Presa

Presas de terraplén

Muchas presas de terraplén tienen un núcleo de arcilla y caras con pendiente gradual tanto aguas arriba como aguas abajo. ^{[ 11 ]}

La presa de Misogawa, en Japón, es una presa de terraplén .

El tipo más común de presa es la presa de terraplén, construida con materiales naturales compactados —como roca, arcilla , arena, grava y tierra— que forman una barrera ancha con forma de montículo. ^{[ 12 ] [ c ]} Se clasifican como de enrocado o de tierra, según el material principal utilizado. ^{[ 14 ]} Entre las presas de terraplén más grandes se encuentran la presa de Tarbela , la presa de Nurek y la presa de Chicoasén . ^{[ 15 ]}  

Las presas de terraplén se pueden construir con materiales disponibles localmente, lo que las hace menos costosas que las presas de hormigón, que requieren rocas importadas y cemento costoso. También se pueden construir sobre suelos más blandos porque su amplia base distribuye su peso sobre una superficie mayor (a diferencia de las pesadas presas de gravedad que requieren cimientos sobre roca madre ). ^{[ 16 ]}

El principal inconveniente de las presas de terraplén es que son inherentemente permeables , por lo que el agua puede filtrarse a través o por debajo de la presa. ^{[ 17 ]} Las técnicas de mitigación para reducir la filtración incluyen la colocación de un sistema de drenaje debajo de la presa, la inyección de lechada en el suelo debajo de la presa y la inclusión de una capa vertical de material impermeable dentro de la presa. ^{[ 18 ]} Si se incluye una capa impermeable, puede estar hecha de arcilla, cemento o asfalto . ^{[ 19 ] [ d ]} No mitigar adecuadamente la filtración puede provocar la falla de la presa debido a la "tubería" : el agua comienza a fluir a través (o por debajo) de la presa en un pequeño canal, que se agranda gradualmente hasta que se perfora un gran agujero en la presa. ^{[ 21 ]} 

Las primeras presas de terraplén a menudo se construían con un solo tipo de tierra, pero a partir de mediados del siglo XVI, los ingenieros comenzaron a utilizar varios tipos de material estratificados en zonas. ^{[ 22 ] [ e ]} Un patrón de zona típico es un centro de arcilla (una pared vertical, que se extiende desde el lecho del río hasta la cresta de la presa), con taludes de tierra de pendiente gradual en ambos lados aguas arriba y aguas abajo, y ambas caras cubiertas con grandes rocas. ^{[ 24 ]} Las grandes rocas en la cara aguas arriba protegen la estructura de la acción de las olas. ^{[ 25 ]} En la década de 1970, se inventó el diseño de la presa de enrocado con cara de hormigón (CFRD), que es una presa de terraplén rellena de roca con losas de hormigón en la cara aguas arriba, selladas con juntas impermeables. ^{[ 26 ] [ f ]}

Presas de gravedad

Una presa de gravedad típica tiene una cara aguas arriba casi vertical y una base ancha. ^{[ 28 ] [ g ]}

La presa Grande Dixence en Suiza es una de las presas de gravedad más altas del mundo . Las personas en la cima de la presa ilustran su tamaño. ^{[ 29 ]}

Las presas de gravedad dependen de su peso para resistir la fuerza del agua aguas arriba. Históricamente, las presas de gravedad se construían de mampostería ( piedra, ladrillo o escombros ) unidos con mortero , pero casi todos los ejemplos modernos están hechos de hormigón. ^{[ 30 ] [ h ]} El costo del hormigón es mucho mayor que el de la tierra utilizada en las presas de terraplén, por lo que las presas de gravedad son generalmente más caras. Un enfoque para reducir el costo es incorporar cámaras huecas dentro de la presa , siempre que no se comprometa la estabilidad y la resistencia de la misma. ^{[ 32 ] [ i ]} Entre las presas de gravedad notables se encuentran la presa Grande Dixence y la presa Grand Coulee . ^{[ 34 ]}   

La cresta (parte superior) de una presa de gravedad es generalmente una línea recta que se extiende entre las paredes del valle que atraviesa. Cuando la cresta es curva (el lado convexo de la curva siempre mira aguas arriba), se denomina presa de gravedad de arco (que se analiza más adelante ). ^{[ 35 ] [ j ] [ k ]} La sección transversal de las presas de gravedad es aproximadamente triangular, con una base plana que descansa sobre el fondo del valle y dos caras inclinadas (aguas arriba y aguas abajo) que se unen en la cresta. ^{[ l ]} Para asegurar que la presa sea estable y no vuelque, el perfil debe ajustarse a la regla del tercio medio , que establece que las fuerzas que actúan sobre la presa (gravedad, presión del agua, etc.) deben producir una fuerza neta dirigida a la parte central de la base (en lugar de dirigida cerca del borde aguas abajo de la base). ^{[ 38 ]} El espesor y la inclinación de una presa de gravedad también deben diseñarse cuidadosamente para asegurar la estabilidad. Para presas de gravedad sin aliviadero, el espesor de la base debe ser aproximadamente del 70 al 85 % de la altura. ^{[ 39 ] [ m ]} La inclinación (pendiente, medida como desplazamiento horizontal/elevación vertical) de la cara aguas abajo suele ser de 0,75 a 0,8, y la inclinación de la cara aguas arriba debe ser vertical o como máximo de 0,05. ^{[ 40 ] [ n ]}

Debido a que las presas de gravedad son tan pesadas, deben apoyarse sobre roca madre; una presa de gravedad construida sobre suelo comprimiría el suelo, causando el asentamiento de la presa y posiblemente agrietándose y fallando. ^{[ o ]} Si la roca madre tiene grietas o defectos, debe prepararse inyectando lechada o colocando tapones de hormigón. ^{[ 43 ]} Una preocupación que los diseñadores deben abordar es el "levantamiento": si el agua se filtra bajo la estructura de la presa, la presión del agua puede ejercer una fuerza ascendente extrema sobre la estructura, lo que puede provocar fugas o incluso la falla de la presa. Este riesgo puede mitigarse con el uso de cortinas de lechada bajo la presa (que impiden que el agua se filtre) y sistemas de drenaje bajo la presa, que conducen el agua lejos cuando aumenta la presión. ^{[ 44 ]}

Presas de contrafuerte

Una presa de contrafuertes tiene una cara aguas arriba inclinada sostenida por múltiples contrafuertes. ^{[ 45 ]}

En esta foto de la presa de contrafuertes de Latyan en Irán se aprecian unos 20 contrafuertes . ^{[ 46 ]}

