Una represa hidroeléctrica es uno de los principales componentes de una instalación de este tipo, para generar energía. En consecuencia, una represa es una gran estructura artificial construida para contener grandes masas de agua. Además de su construcción, con el fin de producir energía hidroeléctrica, las represas se crean también para controlar el caudal de los ríos y regular las inundaciones. En algunos casos, se construyen represas a pequeña escala, se conocen como “azud” y se usan para controlar y medir el caudal de agua de algunos ríos.
Una represa hidroeléctrica entran en la categoría de estructuras de retención o estructuras que se construyen para crear grandes masas de agua estancada conocidas como embalses. Estos embalses pueden utilizarse para el riego, la generación de electricidad o el suministro de agua.
De igual manera, estas estructuras se construyen sobre el lecho de los ríos y retienen el agua, elevando su nivel. Pueden construirse diques junto a la represa para aumentar su eficacia al impedir que el agua salga del embalse por vías secundarias.
Las represas hidroeléctricas pueden ser pequeñas o gigantescas
Del mismo modo, estas estructuras pueden ser desde construcciones relativamente pequeñas hasta construcciones colosales. La represa más alta de los Estados Unidos se encuentra cerca de Oroville (California), tiene 230 metros de altura y 1,6 kilómetros de ancho. La represa más grande del mundo es la de Jinping, en el río Yalong, en China. La cual cuenta con 305 metros de altura.
En Canadá hay más de 10 mil represas, de las cuales 930 están clasificadas como grandes represas. La represa más alta de este país es la de Mica, en el río Columbia, con 243 metros de altura. Otra represa canadiense notable es la de W.A.C Bennett, en el río Peace, la cual destaca por su gran volumen de embalse, el cual es colosal. Es de 7,4 x 109 metros cúbicos, y su altura de 190,5 metros.
Construcción de una represa hidroeléctrica
La construcción de estas estructuras es difícil y requiere de mucha mano de obra. Antes de comenzar la construcción, se desvía el agua o se impide que circule por la obra propiamente dicha. Después de desviar el agua, se limpia la zona de los cimientos, se excava y se repara la roca o los sedimentos que actuarán como cimientos y se consideran sólidos.
Esto se hace para garantizar que la roca o los sedimentos no se desplacen o fallen como consecuencia de la carga de la represa y el embalse. Para reforzar los cimientos, se pueden utilizar soportes conocidos como pernos de roca. Así, por encima de la represa hidroeléctrica, se pueden utilizar pernos de roca y redes para evitar que las rocas caigan sobre la construcción.
Acto seguido, se construyen “encofrados” a lo largo de los bordes de la represa. Además, se ponen barras de refuerzo en su interior y se bombea el hormigón. Esto se hace por secciones, así que el hormigón se vierte poco a poco en forma de bloque.
Una vez que se ha construido una parte suficiente de la estructura, se deja que el embalse se llene de manera controlada. En este proceso, se vigila bien la construcción. Acto seguido, se siguen construyendo otras estructuras que hacen que la represa sea operativa.
El desvío del río es vital
Una represa hidroeléctrica suele construirse a través de un río para crear un embalse en el valle que se forma, almacenando el agua que fluye hacia él de forma natural. Muchas veces, se construyen a través de valles secos o valles con pequeños arroyos. Esto para crear una zona de almacenamiento para el agua que se transporta desde otro lugar.
En primer lugar, hay que desviar los ríos y arroyos para crear una zona seca, con el fin de construir la represa. Los ríos y arroyos pequeños suelen desviarse a través de un túnel o un canal que se construye alrededor de la estructura principal. Los suelos blandos y las rocas se excavan para formar la ruta, mientras que las rocas más duras tienen que ser voladas con explosivos.
En diversas ocasiones, las represas se construyen a través de ríos anchos que tienen imponentes volúmenes de agua corriente, también llamado caudales. Esto debido a que sería tortuoso y demasiado caro construir un canal independiente para desviar el agua. En su lugar, se forma una fosa de construcción seca en un lado del río. Dejando el lado opuesto abierto para que el agua pueda fluir.
La primera parte de la represa se construye en la fosa seca y una vez terminada, se forma otra zona seca al otro lado del río y se construye la parte restante de la estructura principal. Mientras tanto, el río fluye a través de las aberturas de la parte terminada de la construcción y el embalse puede empezar a llenarse detrás de la misma.
Se preparan los cimientos de la represa hidroeléctrica
Generalmente, una represa hidroeléctrica se construye sobre cimientos firmes de tierra o de roca, dependiendo del tipo de estructura. Por esta razón, los cimientos deben ser lo suficientemente fuertes como para soportar el peso de la represa y la presión del agua que actúan sobre ella.
Igualmente, los cimientos de la construcción están por debajo del nivel original del suelo, además, está cubierta por suelos o rocas más débiles que deben ser eliminados mediante excavación o voladura con explosivos. Muchas veces, se encuentran franjas de suelo o rocas más débiles por debajo del nivel de cimentación previsto, por lo que hay que retirarlas y sustituirlas por materiales más resistentes.
De hecho, algunos cimientos de roca tienen grietas y fisuras y se procede a rellenarlas con cal o yeso para evitar que el agua salga del embalse a través de las grietas una vez terminada la represa. Para esta acción, se perforan agujeros en la roca y se bombea el material en ellos, el cual se extiende hacia fuera para rellenar dichas grietas.
Construcción de una represa hidroeléctrica de hormigón
Como una estructura de hormigón requiere de mucho hormigón, como es obvio, el mismo se mezcla en un edificio especial llamado planta de hormigón, el cual se construye en la misma obra. En el caso de represas muy grandes, puede haber varias plantas de hormigón. El caso es que este material puede ponerse en la estructura mediante 2 métodos diferentes.
