo de presas, presas de laminación, se construyen para retener trombas de agua y laminar el caudal que ha de discurrir aguas abajo de la presa en mayor espacio de tiempo, para eliminar o mitigar el efecto de una tromba de agua. El muro es estanco excepto en la abertura de laminación, para la que no necesita compuerta.

Descripción de la invención

La presa aérea de derivación de caudales es una instalación fija, que se asienta sobre pilares; a los que se fija mediante pernos con tuerca y contratuerca, así como a los muros de encauzamiento del río en los estribos. La línea inferior de la estructura de la presa se sitúa a ras y por encima del nivel normal del río, para permitir el paso de un caudal de agua constante. Garantiza, así, la posibilidad de paso de ciertos caudales predeterminados sin opción de regulación, corte o disminución; con dependencia exclusiva de los caudales aportados por el río aguas arriba de la presa de derivación. Deriva caudales superiores a aquellos predeterminados para pasar libremente bajo la instalación.

La configuración estructural de esta presa aérea es la de proa de barco en su parte más avanzada contra corriente. Situada en el centro de la corriente, de un cauce canalizado, cuando se trate de derivar los caudales de agua a partes iguales a cada margen del río; caerá más hacia el lado donde menos caudal derive, o se apoyará en el muro del lado opuesto a la margen del río hacia donde se quiera derivar todo el caudal superior. En este caso, la configuración estructural se asemejará a la parte de proa de un barco partida en crujía (línea imaginaria de proa a popa que divide un barco en partes iguales), que se apoya por el lado de crujía en el muro lateral.

La configuración de amuras y costados de la presa, conduce las aguas a los canales de acceso y a las cámaras de bombas, en régimen laminar.

La parte posterior o popa de la presa para derivación de caudales será de forma plana, vertical a la lámina de agua y perpendicular a los muros de encauzamiento, tendrá la misma altura que estos muros en sus apoyos en los estribos, formando estanqueidad con ellos en la parte superior a la lámina de agua.

La base de la presa, excepto las amuras y costados, será de forma plana y estará situada a tres (3,00) metros sobre el nivel normal del río, con objeto de evitar la presión vertical hacia arriba del agua en la superficie de la base, en las crecidas, como así mismo llevar a cabo las labores de mantenimiento correspondientes, desde una barca o plataforma flotante. Dispondrá de quilla de sujeción al pilar de crujía y de otras vigas similares alineadas con los pilares, con pernos embutidos en el hormigón de los pilares y soldados a su armadura de hierro, tantas como pilares disponga en el cauce del río.

La altura de la roda será, no menos de dos metros superior a la de los costados en sus apoyos en los estribos de los muros de encauzamiento.

En el interior del armazón de la presa, se configurará una plataforma que podrá y deberá ser lastrada para dar estabilidad a la presa en las condiciones más adversas.

Cuando el lugar donde se instale la presa, el río tenga características de navegabilidad, la presa aérea podrá disponer, en uno o ambos lados, de una o dos compuertas retráctiles, mediante mecanismos hidráulicos para, en posición de abiertas, permitir el paso fluvial a uno y otro lado de la presa y, en posición de cerradas, encauzar el agua derivada a las cámaras de bombeo en régimen laminar. Los mecanismos hidráulicos y sus materiales son independientes del objeto de la invención.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 representa la presa aérea de derivación de caudales en alzado, seccionada de arriba abajo, con forma de proa de barco (1), rozando en su parte inferior la lámina de agua (5). El pilar o pilares sobre los que se asienta la parte aérea de la presa, sobresale del nivel de la lámina de agua hasta la altura de la base de la presa (2); el fondo del río (3), y los cimientos, que aquí representamos en un bloque de hormigón a ras del fondo del río sobre pilotaje (4), suponiendo un terreno en el fondo del río de materiales de baja resistencia a la compresión.

Los cimientos y los pilares no forman parte del objeto de invención, si bien creemos necesario dibujarlos, para mejor comprensión.

La figura 2 muestra, en planta, los cimientos (1), los pilares (2), las correas (3) y el perfil exterior de la presa aérea de derivación de caudales rodeada de agua (4).

La figura 3 muestra, en alzado, una vista posterior de la presa aérea de derivación de caudales apoyada en cuatro pilares (1), con la base (2) sobre la lámina de agua (3), cimientos (4) y correas de unión de los cimientos (5).

La figura 4 muestra, en planta, la posición de la presa aérea de derivación de caudales en un río (1) con las instalaciones auxiliares que no forman parte de la invención, de: canalización del río, canales de acceso a las cámaras de bombeo (2), cámaras de bombeo (3), situación de baterías de bombas (4), y rampas de retorno de caudales no bombeados al cauce del río (5).

Serán independientes del objeto de la invención los materiales empleados en la construcción de la presa aérea de derivación de caudales y las dimensiones. Estas deberán adaptarse a las del encauzamiento del río en el lugar de la instalación.

