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Archivo:Embalse Guri.JPG

Vista desde satélite del embalse de Guri

El embalse es formado en el lecho de un río o arroyo cuando, con algún medio físico, se cierra parcialmente o totalmente su cauce.

La obstrucción del cauce puede darse por medios naturales, como por ejemplo el derrumbe de una ladera en un tramo estrecho del río o arroyo, por acumulación de placas de hielo, por construcciones hechas por los castores o por obras construidas por el hombre para tal fin, como son las presas.

Embalses por causas naturales[]

Derrumbe de laderas[]

En este caso se trata de embalses totalmente incontrolados, que generalmente tienen una vida corta, días, semanas o hasta meses. Al llenarse el embalse con los aportes del río o arroyo, se provocan filtraciones a través de la masa de tierra no compactada, y vertimientos por el punto más bajo de la corona, que llevan a la ruptura más o menos rápida y abrupta de la presa, pudiendo causar grandes daños a las poblaciones y áreas cultivadas situadas aguas abajo.

Un fenómeno de este tipo se produjo en el paraje conocido como La Josefina en el río Paute, en Ecuador.

Acumulación de hielo[]

La acumulación de hielo en los grandes ríos situados en zonas frías se produce generalmente en puntos en los cuales el cauce del río presenta algún estrechamiento ya sea natural, como la presencia de rocas, o artificial como los pilares de un puente.

Situaciones de este tipo pueden darse, por ejemplo, en el río Danubio. Para prevenir los daños que esto puede causar los servicios de prevención utilizan barcos especiales denominados rompehielos.

Presas construidas por castores[]

Archivo:Beaver dam in Yellowstone.jpg

Presa realizada por castores en Yellowstone.

Las presas construidas por castores se dan en pequeños arroyos, generalmente en áreas poco habitadas y, por lo tanto, los eventuales daños causados por su ruptura son generalmente limitados.

Embalses construidos por el hombre[]

Los embalses construidos por el hombre mediante presas pueden tener la finalidad de:

  • regularizar el caudal de un río o arroyo, almacenando el agua de los períodos húmedos para utilizarlos durante los períodos más secos para el riego, para el abastecimiento de agua potable, para la generación de energía eléctrica, para permitir la navegación o para diluir poluentes. Cuando un embalse tiene más de un fin, se le llama de usos múltiples.
  • amortecer los picos de las avenidas o crecidas.
  • crear una diferencia de nivel para generar energía eléctrica, mediante una central hidroeléctrica.
  • crear espacios para esparcimiento y deportes acuáticos.

Características de los embalses[]

Las características físicas principales de un embalse son las curvas cota-volumen; la curva cota-superficie inundada y el caudal regularizado.

Dependiendo de las características del valle, si este en amplio y abierto, las áreas inundables pueden ocupar zonas densamente pobladas, o áreas fértiles para la agricultura. En estos casos, antes de construir la presa debe evaluarse muy objetivamente las ventajas e inconvenientes, cosa que no siempre se ha hecho en el pasado.

En otros casos, especialmente en zonas altas y abruptas, el embalse ocupa tierras inhabitadas, en cuyo caso los impactos ambientales son limitados o inexistentes.

El caudal regularizado es quizás la característica más importante de los embalses destinados justamente a regularizar, a lo largo del día, del año, o incluso periodos plurianuales, el caudal que puede ser retirado en forma continua para el uso para el cual se ha construido el embalse.

Niveles característicos en un embalse[]

El nivel del agua en un embalse es siempre mayor que el nivel original del río. Desde el punto de vista de la operación de los embalses, se definen una serie de niveles, los principales son (en orden creciente):

  • Nivel mínimo minimorum: es el nivel mínimo que puede alcanzar el embalse, coincide con el nivel mínimo de la toma situada en la menor cota.
  • Nivel mínimo operacional: es el nivel por debajo del cual las estructuras asociadas al embalse y la presa no operan u operan en forma inadecuada.
  • Nivel medio. Es el nivel que tiene el 50% de permanencia en el lapso del ciclo de compensación del embalse, que puede ser de un día, para los pequeños embalses, hasta períodos plurianuales para los grandes embalses. El período más frecuente es de un año.
  • Nivel máximo operacional: al llegarse a este nivel se comienza a verter agua con el objetivo de mantener el nivel pero sin causar daños aguas abajo.
  • Nivel del vertedero. Si la presa dispone de un solo vertedero libre, el nivel de la solera coincide con el nivel máximo operacional. Caso el vertedero esté equipado con compuertas, el nivel de la solera es inferior al máximo operacional.
  • Nivel máximo normal: al llegarse a este nivel la operación cambia de objetivo y la prioridad es garantizar la seguridad de la presa (en esta fase pueden ocurrir daños aguas abajo) sin embargo se intentará minimizar los mismos.
  • Nivel máximo maximorum: en este nivel ya la prioridad absoluta es la seguridad de la presa, ya que una ruptura sería catastrófica aguas abajo. Se mantiene el nivel a toda costa, el caudal descargado es igual al caudal que entra en el embalse.

