Presas Neumáticas Hinchables en aplicaciones Hidráulicas - Eadic

Presas Neumáticas Hinchables en aplicaciones Hidráulicas

1. Presas Neumáticas. Usos Hidráulicos

 

Dentro del mundo de las presas, la tipología de presas neumáticas es relativamente reciente.

A finales de los años 50, se utilizaron las primeras presas neumáticas que se materializaban rellenando de agua una membrana formada por un elastómero (Compuertas Imbertson 1956).

Y a finales de los años 70 del mismo siglo, comenzaron a disponerse estos elementos rellenos de aire. Hoy en día se emplean ambos métodos dependiendo del uso.

Presas Neumáticas
Presas rellenas de agua vs presas rellenas de aire

 

Presa Neumática hinchable rellena de aire
Presa neumática hinchable rellena de aire

 

Por lo general, estas presas neumáticas funcionan como cierres de poca altura, habitualmente no son superiores a los 6 m.

En efecto, las mismas se emplean con las  funciones que tiene una presa pequeña con compuertas abatibles, ya que la membrana puede hincharse y deshincharse en poco tiempo; permitiendo el paso franco sobre ella.

Se usan como azudes de control de nivel de agua, posibilitando derivaciones de caudal para riego u otras utilidades.

 

Central hidroeléctrica. Presas Neumáticas
Central hidroeléctrica de río antiguo en el río Ebro en el municipio de Baños de Ebro (Álava, España)- El azud es una Presa Neumática-

Caro está, al poderse emplear como cierre de recintos, tiene funciones de almacenamiento para formación de áreas recreativas y mejoras medioambientales.

Otros usos están ligados al recrecido de presas funcionando como una gran compuerta basculante, como resultado, pueden funcionar solas o como elemento que maniobra unas compuertas abatibles.

También, tienen utilidad en el control de inundaciones como barrera y con configuraciones algo diferentes se emplean también en la protección de márgenes, donde las presas neumáticas suelen rellenarse de agua y material sólido.

 

2. Formación de pequeños saltos, para Presas Neumáticas

 

Durante mi etapa en FCC, hemos usado estos dispositivos para la formación de pequeños saltos en minicentrales de ríos caudalosos; sopesando su alternativa en casos como el azud del Ebro que hicimos para la Expo de 2012 en Zaragoza como variante a la que finalmente se empleó con clapetas basculantes.

En esos casos se empleaba para generar una zona navegable durante épocas en las que el río bajaba con poca agua y donde se desinflaría durante las crecidas del río para asegurar un desagüe adecuado, como se ha notado.

En la solución realizada las clapetas basculantes hacen la labor.

De igual modo, se usaron en el estudio de navegación del Río Magdalena (Colombia) para el control de márgenes.

 

3. Publicación Técnica

 

Hasta el momento, en esta publicación de 2011 se puede ver la síntesis del diseño de estos elementos (el elemento principal estructural es la losa del fondo), el dimensionamiento y esfuerzos, así como posibles problemas.

 

4. Caso de uso especial

 

En este video de los Salvavidas del azud puede verse una aplicación interesante de las presas neumáticas hinchables para la elevación de cota en el río formando azudes de baja altura.

Los azudes se hinchan antes del inicio del horario de apertura de la piscina fluvial, y tras la jornada de ocio se desinflan para dejar que el río fluya de nuevo. (https://www.youtube.com/watch?v=UKil4rTpHMI)

 

5. Otros usos

 

Una versión de esto mismo se emplea en obras marítimas y fluviales para la formación de diques o espigones en zonas sumergidas o de poca agitación, y en dinámica fluvial para la protección de márgenes.

En este caso el elemento neumático se rellena de arena del propio dragado o de aporte externo, formando un elemento monolítico pero flexible y adaptable al terreno. En esta ocasión no se engancha a la cimentación del fondo, sino que se deposita en el fondo y aguanta por gravedad.

Los siguientes link de TENCATE, muestra  un ejemplo de esta disposición en ríos:

 

Ahora bien, PIANC (La Asociación Mundial para la Infraestructura del Transporte Acuático) ha editado una publicación sobre este tipo de estructuras inflables.

En el mismo se puede acceder a todos los detalles para el diseño de estos elementos incluidos los anclajes.

A modo de resumen, en esta misma publicación se incluye un cuadro comparativo (Tabla 2.1) entre distintos sistemas de compuertas según el uso requerido, su comportamiento hidráulico, sus condiciones de contorno, su control, conservación y mantenimiento.

Sistemas compuestos de Presas Neumáticas
Tabla sistemas compuestos
Presas Neumáticas. Sistemas compuestos
Tabla. Comparación sistemas compuestos

 

Referencias de los Catálogos técnicos: https://www.inflatabledam.com/inflatabledam/air-inflatable-rubber-dam.html

 

Autor: Víctor Emilio Flórez Casillas, docente del Máster de Obras Hidráulicas de EADIC (módulos 1,2 y 3)

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