Una presa de contrafuertes consiste en una cara aguas arriba inclinada sostenida en el lado aguas abajo por numerosos contrafuertes triangulares . ^{[ p ]} La mayoría de las presas de contrafuertes están hechas de hormigón. ^{[ 48 ]} A diferencia de una presa de gravedad (donde la cara aguas arriba es casi vertical), la cara aguas arriba de una presa de contrafuertes está inclinada, típicamente con una inclinación entre 0,2 y 1,67. ^{[ 45 ] [ n ]} La inclinación de la cara aguas abajo suele oscilar entre 0,09 y 0,8. ^{[ 45 ] [ n ]} El perfil triangular del agua del embalse empuja hacia abajo sobre la presa, forzándola contra el suelo y aumentando su estabilidad. ^{[ 45 ]} Entre las presas de contrafuertes notables se incluyen la presa de Itaipú , la presa de Lucendro y la presa de Al Massira . ^{[ 49 ]}

Las presas de contrafuertes utilizan mucho menos hormigón que las presas de gravedad comparables, pero el ahorro de costes se ve compensado por un proceso de construcción más complejo. ^{[ q ]} Las presas de contrafuertes no son tan resistentes como las presas de gravedad y solo son adecuadas para alturas menores. Debido a que las presas de contrafuertes tienen una huella mucho menor (el área de terreno sobre la que se apoya la estructura de la presa) que las presas de gravedad, los riesgos asociados con las fuerzas de elevación (del agua debajo de la presa) son menores en las presas de contrafuertes. ^{[ 51 ]}

Los contrafuertes individuales pueden experimentar ligeros movimientos relativos entre sí. Si la cara aguas arriba de la presa fuera una pieza sólida de hormigón, los movimientos de los contrafuertes podrían generar grandes tensiones, provocando el agrietamiento de dicha cara. Para mitigar esto, la cara aguas arriba se divide en varias piezas, una por cada contrafuerte, denominadas «cabezales de contrafuerte». Los cabezales de contrafuerte adyacentes suelen estar separados por un espacio, que se rellena con juntas flexibles. ^{[ 52 ]}

Presas de arco

Las presas de arco transmiten el peso del agua embalsada a las paredes del valle. ^{[ 53 ] [ r ]}

Esta presa de arco en Tasmania es curva tanto en dirección vertical como horizontal. ^{[ 54 ]}

Una presa de arco es una estructura curva de hormigón que transfiere la fuerza del agua embalsada horizontalmente a las paredes del valle. Este diseño difiere de las presas de gravedad o de contrafuertes, que transfieren la fuerza hacia abajo a la cimentación. ^{[ 53 ]} Las presas de arco son relativamente delgadas: el espesor de su base es menor a la mitad de su altura, ^{[ k ]} y están hechas de mampostería u hormigón. ^{[ 56 ]} El ángulo central subtendido por una presa de arco puede ser relativamente poco profundo o casi semicircular, oscilando entre 46 y 140 grados. ^{[ 57 ] [ s ]} Entre las presas de arco notables se incluyen la presa de Hongrin , la presa de Flaming Gorge , la presa de Moiry y la presa de Contra . ^{[ 59 ]}

Todas las presas de arco son curvas, pero pueden adoptar diversas formas. La mayoría de las presas de arco más antiguas utilizaban una forma de "radio constante", que se asemeja a la sección de un cilindro vertical. ^{[ 60 ] [ t ]} Una forma más compleja es la de "ángulo constante", que reduce gradualmente el radio desde la cresta hasta la base. ^{[ u ]} La investigación sobre la optimización de las formas de las presas para lograr la máxima resistencia llevó a los ingenieros de presas a adoptar la forma de ángulo constante para muchas presas de arco, a partir de 1914. ^{[ 61 ]} Otra forma es la de "doble curvatura", que se asemeja a la sección de una cúpula y se define por la incorporación de curvatura tanto en la dirección vertical como en la horizontal . ^{[ 62 ]}  

Independientemente de la forma de la curvatura de una presa de arco, el arco debe transferir el peso del agua del embalse a las paredes del valle. Las presas de arco solo se pueden construir en valles estrechos con paredes de roca fuertes y empinadas que puedan soportar fuerzas tremendas. En algunas presas, se deben construir estribos de hormigón entre el arco y las paredes del valle para transferir la carga de forma segura. ^{[ 63 ] [ r ]}

Estructuras de presas compuestas

La presa de Sayano-Shushenskaya en Rusia es un ejemplo de presa de arco-gravedad .

La presa Bartlett, en Estados Unidos, es una presa de arcos múltiples.

Algunas presas combinan características de dos de las estructuras básicas de presas. Una presa de arco-gravedad combina características de las presas de arco y las presas de gravedad: la forma general es un arco, pero no es una verdadera presa de arco porque el espesor de la base de la presa es más de la mitad de su altura , lo que le confiere un peso y una huella característicos de las presas de gravedad. ^{[ 64 ] [ v ] [ k ]} 

Una presa de arcos múltiples ^{[ w ]} combina características de las presas de arco con las de las presas de contrafuertes. Es similar a una presa de contrafuertes, pero la cara aguas arriba no es plana , sino que consta de varias presas de arco pequeñas: cada arco conecta un par de contrafuertes adyacentes. ^{[ 67 ] [ x ]} 

Una represa es una presa que tiene un aliviadero integrado en su estructura, con múltiples compuertas que regulan el flujo sobre el aliviadero. ^{[ 5 ]} Los diques y terraplenes , que comparten el mismo diseño que las presas de terraplén , no son verdaderas presas porque generalmente bordean las riberas de un río o mar, mientras que las presas se colocan transversalmente en un valle. ^{[ 8 ]}  

No todas las represas son construidas por humanos: las represas naturales son barreras creadas por procesos como deslizamientos de rocas , flujos de lava o por el comportamiento constructor de represas de los castores . ^{[ 71 ]}

Una presa de deslizamiento de rocas es una presa natural formada por un deslizamiento de rocas que se desliza hacia un valle y bloquea el flujo de un río, formando un lago en el lado aguas arriba. ^{[ 72 ]} Hay miles de presas de deslizamiento de rocas en todo el mundo, incluyendo una creada en 2010 en Pakistán que formó el lago Attabad . ^{[ 72 ]} Las presas de deslizamiento de rocas tienen el potencial de causar una pérdida catastrófica de vidas, si fallan y crean una inundación repentina . En 1786 en China, un terremoto creó una presa de deslizamiento de rocas en el río Dadu , que falló diez días después, matando a 100 000 personas. ^{[ 73 ]} Los riesgos de inundaciones repentinas pueden mitigarse construyendo aliviaderos en las presas de deslizamiento de rocas para reducir el nivel del agua. ^{[ 73 ]} Los ingenieros han utilizado presas de deslizamiento de rocas como cimientos sobre los cuales construir nuevas presas. ^{[ 74 ]} En raras ocasiones, los ingenieros han utilizado voladuras en laderas de montañas para provocar un deslizamiento de rocas y crear una presa de terraplén rudimentaria, denominada presa de "relleno por explosión". ^{[ 75 ]}

