Cómo construir una presa: Métodos de construcción actuales & la necesidad de innovar
La construcción de presas ha sido una importante práctica de ingeniería durante miles de años, siendo la primera presa construida por los antiguos egipcios alrededor del año 2800 a.C. Las presas se construyen para bloquear el flujo de agua, creando un embalse detrás de la presa que puede utilizarse para el control de inundaciones, así como para el riego, el suministro de agua municipal y otras actividades humanas. Inspirado en una noticia reciente sobre la rotura de una presa en California, este blog analiza cómo se han construido históricamente las presas en los últimos 100 años, y qué mejoras son necesarias en la construcción de presas de cara al futuro.
Cómo se construye una presa
La construcción de una presa es un proceso complejo de varios pasos que requiere enormes cantidades de mano de obra, materias primas e inversión. Estos son los pasos básicos para construir una presa de gravedad, el tipo más común de presa que construimos. Las presas de gravedad se llaman así porque se sujetan al suelo por la gravedad: pesan mucho y suelen estar hechas de hormigón o piedra.
- Los ingenieros deben desaguar el río donde se pretende construir la presa. Esto se hace desviando el río a través de un túnel que rodea la zona de construcción prevista. Los túneles de este tipo pueden estar revestidos de hormigón y suelen excavarse mediante una combinación de perforación y explosivos.
- La construcción de la presa debe iniciarse cuando el nivel del río es bajo. Se construye una pequeña presa llamada ataguía aguas arriba de la zona de construcción para ayudar a canalizar el agua hacia el túnel de desviación. También se puede construir una ataguía aguas abajo, pero el objetivo general es mantener seca la zona de construcción para poder construir la presa principal. Pueden utilizarse bombas para eliminar el agua que penetra en la ataguía.
- Se retira la roca suelta del lecho del río y se construye un zócalo. Un zócalo es una base de hormigón para la presa que la incrusta en las paredes y el suelo del lecho del río/valle. Esto evita que el agua se filtre por los bordes de la presa.
- Ahora, es el momento de construir la presa hasta su altura deseada. Una superficie de bajada cóncava para una presa le ayuda a absorber la presión constante del agua que debe soportar. Se utiliza acero reforzado para las superficies de la propia presa y se construye un recinto. El cerramiento se rellena con hormigón para que sea extremadamente fuerte y resistente a la corriente de agua.
¿Qué pasa con las presas hoy en día?
Nuestros diseños y métodos de construcción de presas han sido fiables durante décadas: ¿qué ha ido tan mal en los últimos años para que queramos reconsiderarlo? La respuesta sencilla es el cambio climático. Las presas que se construyeron hace 50 o 60 años se diseñaron suponiendo que el clima sería siempre estable. Sin embargo, desde el punto de vista actual, podemos ver que simplemente no es así.
Los ciclos hidrológicos son sensibles incluso a cambios menores en el clima. Las presas suelen diseñarse teniendo en cuenta los datos históricos, pero sin entender cómo podrían cambiar los ciclos del agua en el futuro.
Como ejemplo, la central hidroeléctrica de Muela se ha terminado recientemente en Lesotho, un país que se cree que tiene un potencial considerable de recursos hidroeléctricos. Tras la finalización de la presa, Lesoto no ha tenido problemas para satisfacer sus necesidades energéticas nacionales. Sin embargo, el país es propenso a las catástrofes naturales y a la desertificación, y es muy vulnerable al cambio climático. Los científicos predicen que el aumento de las temperaturas y la disminución de las precipitaciones en los próximos años crearán un período de estrés hídrico en 2019 que se agravará en 2060, lo que hará que la presa de Lesotho sea considerablemente menos eficaz y amenazará su seguridad energética.
A la inversa, en California, los ciclos alternados de sequía extrema y precipitaciones excesivas han puesto de manifiesto la inflexibilidad del diseño de las presas en esa región. Las cantidades récord de lluvia han provocado inundaciones sin precedentes, amenazando la vida de quienes viven alrededor de las presas con aliviaderos inadecuados. Mientras que algunas presas se están mejorando, como la presa de Folsom, de 340 pies, donde los ingenieros del ejército están añadiendo un 40% de capacidad al aliviadero principal, otras estructuras similares se están descuidando. Esto podría dar lugar a inundaciones catastróficas que afectarían negativamente a los residentes y al medio ambiente.
Presas del futuro
Al diseñar las presas del futuro, es crucial que comprendamos y tengamos en cuenta nuestro clima cambiante. Ahora sabemos que no podemos predecir los niveles de agua y la capacidad necesaria de los embalses basándonos en datos históricos. Sabemos que el cambio climático es la realidad en la que vivimos y que, si bien algunos lugares pueden ser más propensos a las inundaciones de lo que se pensaba, otras regiones se enfrentan a la escasez de agua y es posible que no puedan obtener los beneficios de las presas durante un periodo razonable.
No basta con utilizar datos históricos cuando se planifica un proyecto como una presa. Los ingenieros deben considerar no sólo un futuro, sino varios futuros posibles cuando trabajan en un proyecto tan crítico para la infraestructura local.
Un promotor hidroeléctrico de Islandia encargó recientemente un estudio que investiga cómo debería desarrollar una instalación de generación de energía alimentada por glaciares. Este estudio se consideró necesario porque el deshielo de los glaciares parece estar aumentando y se prevé un mayor caudal de agua en las próximas décadas. El estudio concluyó que la presa debería ser «sobreinstalada», es decir, construida con la capacidad de manejar más caudal del que existe actualmente. Este tipo de pensamiento debería aplicarse en todo el mundo para construir presas que nos sirvan de forma segura y productiva en los tiempos inciertos que se avecinan.