1. Vertido del hormigón
El método tradicional consiste en verter una mezcla húmeda de hormigón en un molde hecho con la forma deseada de la estructura. El molde, llamado encofrado, suele estar hecho de láminas de madera.
Dicho molde no se hace hasta la altura total de la represa, ya que esta se construye por etapas, que son de 1 a 2 metros cada vertido. De esta manera, el hormigón se deja secar antes de que se forme la siguiente sección en la parte superior.
Ahora bien, el hormigón puede trasladarse desde la planta de dosificación hasta la represa por varios métodos. Algunas veces se utiliza un sistema de cintas transportadoras y otras, se lleva en camiones hasta el fondo de la estructura. Donde se vierte en contenedores que se elevan hasta la parte superior de la represa mediante grúas.
2. Compactación del hormigón con rodillos
Las represas de hormigón compactado con rodillos (RCC), se forman extendiendo una mezcla de este material, pero más seca y compactándola con rodillos. La estructura se eleva en pasos de unos 600 milímetros.
Así que los bordes se forman primero, haciendo muros de hormigón bajos en las caras de aguas arriba y aguas abajo de la construcción. Acto seguido, el hormigón se transporta a la zona entre los muros y se extiende en una capa fina con máquinas llamadas Bulldozers. Luego, se pasan rodillos sobre el hormigón para compactarlo.
Por otra parte, los diques de contención se construyen hacia arriba, en una serie de capas finas. Para cada capa, el material de relleno se transporta a la construcción en camiones y se vierte allí mismo.
Después, se utilizan excavadoras para extender el material en una capa fina. El grosor de la capa depende del material utilizado. Por ello, las capas de relleno de tierra tienen un grosor de unos 300 mm aproximadamente y las capas de dique pueden llegar a tener 1 metro de grosor. Adicionalmente, estas capas también se compactan con rodillos.
Ahora bien, cuando la represa tiene un núcleo, también se construye en capas para mantenerlo a la misma altura que el resto de la estructura. Una vez que se ha levantado hasta su máxima altura, se forma una capa de protección en su cara de arriba. Esta capa protege la estructura contra los daños causados por las olas y, a veces, también la impermeabiliza.
Propósitos de una represa hidroeléctrica
Si bien es cierto que la mayoría de estas construcciones sirven para mantener el agua y que a la vez genere energía eléctrica, son diversos los propósitos que se tienen a la hora de construir una represa. Echa un vistazo a las demás aplicaciones de estas estructuras.
Una represa se utiliza para el riego
El objetivo principal de la construcción de una represa de este tipo es paras almacenar agua y utilizarla para el riego agrícola. Se estima que alrededor del 45% de las tierras de regadío dependen de las represas. Además, también se calcula que el 62% de la producción de alimentos que llega al mercado, depende en gran medida del agua de las presas para su riego.
Represas hidroeléctricas para generar electricidad
La energía hidroeléctrica se considera la mayor fuente de electricidad renovable y limpia, esto debido a que no contribuye al calentamiento global, no es contaminante, no crea lluvia ácida y no contribuye al agotamiento de la capa de ozono.
La energía hidroeléctrica generada por las represas es el recurso energético renovable más abundante y eficiente hasta los momentos. De tal manera que contribuye en un 24% de toda la energía eléctrica renovable producida en el mundo entero. Por ejemplo, la represa de Itaipú, en el río Paraná, en Sudamérica, genera 14 GW. La cual suministraba en el año 2007 el 95% de la energía consumida por Paraguay y el 25% de la consumida por Brasil.
Ayudan en la prevención de inundaciones
El control de las inundaciones es un propósito importante para muchas de las represas existentes y sigue siendo el propósito principal de algunas de las principales presas del mundo. Las cuales están en construcción actualmente. Estas estructuras se utilizan para regular el nivel de agua que fluye en el río de forma eficaz. Almacenando de manera temporal el volumen de la crecida y liberándolo después.
Del mismo modo, cada represa tiene un plan de gestión integrada del agua para regular el almacenamiento y la descarga en la cuenca del río sin que se produzcan daños colaterales. Es decir, este plan ayuda a embalsar las aguas de la crecida y luego liberarlas bajo control al río por debajo de la presa. Así como también, permite almacenar o desviar el agua para otros usos. Esta estrategia elimina las inundaciones, lo que evita la pérdida de vidas y bienes materiales.
Sirve para el abastecimiento confiable de agua
Las represas desempeñan un papel importante en el suministro de agua para uso doméstico e industrial. De tal modo que almacenan el agua y la suministran en épocas de escasez y sequía. El mayor porcentaje de las precipitaciones caen sobre los océanos y la lluvia sobre la Tierra se desperdicia en forma de escorrentía.
Por ello apenas un 3% se filtra para reponer las aguas subterráneas. Así pues, las estructuras correctamente planificadas y diseñadas, pueden contribuir significativamente a satisfacer las necesidades de suministro de agua de un país o una región en específico.
Las represas no sólo sirven como línea de vida para el riego, sino también proporcionan navegación interior hacia el corazón de los países. Las ventajas de la navegación interior, en comparación con las carreteras y el ferrocarril, son la gran capacidad de carga de cada barco o nave. Además, la posibilidad de manejar cargas de grandes dimensiones y el ahorro de combustible no es despreciable.
La mejora de la navegación interior es el resultado de la planificación y el desarrollo integral de las cuencas que utilizan represas, esclusas y embalses. Los cuales están regulados para proporcionar un papel vital en la realización de las actividades económicas nacionales.¿Quieres ser partícipe de ambiciosos proyectos de represas hidroeléctricas viables? Con el Máster en Energías Renovables y Proyectos Energéticos, tendrás las herramientas necesarias para analizar proyectos energéticos de gran envergadura.