Las represas volcánicas son el resultado de la actividad volcánica , que puede crear represas a partir de flujos de lava, depósitos de lahares , flujos piroclásticos u otros detritos. ^{[ 76 ]} La actividad volcánica de hace unos 13 000 años creó The Barrier , una represa de lava en Canadá, que embalsó el lago Garibaldi . ^{[ 77 ]}

Las represas de castores son estructuras construidas por castores a través de un arroyo. Los castores las construyen de noche, transportando barro, piedras y ramas con sus patas delanteras y dientes. La represa crea un estanque que los protege de los depredadores y facilita el acceso al alimento. Algunas represas contienen madrigueras —cámaras construidas en su interior— donde pueden vivir. Las represas de castores modifican el entorno local de manera que crean nuevos hábitats para otras especies, lo que convierte a los castores en una especie clave y en ingenieros de ecosistemas . ^{[ 78 ]}  

Los principales propósitos de las represas incluyen el riego , la generación de energía hidroeléctrica , el suministro de agua , el control de inundaciones , la recreación , la navegación interior y la acuicultura . ^{[ 80 ]} Muchas represas , llamadas "represas multipropósito" , cumplen dos o más funciones principales. ^{[ 81 ]}  

El riego es una aplicación fundamental de las represas: aproximadamente el 20 % de las tierras cultivables del mundo se riegan con agua proveniente de embalses (datos de 2022). ^{[ 82 ]} Además de transportar directamente el agua del embalse a los canales de riego, las represas también pueden contribuir al riego mediante "descargas en la estación seca": la represa almacena agua durante la estación húmeda y la libera aguas abajo durante la estación seca , asegurando así el suministro de agua al río durante todo el año. ^{[ 83 ]}

La energía hidroeléctrica proporciona energía limpia y renovable en forma de hidroelectricidad. En 2024, la capacidad hidroeléctrica mundial representaba aproximadamente el 14% del suministro eléctrico mundial. ^{[ 84 ]} Más del 80% de la capacidad total de almacenamiento de agua en embalses del mundo se utilizaba para la generación de energía hidroeléctrica, según datos de 2006. ^{[ 85 ]} Los 40 embalses más grandes del mundo almacenan el 40% del agua de los embalses mundiales, de la cual el 90% se destina a la generación de energía hidroeléctrica, según datos de 2006. ^{[ 85 ]} En algunos climas, las represas hidroeléctricas pueden actuar como un sistema de amortiguación anual: el embalse se puede llenar durante la temporada de lluvias y, durante la temporada seca (cuando suele hacer más calor y se necesita electricidad para el funcionamiento de los sistemas de aire acondicionado ), el agua se puede liberar para generar electricidad. ^{[ 86 ]}

Algunas represas hidroeléctricas ofrecen capacidad de almacenamiento por bombeo : estas represas consumen el exceso de electricidad (por ejemplo, de energía solar en un día soleado) para accionar las bombas que elevan el agua desde un embalse bajo a uno más alto. Cuando la red eléctrica necesita más energía (por ejemplo, en un día nublado), el agua se puede liberar para alimentar los generadores de la represa y producir energía hidroeléctrica. ^{[ 86 ]} La capacidad de almacenamiento por bombeo se puede utilizar en un ciclo de 24 horas: durante la noche, cuando el consumo de electricidad de la comunidad es bajo, las fuentes de energía convencionales (nuclear, petróleo) pueden accionar las bombas para elevar el agua a los embalses; luego , durante las horas pico de consumo diurno , el agua se puede liberar a través de los generadores de la represa para producir electricidad. ^{[ 86 ]}  

El suministro de agua —para uso doméstico e industrial— ^es el tercer propósito más común de las grandes ^represas . En 2025, 3394 grandes represas se destinaron a este uso. ^{[ 79 ] El} uso industrial es aproximadamente el doble que el uso doméstico, pero parte del agua extraída de los embalses (como el agua utilizada exclusivamente para refrigeración) se devuelve al sistema fluvial. ^{[ 87 ]}  

La gestión de inundaciones es una función importante de muchas represas. ^{[ 88 ]} En 2025, había 2510 grandes represas en el mundo dedicadas a la gestión de inundaciones. ^{[ 79 ]} Estas represas no intentan impedir que todas las aguas de la inundación lleguen aguas abajo. En cambio, intentan reducir el nivel máximo de la inundación (altura) a un límite seguro. Dado que las inundaciones son tan impredecibles, estos objetivos se expresan típicamente como márgenes estadísticos basados ​​en largos períodos de retorno . Por ejemplo, una represa puede diseñarse con el objetivo de regular de forma segura las inundaciones que ocurren una vez cada 100 años. ^{[ 88 ]} Los beneficios de control de inundaciones de las represas pueden volverse cada vez más importantes en el siglo XXI, ya que se proyecta que los riesgos de inundación aumentarán debido al cambio climático . ^{[ 89 ]}

Muchas represas se construyen en los ríos con el propósito de mantener el nivel del agua lo suficientemente alto para permitir el transporte , incluidas las barcazas que transportan mercancías. Estas represas suelen ser bajas y se encuentran cerca de industrias que requieren el transporte de carga por vías fluviales . ^{[ 90 ]} Otras represas se diseñan con el objetivo principal de apoyar la recreación o la acuicultura. ^{[ 90 ]}

Una presa de relaves es una presa que almacena relaves , los desechos generados por las operaciones mineras . ^{[ 92 ]} La mayoría de las presas de relaves son estructuras de terraplén. ^{[ 93 ]} A diferencia de las presas convencionales de almacenamiento de agua , que generalmente se construyen en valles , las presas de relaves pueden construirse en terreno plano, con un terraplén que encierra los relaves por todos lados. ^{[ 94 ]} Las presas de relaves son únicas porque a menudo se amplían con el tiempo: a medida que continúan las operaciones mineras, los terraplenes se elevan repetidamente. ^{[ 95 ]} Los relaves a menudo incluyen subproductos tóxicos de la minería, como arsénico o plomo . Por lo tanto, las presas de relaves generalmente incorporan medidas de protección especiales para garantizar que los materiales de los relaves no contaminen el suministro de agua fuera de la presa. ^{[ 96 ]} Las medidas de protección incluyen inyección de lechada en la cimentación, revestimientos (de arcilla o membrana), mantas de drenaje y drenajes subterráneos. ^{[ 97 ]}   

Una ataguía es una estructura temporal impermeable construida en un sitio de trabajo para crear un área seca para la construcción hasta que se complete el proyecto. ^{[ 98 ]} Las ataguías se utilizan comúnmente cuando se construyen soportes de puentes en lagos, ríos y océanos. ^{[ 99 ]} Cuando se construye una presa en un valle fluvial, las ataguías a menudo se construyen aguas arriba para desviar el río a través de túneles o canales temporales. Los túneles (o canales) transportan el agua alrededor del sitio de construcción y la descargan aguas abajo, manteniendo el sitio de trabajo seco. ^{[ 98 ]}