Volúmenes característicos de un embalse[]

Los volúmenes característicos de los embalses están asociados a los niveles, tenemos así:

  • Volumen muerto. definido como el volumen almacenado hasta alcanzar el nivel mínimo minimorum.
  • Volumen útil, el comprendido entre el nivel mínimo minimorum y el nivel máximo operacional.
  • Volumen de laminación, es el volumen comprendido entre el nivel máximo operacional y el nivel máximo normal. Este volumen como su nombre lo dice es utilizado para reducir el caudal vertido, tentando limitar los daños aguas abajo.

Caudales carácterísticos de un embalse[]

  • Caudal firme. Es el caudal máximo que se puede retirar del embalse en un período crítico. Si el embalse ha sido dimensionado para compensar los caudales a lo largo de un año hidrológico, generalmente se considera como período crítico al año hidrológico en el cual se ha registrado el volumen aportado mínimo. Sin embargo existen otras definiciones para el período crítico también aceptadas, como por ejemplo el volumen anual de aporte hídrico superado en el 75% de los años, que es una condición menos crítica que la anterior.
  • Caudal regularizado. Es el caudal que se puede retirar del embalse durante todo el año hidrológico, asociado a una probabilidad.


Efectos de un embalse[]

Los embalses decididamente tienen una importante influencia en el entorno, algunas de estas influencias pueden ser consideradas positivas y otras pueden ser consideradas negativas.

Generales[]

Los embalses de grandes dimensiones agregan un peso muy importante al suelo de la zona, además de incrementar las infiltraciones. Estos dos factores juntos pueden provocar lo que se conoce como sismos inducidos. Son frecuentes durante los primeros años después del llenado del embalse. Si bien estos sismos inducidos son molestos, muy rara vez alcanzan intensidades que puedan causar daños serios a la población.

Aguas arriba[]

Aguas arriba de un embalse, el nivel freático de los terrenos vecinos es modificado fuertemente, pudiendo traer consecuencias en la vegetación circunlacustre.

Aguas abajo[]

Los efectos de un embalse aguas abajo son de varios tipos; se pueden mencionar:

  • Aumento de la capacidad de erosionar el lecho del río.
  • Disminución de los caudales medios vertidos y, consecuente, facilidad para que actividades antrópicas ocupen parte del lecho mayor del río.

Véase también:

  • Impacto ambiental potencial de una presa hidráulica

Uso de los embalses[]

Básicamente un embalse creado por una presa, que interrumpe el cauce natural de un río, pone a disposición del operador del embalse un volumen de almacenamiento potencial que puede ser utilizado para múltiples fines, algunos de ellos complementarios y otros conflictivos entre sí, pone a disposición del operador del embalse tambióen un potencial energético derivado de la elevación del nivel del agua.

Se pueden distinguir los usos que para su maximización requieren que el embalse esté lo más lleno posible, garantizando un caudal regularizado mayor. Estos usos son la generación de energía eléctrica, el riego, el abastecimiento de agua potable o industrial, la dilución de poluentes. Por el contrario, para el control de avenidas el embalse será tanto más eficiente cuanto más vacío se encuentre en el momento en que recibe una avenida.

Dede el punto de vista de su capacidad reguladora, el embalse puede tener un ciclo diário, mensual, anual, e incluso, en algunos pocos casos plurianual. Esto significa ni más ni menos que el embalse acumula el agua durante, por ejemplo 20 horas por día para descargar todo ese vulumen para la generación de energía eléctrica durante las 4 horas de pico de demanda; o acumula las aguas durante el período de lluvias, 3 a 6 meses según la región, para usarlo en riego en el período seco.

Embalse de usos múltiples[]

Artículo principal: Embalse de usos múltiples

Muchos embalses modernos son diseñados para usos múltiple. En esos casos el operador del embalse debe establecer políticas de operación, que deben tener en cuenta:

  • Prioridad de cada uno de los usos, asociado a la disponibilidad de otras alternativas técnica y económicamente factibles en el área. En general, el abastecimiento de agua potable tiene la prioridad más elevada.
  • Limitaciones de caudal, máximo y mínimo, aguas abajo de la presa que soporta el embalse.
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