Descripción de una realización preferida

La presa aérea de derivación de caudales deberá construirse, preferentemente, con vigas y chapas de acero (perfiles de Altos Hornos de Vizcaya), y técnicas de construcción y acabado de casco de barco, para darle estabilidad y proteger su estructura de la oxidación.

La quilla así como las demás vigas que sujetan el casco a los pilares serán vigas de acero, de perfiles apropiados para la resistencia de las cargas a las que estarán sometidas. Se fijarán a los pilares con tantos pernos como sean necesarios, para asegurar su unión a pilares y cimientos y evitar el efecto de pandeo en las vigas, debido al empuje horizontal que ejerce el agua sobre las amuras y costados de la presa aérea de derivación de caudales, en las condiciones más adversas.

A las vigas de la base se le unirán, por soldadura, las cuadernas y demás vigas de las amuras, costados y popa de la presa, para configurar el armazón o esqueleto del casco en forma de proa de barco de la presa aérea de derivación de caudales. A este armazón, se le soldarán las chapas de acero del grosor apropiado (3,175 mm. podría ser apropiado).

En las amuras y costados, la línea inferior de la chapa soldada llegará a enrasar con la parte superior de la lámina de agua del río del caudal predeterminado constante, y formando una superficie lisa y continua, hasta la línea superior a la altura de la cabeza de la roda; con disminución progresiva hacia popa hasta la altura de los muros en los estri-
bos.

La popa, de superficie plana, vertical a la lámina de agua y perpendicular a los estribos, la conformarán chapas soldadas a las vigas y cuadernas desde la línea de la base hasta la línea superior de los muros, formando un compartimento estanco, a las aguas del río, con la base y los costados.

La base estará conformada por una superficie plana horizontal de chapas soldadas entre si y a la quilla, vigas y cuadernas que constituyen el armazón de la base.

Toda la estructura de acero irá pintada, por ambas caras, con dos capas de pintura antioxidante y dos capas de pintura naval para obra viva, en la base y en una franja de cuatro metros de altura en los costados; y pintura de cubierta para el resto, en cubierta, popa y costados.

La presa aérea puede llevar, en uno o ambos lados, una o dos compuertas retráctiles, mediante mecanismos hidráulicos para, en posición de abiertas, permitir el paso fluvial a uno y otro lado de la presa. Tanto las compuertas como sus mecanismos son independientes del objeto de la invención.

Para que la presa aérea de derivación de caudales pueda llevar a cabo sus funciones, deberá dotarse de instalaciones auxiliares ajenas al objeto de la invención. Son las siguientes:

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Muros laterales de encauzamiento del río para caudales con periodo de retorno de quinientos (500) años.

Canales de acceso a cámaras de bombeo.

Cámaras de bombeo, separadas del cauce del río por muros de hormigón de altura igual a la de los muros de encauzamiento del río.

Baterías de bombas, a uno o ambos márgenes del río, con capacidad para el bombeo del agua derivada del cauce del río al depósito o depósitos de primer bombeo.

Depósito/s de primer bombeo.

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Los cauces preferidos para instalación de una presa aérea de derivación de caudales son los de los ríos Ebro y Duero, para posibles trasvases a la Cuenca Mediterránea. Si bien podría ser instalada en el cauce de cualquier río donde se de la necesidad de garantizar el paso de un caudal predeterminado constante, sin posibilidad de corte, regulación o disminución; dependiente, solamente, del caudal suficiente que llegue a la presa aérea de derivación de caudales; y para derivar, al mismo tiempo, todo caudal superior.

Claims (4)

1. Presa aérea de derivación de caudales caracterizada porque es una instalación fija que se sitúa en el cauce de un río, previamente canalizado, por encima de la lámina de agua. Su anclaje a los cimientos por medio de columnas, permite el paso de un caudal de agua predeterminado (caudal ecológico más caudal de servicio) sin posibilidad de manejo o alteración manual o mecánica en la instalación. Su forma de proa de barco permite desviar, en régimen laminar, aquellos caudales superiores al predeterminado, hasta uno o dos canales de desviación, uno en cada margen del cauce del río, con sus correspondientes fosos y bombas, que permiten elevar los caudales desviados hasta un primer embalse fuera del cauce y de la ribera del río.

2. Presa aérea de derivación de caudales según la reivindicación 1, caracterizada porque es una instalación que carece de muro estanco para contención o embalse de las aguas, así como de compuertas que regulen, abran o cierren el paso de caudales a través de su instalación; permitiendo el paso, por debajo de la estructura, de un caudal de agua predeterminado constante, sin posibilidad de alteración mecánica o manual en la instalación.

3. Presa aérea de derivación de caudales según la reivindicación 1, caracterizada por ser una estructura fija en forma de proa de barco, situada sobre la lámina de agua del río, que desvía, en régimen laminar, el excedente de un caudal predeterminado, a uno o dos canales y fosas de bombas, para poder ser bombeado fuera del cauce del río.

4. Presa aérea de derivación de caudales caracterizada porque, en ríos navegables, puede dotarse de una o dos compuertas retráctiles, que permitan el paso de embarcaciones de uno a otro lado de la presa, cuando no se estén desviando caudales.