Un dique es una estructura baja y plana construida a través del lecho de un río. Los diques no bloquean completamente un río; en cambio, regulan su flujo de manera controlada. ^{[ 100 ]} Algunos diques están diseñados para mantener un nivel de agua en un tramo de río, ^{[ 101 ]} mientras que otros minimizan la erosión de las riberas. ^{[ 102 ]} Los diques también tienen fines paisajísticos o recreativos, ^{[ 103 ]} o funcionan como medidores (el caudal total de agua se puede calcular a partir de la profundidad del agua que pasa sobre el dique). ^{[ 104 ]}

Si la cresta que rodea el embalse de una presa contiene una depresión (punto bajo) por debajo del nivel previsto del embalse, se debe construir una presa auxiliar para rellenar dicho punto bajo. Las presas auxiliares deben diseñarse con el mismo detalle y cuidado que la presa principal. ^{[ 105 ] [ ab ]}

Las represas subterráneas se utilizan para bloquear el flujo de agua subterránea y almacenarla bajo la superficie. Son estructuras de pequeña escala construidas en regiones áridas donde el agua escasea. Algunas represas subterráneas se construyen excavando una zanja en el curso natural del agua subterránea y colocando una barrera vertical impermeable, para luego rellenar la zanja. Otro diseño, utilizado en regiones arenosas, consiste en construir una represa baja a través de un pequeño valle para que las lluvias ocasionales provoquen la acumulación de arena y agua detrás de la represa (la arena inhibirá la evaporación del agua subterránea). En ambos diseños, se coloca un pozo o tubería aguas arriba de la barrera para extraer el agua. ^{[ 107 ]}

La presa más antigua conocida es la presa de Jawa , construida alrededor del 3000  a. C. cerca de Amán , Jordania. Esta presa de terraplén formaba parte de un elaborado sistema de suministro de agua y tenía 28 m (92 pies) de espesor ^{[ m ]} y 5,5 m (18 pies) de altura. ^{[ 109 ] [ ac ]} Alrededor del 2600 a. C., los egipcios construyeron la presa de terraplén de Sadd el-Kafara cerca de El Cairo , aunque colapsó aproximadamente al finalizar su construcción. ^{[ 111 ]}     

El Imperio Hitita construyó varias represas entre los siglos XVII y XIII  a. C., incluyendo una cerca del templo Eflatun Pınar en la actual Turquía. ^{[ 112 ]} A partir de aproximadamente 1500  a. C., los pueblos sabeos construyeron una serie de represas a lo largo del Wadi Danah, ubicado en el actual Yemen . Esta obra culminó con la Gran Represa de Marib (construida alrededor del 500  a. C.), que tenía 700 m (2300 pies) de largo y 20 m (66 pies) de alto. ^{[ 108 ]} Una represa temprana en China , construida por Sunshu Ao alrededor del 580 a. C. , embalsó el embalse de Afengtang , que aún existe hoy. ^{[ 113 ]} En Sri Lanka , varias represas , incluyendo Tissa Wewa , fueron construidas entre c. 370 y c. 300 a. C. para crear embalses. Algunas de las represas tenían varios kilómetros de largo. ^{[ 114 ]}          

El Imperio Romano construyó importantes obras hidráulicas —incluidos acueductos y túneles— a partir del siglo V a. C., pero no comenzó a construir presas significativas hasta el siglo I d. C. ^{[ 116 ]} Las presas romanas eran típicamente presas de gravedad de mampostería con caras verticales tanto en el lado aguas arriba como en el lado aguas abajo, aunque algunas estaban reforzadas en el lado aguas abajo con contrafuertes o terraplenes de roca. ^{[ 117 ]} Los romanos fueron los primeros en utilizar el cemento como material de construcción, que podía mezclarse con pequeñas rocas para formar hormigón , o mezclarse con arena para formar mortero para unir ladrillos o piedras. Algunos cementos romanos, en particular los que contenían ceniza volcánica , eran impermeables. ^{[ 118 ]}  

Una de las primeras presas construidas por los romanos fue también la más alta: la presa de Subiaco se construyó alrededor del año 60  d. C. y tenía 40 m (130 pies) de altura y 13,5 m (44 pies) de espesor. ^{[ 119 ]} Los romanos construyeron unas 80 presas conocidas en Hispania (la actual España), ^{[ 120 ]} incluyendo la presa de Proserpina , que embalsó 6 millones de m³ ^de agua y seguía en funcionamiento en 2026. ^{[ 121 ]} La tecnología de presas romanas se aplicó en países cercanos: después de que el rey persa Shapur I derrotara al emperador Valeriano , puso a prisioneros romanos a trabajar en la construcción de la presa de Band-e Kaisar que cruza el río Karun . ^{[ 115 ]} La Puerta de Hierro fue una presa de arco-gravedad temprana construida por Justiniano I alrededor del año 550 d. C. cerca de Antioquía en la actual Turquía. ^{[ 122 ] [ ad ]}      

Una de las primeras presas construidas en Japón fue el terraplén de Sayama , construido cerca de Osaka en el año 380  d. C., que tenía 8 m (26 pies) de altura y 300 m (980 pies) de longitud. ^{[ 125 ]} La presa de Kurit , la primera gran presa de arco delgado del mundo , se construyó en Persia (actual Irán) alrededor del año 1350 d. C. Tenía 26 m (85 pies) de altura y posteriormente se elevó a 64 m (210 pies) . Siguió siendo la presa más alta del mundo hasta principios del siglo XX. ^{[ 126 ]}           

En Europa, las presas se usaban para impulsar ruedas hidráulicas para la molienda y la minería . ^{[ 127 ]} Un ejemplo temprano fue la presa de Bazacle construida alrededor del año 1170  d. C. en Francia. ^{[ 128 ]} Las presas para crear estanques de peces eran comunes en Europa, y se construyeron cientos en Bohemia durante los siglos XV y XVI, creando estanques que cubrían un total de 1800  km² ^{. [ 129 ]} Las presas para irrigación incluían las presas españolas de la Presa de Almansa (1384) – una presa de arco-gravedad; y la aún en pie ^{[ ae ]} Presa de Elche ( España, 1640) – la primera verdadera presa de arco construida en Europa desde la época romana. ^{[ 130 ] [ af ]} Se construyeron varias presas para abastecer de agua a Estambul , incluyendo una en 1560 que traía agua del Bosque de Belgrado . ^{[ 132 ]} Otro propósito de las presas era el transporte: la presa de Saint-Ferréol se construyó en Francia en 1675 para abastecer de agua al canal Midi . Permaneció como una de las presas de terraplén más altas del mundo durante más de un siglo. ^{[ 133 ]} Varios libros sobre el tema del diseño de presas fueron publicados en el siglo XVIII por autores europeos como Jacob Leupold , Albert Brahms , Johann Silberschlag y Oliver Evans . ^{[ 134 ]}  

A finales del siglo XVIII, el proceso de diseño de presas comenzó a transformarse de una práctica empírica —basada en la experiencia y el método de ensayo y error— en una disciplina de ingeniería con fundamentos científicos. ^{[ 136 ]} Figuras importantes en esta evolución fueron el científico francés Charles-Augustin de Coulomb , quien, en 1776, creó una fórmula que describía cómo reacciona el suelo bajo tensión. Posteriormente, Alexandre Collin aplicó la fórmula a la ingeniería de presas . ^{[ 136 ]} En 1847, François Zola se convirtió en el primer ingeniero en diseñar una presa de arco basándose en un análisis de tensiones. ^{[ 137 ]} El ingeniero francés J. Augustine DeSazilly estableció que la sección transversal óptima para una presa de gravedad era un triángulo, con una cara vertical en el lado aguas arriba. ^{[ 138 ]}  

Estos fundamentos científicos condujeron a presas más seguras y de mayor tamaño de todo tipo. La presa de Glencorse en Gran Bretaña (1824) era una presa de terraplén de 21 m (69 pies) de altura que contenía un núcleo de arcilla y tenía caras de pendiente suave. ^{[ 139 ]} En Francia, la presa de gravedad de mampostería de Gouffre d'Enfer (1866) tenía 60 m (200 pies) de altura. ^{[ 28 ]} La primera gran presa de contrafuertes del mundo fue la presa de Mir Alam (1804) en la India. ^{[ 135 ]} En Australia, la presa de Parramatta (1856) puso a prueba los límites de la delgadez que podía tener una presa de arco. ^{[ 135 ]}    

En la primera mitad del siglo XX, se construyeron muchas grandes represas, particularmente en Europa Occidental y Estados Unidos. ^{[ 141 ]} Después de la Segunda Guerra Mundial, la disponibilidad de maquinaria pesada de construcción , como excavadoras , camiones volquete y raspadores , contribuyó a un aumento sustancial en la construcción de represas en todo el mundo. ^{[ 142 ]} Entre las represas notables de la era moderna se incluyen enormes represas de gravedad de hormigón como la represa Hoover (EE. UU., 1936) ^{[ 143 ]} y la represa de las Tres Gargantas (China, 2006). ^{[ 144 ]} Algunas represas de terraplén modernas son incluso más grandes, incluyendo la represa Tarbela (Pakistán, 1976) ^{[ 145 ]} y la represa Nurek (Tayikistán, 1980). ^{[ 146 ]}  

La invención de las tecnologías de cortinas de lechada permitió construir presas de forma segura sobre suelos porosos. ^{[ 147 ] [ ag ]} Esto permitió la construcción de la Presa Alta de Asuán (1970) sobre el río Nilo , que tiene un lecho profundo y arenoso. Se bombeó lechada a 208 m (682 pies) de profundidad en la arena, creando una barrera subterránea de 57 000 m² ^que impidió que el agua se filtrara por debajo de la presa. ^{[ 147 ]}  

La era moderna también vio surgir argumentos en contra de la construcción de represas. Después de que el cambio climático se convirtiera en una preocupación mundial, surgieron debates sobre si la electricidad producida por las represas era tan ^limpia como la energía solar o la eólica . Si bien ^la energía hidroeléctrica en sí es limpia, los opositores ^a las represas argumentan que los impactos ambientales adversos superan cualquier beneficio. ^{[ 149 ]}

El número de grandes ^{represas en} el mundo en 2025 era de 62.362. ^{[ 79 ] El número} total de represas artificiales , de cualquier tamaño , en el mundo en 2019 se estimó en 2,8 millones. ^{[ 150 ]}   

El número total de embalses (grandes y pequeños) en 2011 se estimó en 16,7  millones. ^{[ 151 ]} Estos embalses almacenan aproximadamente 8000 ^km³  de agua, ^{[ 152 ]} lo que representa alrededor del 10 % del volumen de los lagos naturales de agua dulce de la Tierra y el 16 % de la descarga anual total de los ríos del mundo hacia los océanos. ^{[ 153 ]} Los embalses cubren alrededor de 305 000 ^km² de la superficie del planeta, lo que representa alrededor del 7,3 % del área cubierta por lagos naturales. ^{[ 154 ]} 

Aproximadamente la mitad de los principales ríos del mundo se ven afectados por represas o embalses ^{[ 155 ]} y, a partir de 2019, solo el 23 % de los ríos del mundo fluyen libremente hacia el océano. ^{[ 156 ]} En 2015, el número de grandes represas planificadas o en construcción era de aproximadamente 3700, la mayoría en China (mayor capacidad total de generación), Brasil (mayor número de represas planificadas) e India. ^{[ 157 ]}

La escasez de agua es un problema mundial importante que afecta a países como China, Corea del Sur, India, Bélgica, Sudáfrica, Argelia, Jordania y Ruanda. ^{[ 202 ]} La extracción de agua de algunos ríos es tan extensa que los caudales se agotan gravemente antes de llegar a su delta , incluidos el río Indo (Pakistán), el río Colorado (EE. UU.) y el río Amarillo (China). ^{[ 203 ]} En respuesta a la preocupación por la escasez de agua, algunos países han emprendido proyectos de construcción de represas para mejorar la seguridad hídrica y promover objetivos estratégicos a largo plazo. ^{[ 204 ]} Cuando se construye una represa en un río que desemboca en otros países , las naciones aguas abajo suelen preocuparse por los efectos de la represa en la disponibilidad de agua y el caudal del río, así como por el riesgo de falla de la represa. ^{[ en ]} Dichas represas pueden provocar conflictos internacionales entre las naciones aguas arriba y aguas abajo, particularmente cuando las naciones aguas abajo enfrentan problemas de escasez de agua. ^{[ 205 ]}

Entre las disputas notables sobre represas se encuentra el Proyecto del Sudeste de Anatolia de Turquía , un importante proyecto hídrico que incluye numerosas represas, una de las cuales es la represa de Karakaya . La mayoría de estas represas se encuentran en los ríos Éufrates y Tigris , que fluyen aguas abajo hacia las naciones vecinas de Siria e Irak. Estas naciones aguas abajo han protestado ante Turquía por posibles problemas de suministro de agua. ^{[ 206 ]} El río Indo es el principal río de Pakistán, con cabeceras en varios países, incluida la India. India construyó grandes represas en el Indo a pesar de la oposición de Pakistán, incluidas la represa de Baglihar y la represa de Kishanganga . ^{[ 207 ]} El río Mekong atraviesa varios países. China construyó numerosas represas en el río sin el consentimiento de las naciones aguas abajo, incluidas la represa de Xiaowan y la represa de Nuozhadu . ^{[ 208 ]} El río Nilo ha sido fuente de tensiones entre las naciones áridas aguas abajo (Egipto y Sudán) y las naciones aguas arriba, donde se origina la mayor parte de su agua como lluvia. En 2020, Etiopía completó la Gran Presa del Renacimiento Etíope (GERD) en el Nilo Azul, a pesar de la oposición de Sudán y Egipto. ^{[ 201 ]}

The dam design process can be executed in three stages: reconnaissance, feasibility, and project planning.^[209] In the reconnaissance stage, designers visit the site, study it carefully, and gather geological, seismic, and topographic data. In the feasibility stage, detailed technical investigations are performed to assess the geology, hydrology, and hydraulics of the site. Analysis of environmental and flood impacts begins, and inquiries are made into land acquisition, public utility availability, and construction material sources (such as rocks and soil for fill material).^[209] In the planning stage, detailed plans are created, a construction schedule is established, and cost estimates are prepared.^[209]

During the planning process for a dam, a large number of technical investigations are typically conducted. These investigations may be categorized as topographic, geological, and hydrological.^[211] Topographic investigations survey the dam site and use the data to prepare detailed topographic maps of the region. Every aspect of the dam's design will rely on the maps, so they must be very precise.^[212]

Geological investigations study the rocks and soil of the dam site. The dam  –and the water it impounds –exerts immense forces on the valley walls and on the ground beneath the reservoir and dam structure. An accurate understanding of the strength of the ground, and identifying any faults, is essential to minimizing seepage and reducing the risk of dam failure.^[213] The geological research must also assess the likelihood and magnitude of earthquakes.^[214]

Las investigaciones hidrológicas examinan todos los aspectos del flujo de agua en las proximidades de la presa. Se generan datos que identifican el tamaño de la cuenca hidrográfica aguas arriba y la precipitación anual. Se realizan estudios para determinar cuánta agua fluye a través del sitio de la presa en un año promedio y cuánto varía dentro de un año y entre años. ^{[ 215 ]} Estos datos se utilizan para predecir la frecuencia y magnitud de las inundaciones en el sitio de la presa y para establecer la capacidad del aliviadero de la presa. ^{[ 88 ]}

Durante el proceso de diseño, en muchos países se exige a los promotores que preparen una evaluación de impacto ambiental (EIA) que documente los efectos que la represa (y su embalse) tendrán en las comunidades y el medio ambiente. ^{[ 148 ]} La EIA permite al promotor y al gobierno evaluar la conveniencia de una represa, mitigar sus impactos y compensar a las personas afectadas. ^{[ 216 ]} Las medidas de mitigación incluyen cambiar la ubicación, el tamaño o el diseño de la represa; compensar a los afectados; o cancelar el proyecto por completo. ^{[ 217 ]}

Tres decisiones importantes que se toman durante el proceso de diseño de una presa son la selección del sitio , la elección del tipo estructural y la selección de los materiales de construcción. Estas elecciones requieren un análisis detallado de la topografía (la forma del valle), la geología (especialmente en lo que se relaciona con la resistencia del terreno debajo y al lado de la presa), la hidrología (el flujo de agua en el valle), la disponibilidad de materiales de construcción y las posibles vías para los aliviaderos . ^{[ 218 ]} Los diseñadores deben evaluar todas las fuerzas que la estructura de la presa debe soportar, incluyendo la presión hidrostática del agua almacenada, las cargas de hielo, la presión de los sedimentos, las tensiones inducidas por la temperatura, las fuerzas de elevación, los eventos de inundación, los terremotos, la retracción del hormigón y el propio peso de la presa. ^{[ 219 ]}

La ubicación de la presa debe elegirse de manera que el embalse sea lo suficientemente grande para cumplir con los requisitos del proyecto. La ubicación también debe asegurar que el terreno sea lo suficientemente resistente para soportar las fuerzas que la estructura de la presa y el agua del embalse ejercerán. ^{[ 220 ]} La selección del sitio también debe considerar los factores sísmicos : cuando se descubren fallas debajo o cerca de la presa, los diseñadores deben determinar si representan un riesgo. ^{[ 221 ] [ au ]}

La selección del tipo estructural para una presa requiere la evaluación de diversos factores. ^{[ 223 ]} Si la presa se ubica en un valle estrecho, una presa de gravedad o una presa de arco pueden ser las más apropiadas, especialmente si se requiere una presa alta. Sin embargo, una presa de arco solo puede utilizarse si las paredes del valle son lo suficientemente fuertes para soportar las grandes fuerzas que ejercerán los lados del arco. ^{[ 224 ]} Una estructura de presa de gravedad solo es factible si el terreno bajo la presa es de roca madre resistente. ^{[ 225 ]} La mayoría de las presas de gravedad y presas de arco están hechas de hormigón, que generalmente es más caro que la tierra o la roca, y puede influir en la elección del diseño. ^{[ 226 ]} Si la presa debe abarcar un valle ancho, una presa de terraplén suele ser la mejor opción. Las presas de terraplén de enrocado son apropiadas si la roca es abundante cerca del sitio, y una presa de terraplén de tierra puede utilizarse cuando no hay roca disponible. ^{[ 225 ]} Para cualquier presa de terraplén, un sitio ideal será cerca de materiales impermeables , como la arcilla , que se puede utilizar como capa central dentro de la presa. ^{[ 225 ]}  

La presa y el puente de Khaju en Irán son conocidos por su belleza. ^{[ 227 ]}

La apariencia de una presa puede ser un factor al evaluar posibles diseños. ^{[ 228 ]} Uno de los primeros defensores de las presas estéticamente agradables fue el arquitecto británico Charles Fowler , quien dio un discurso en 1929 en el que identificó la presa Roosevelt y la presa O'Shaughnessy como ejemplos de presas hermosas. ^{[ 229 ] [ av ]} Fowler afirmó que las presas con cierta curvatura, particularmente las presas de arco, tienden a ser percibidas como más atractivas que aquellas diseñadas con líneas completamente rectas. ^{[ 230 ]} El ingeniero civil suizo Nicholas Schnitter observó que , si bien las presas atractivas son deseables , la belleza es una cuestión de gusto, lo que dificulta determinar si un plan en particular mejorará el paisaje previo a la presa. ^{[ 231 ]} Después de la Segunda Guerra Mundial, la popularidad del hormigón como material de construcción dio a los diseñadores de presas más flexibilidad para crear formas de presas agradables. ^{[ 232 ]}  

Además de su valor estético , las represas también pueden servir como monumentos simbólicos que brindan un sentido de orgullo cívico e identidad cultural . ^{[ 233 ]} Ejemplos notables incluyen la represa Hoover (EE. UU., 1936), la represa Bratsk (URSS, 1967), la represa de las Tres Gargantas (China, 2003) y la represa alta de Asuán (Egipto, 2020). ^{[ 233 ]}

represas hidroeléctricas

En esta típica instalación hidroeléctrica de una presa, mostrada en sección transversal, el agua fluye de izquierda a derecha. ^{[ 234 ]}

Los generadores de esta presa se encuentran en el edificio bajo y horizontal situado en la parte inferior izquierda. Cinco tuberías forzadas suministran agua desde el embalse a los generadores.

Muchas represas incluyen centrales eléctricas que hacen pasar el agua a través de una turbina conectada a un generador para producir electricidad. ^{[ 235 ] [ aw ]} El generador suele estar ubicado cerca de la base de la represa, dentro de una casa de máquinas . ^{[ 234 ]} Algunas casas de máquinas se ubican dentro de la estructura de la represa , a menudo en represas de gravedad huecas , especialmente cuando no hay terreno disponible aguas abajo. ^{[ 237 ]}  

El diseño de una central hidroeléctrica para una presa específica requiere analizar la cantidad de electricidad deseada, el caudal de agua disponible para alimentar la turbina y la altura del nivel del agua aguas arriba del generador (esta altura se denomina " caída "). Estos factores determinan qué tipo de turbina es la óptima, como la turbina Francis , la turbina Pelton o la turbina Kaplan . ^{[ 238 ]}

El agua se conduce al generador desde aguas arriba (a menudo desde un embalse) a través de un conducto —llamado tubería forzada— que alimenta el agua al generador, el cual utiliza la fuerza del agua para hacer girar una turbina y generar electricidad. ^{[ 239 ] [ ax ]}  

La presa de terraplén de Oroville, en Estados Unidos, es la gran estructura de roca que se ve en el centro de la imagen. El agua que se desborda del embalse cae en cascada por el aliviadero del lado izquierdo.

Muchos proyectos de represas incluyen aliviaderos, que proporcionan una liberación controlada del exceso de agua del embalse hacia el río aguas abajo, evitando que la represa se desborde y posiblemente falle. ^{[ 240 ]}

Las lluvias inusualmente intensas aguas arriba podrían provocar el desbordamiento del embalse, lo que podría causar daños significativos a la estructura de la presa o incluso su colapso total. Para mitigar este riesgo, los aliviaderos deben ser lo suficientemente grandes como para transferir el desbordamiento aguas abajo de forma segura. Los diseñadores de presas deben realizar un análisis detallado de la variabilidad de las precipitaciones e inundaciones de la región y utilizar esos datos para diseñar la capacidad del aliviadero para gestionar una crecida máxima específica. En el caso de presas pequeñas, los aliviaderos suelen diseñarse para gestionar de forma segura la mayor crecida que se espera que ocurra una vez cada 100 o 500 años. Las presas grandes suelen estar diseñadas para gestionar la mayor crecida que se espera que ocurra una vez cada 10 000 años. ^{[ 88 ]}

Existen varias formas de integrar aliviaderos en un proyecto de presa. Las presas de gravedad de hormigón pueden ubicar el aliviadero directamente sobre la estructura de la presa. Algunas presas sitúan el aliviadero en un punto bajo (silla de montar) de la cresta que rodea el embalse. Estos aliviaderos de silla de montar transportan el agua a través de un canal o túnel para descargar aguas abajo de la presa. Un diseño de aliviadero inusual es el de boca de campana , ^{[ ay ]} que consiste en un pozo vertical en el interior del embalse que conduce a un túnel que descarga aguas abajo. ^{[ 241 ]}

Para funcionar eficazmente, un aliviadero debe diseñarse cuidadosamente, generalmente con un perfil parabólico en la parte superior. ^{[ 242 ]} La parte inferior del aliviadero requiere una característica de disipación de energía para ralentizar el agua antes de que se descargue en el río, minimizando así el daño por erosión. ^{[ 243 ]} Algunos aliviaderos utilizan una forma de ogee : el aliviadero comienza horizontalmente en la parte superior de la presa, se inclina bruscamente en el medio y luego se curva horizontalmente en la parte inferior (asegurando que el agua se dirija lejos de la estructura de la presa para minimizar el daño). ^{[ 244 ]}

Muchas presas incluyen compuertas —generalmente ubicadas en la parte superior del aliviadero— para regular el nivel del agua en el embalse y controlar la velocidad a la que se libera el agua de desbordamiento aguas abajo. Los tipos de compuertas incluyen compuertas de elevación vertical , compuertas de tambor y compuertas radiales . ^{[ 245 ] [ az ]}  

Las compuertas de una presa son estructuras —generalmente ubicadas en la parte inferior de la estructura— que permiten el vaciado parcial del embalse . El nivel del agua en un embalse puede reducirse para realizar tareas de mantenimiento, purgar sedimentos del fondo, generar energía hidroeléctrica, aumentar el caudal aguas abajo durante la estación seca o reducir la presión sobre la estructura de la presa en caso de emergencia. ^{[ 246 ]} Algunos proyectos de presas crean túneles al inicio de la construcción para desviar el agua del río alrededor del sitio de construcción mientras se construye la presa. Estos túneles a veces se convierten en compuertas una vez terminada la presa. ^{[ 247 ]}  

Estructuras auxiliares

Un remolcador está empujando barcazas hacia una esclusa integrada en esta presa .

Esta escalera para peces (con escalones diagonales) permite a los peces migratorios sortear la presa de Wachino en Japón.

Si una represa planificada obstruyera un río navegable , se podrían incorporar esclusas al proyecto para permitir que las embarcaciones la atraviesen en ambas direcciones. Las esclusas constan de una o más cámaras rectangulares con grandes compuertas en ambos extremos y válvulas que permiten llenar y vaciar cada cámara. ^{[ 248 ]}

Algunos ríos son importantes rutas migratorias para los peces. La construcción de una represa en un río de este tipo podría afectar gravemente el movimiento y la reproducción de los peces. Estos impactos ecológicos pueden mitigarse incluyendo un sistema de derivación para peces en el proyecto de la represa. Los diseños de derivación para peces incluyen escaleras para peces , elevadores de peces y arroyos artificiales que imitan un río natural. ^{[ 249 ]}

La construcción de una gran presa permanente requiere un sitio de construcción seco. Para las presas construidas a través de un valle, el flujo del río debe desviarse temporalmente alrededor del sitio de construcción. ^{[ 251 ]} La desviación puede lograrse construyendo un túnel o canal alrededor o debajo del sitio de la presa, y creando una ataguía para dirigir el río hacia la ruta de desviación. ^{[ 252 ]} Una vez terminada la presa, las ataguías generalmente se retiran, pero en algunas presas de terraplén se incorporan a la presa final. ^{[ 253 ]} Los canales y túneles de desviación generalmente se sellan o demuelen; aunque algunos proyectos de presas conservan túneles o canales como parte del proyecto de presa permanente, por ejemplo, como salida o aliviadero. ^{[ 253 ]}

Otra técnica de desviación consiste en construir una ataguía semicircular en un lado del valle, lo que obliga al río a desviarse hacia el otro lado. Una vez construida la mitad de la presa dentro de la ataguía, esta se traslada a la otra mitad del valle y el río se dirige hacia la primera parte de la presa (que cuenta con conductos para el paso del agua). La segunda mitad de la presa se construye dentro de la ataguía y esta se retira. ^{[ 254 ]}

En algunos proyectos de presas de terraplén, se pueden evitar las ataguías temporales y los canales de desviación canalizando el río hacia un cauce estrecho en el centro del valle y construyendo la presa hacia el interior desde ambos lados del valle, dejando un espacio en el medio para que el río fluya. En la estación seca , cuando el caudal del río es relativamente bajo , el segmento central se cierra rápidamente, mientras que el agua sube simultáneamente en el embalse detrás de la presa. ^{[ 255 ]}  

Un paso inicial en el proceso de construcción es la preparación de los cimientos , que es la roca sobre la que se asentará la estructura de la presa. Las presas de hormigón —presas de gravedad, presas de arco y presas de contrafuertes— son muy pesadas y deben asentarse sobre roca sólida. Cualquier tierra, grava, roca suelta o roca de mala calidad debe eliminarse para dejar al descubierto la roca madre antes de construir la presa. Las presas de terraplén tienen bases anchas y no someten el terreno a tanta presión como las presas pesadas; por lo tanto, a menudo pueden construirse sobre rocas o tierra sueltas. ^{[ 256 ]}  

Un riesgo importante en cualquier proyecto de represa es la filtración de agua por debajo de la represa o alrededor de sus lados. Para mitigar ese riesgo, se inyecta lechada —antes de la construcción de la represa— en las rocas debajo de la represa y en las paredes del valle a ambos lados. ^{[ 257 ]} Se utilizan dos tipos de procesos de inyección: la inyección de consolidación localiza las rocas debajo y a los lados de la represa que pueden tener grietas o defectos, e inyecta lechada a alta presión en esos lugares, rellenando las grietas y fortaleciendo las rocas. ^{[ 258 ]} La otra técnica es la inyección de cortina , que inyecta lechada profundamente en la roca a través de perforaciones realizadas en un patrón dispuesto para crear una pared sólida de lechada debajo y a los lados de la represa. La profundidad de la cortina de lechada puede ser del 30% al 70% de la profundidad planificada del agua detrás de la represa. ^{[ 259 ]}  

Otro enfoque para mitigar la filtración es un sistema de drenaje, cuyo objetivo es reducir el riesgo de "tubería" (el agua dentro de la presa erosiona la estructura de la presa) o levantamiento (el agua debajo de la presa la empuja hacia arriba). El sistema de drenaje recoge el agua del interior o debajo de la presa y la conduce aguas abajo. El drenaje puede consistir en tuberías o una "manta" de roca triturada debajo de la presa. ^{[ 260 ]} Las presas de hormigón pueden tener pasajes dentro de la estructura de la presa para recoger el agua y conducirla; estos pasajes se llaman "galerías" (horizontales) o "pozos" (verticales). ^{[ 261 ] [ i ]}

Las presas de terraplén y las presas de hormigón utilizan métodos de construcción distintos. Las presas de terraplén requieren grandes cantidades de tierra y roca, que generalmente se extraen de zonas cercanas al emplazamiento de la presa. La tierra y la roca se depositan en capas sucesivas llamadas elevadores. ^{[ 263 ]} Tras depositar una capa, se compacta con maquinaria pesada . ^{[ 264 ]} Las capas deben supervisarse cuidadosamente para asegurar que contengan los materiales correctos, no estén excesivamente húmedas y estén suficientemente compactadas. Se instalan instrumentos dentro de la presa durante su construcción, los cuales se supervisan continuamente para corregir rápidamente cualquier defecto. ^{[ 265 ]}

Las presas de hormigón requieren la construcción de una planta de hormigón cerca del emplazamiento de la presa. La planta combina áridos (rocas), cemento , cenizas volantes y agua para producir hormigón. ^{[ 266 ]} El hormigón se transporta desde la planta de hormigón hasta la estructura de la presa mediante cintas transportadoras, cubos de hormigón , camiones volquete o grúas. Se construye un encofrado en el emplazamiento de la presa para contener el hormigón durante su colocación. ^{[ 267 ]} Una vez colocado en la estructura de la presa, el hormigón debe vibrarse para eliminar cualquier burbuja o bolsa de aire. ^{[ 267 ]} La presa se construye gradualmente vertiendo «bloques» individuales de hormigón; cada bloque suele tener de 1,5 a 3 m (5 a 10 pies) de altura y de 12 a 30 m (39 a 98 pies) de ancho y profundidad. ^{[ 268 ]} El hormigón de tal espesor —denominado hormigón en masa— se contrae y genera una gran cantidad de calor durante su fraguado , lo que puede provocar fisuras. ^{[ 269 ]} Para mitigar este problema, se pueden incluir juntas de dilatación dentro de la presa para permitir que el hormigón se contraiga sin agrietarse. Después de que el calor se disipa, las juntas de dilatación se rellenan con mortero y sus bordes aguas arriba se sellan con tiras de metal, caucho o plástico. ^{[ 270 ]} Además, se pueden emplear sistemas de refrigeración que hacen circular refrigerante a través del hormigón mediante tuberías. ^{[ 271 ]}      

Una innovación reciente es el hormigón compactado con rodillo (HCR), que presenta varias ventajas sobre el hormigón convencional. ^{[ ba ]} El HCR utiliza menos cemento, permite el uso de áridos de hasta 100  mm de tamaño y genera menos calor que el hormigón convencional. Además, permite que las excavadoras de orugas circulen sobre él inmediatamente después de su colocación y reduce los costes de construcción, ya que requiere menos encofrado y mano de obra. ^{[ 273 ]}

Una vez terminada y en funcionamiento una presa, se emplean procesos de gestión para asegurar que siga cumpliendo sus propósitos (riego, energía hidroeléctrica, etc.), evite incidentes de seguridad y alcance su vida útil prevista. Los procesos de gestión incluyen el mantenimiento y las reparaciones, las pruebas e inspecciones de las instalaciones, el registro de datos y la planificación para emergencias . ^{[ 274 ]}

Una tarea esencial de los operadores de presas es vigilar la presa para identificar posibles problemas de seguridad. ^{[ 275 ]} Estas inspecciones monitorean las tensiones que actúan sobre la presa, incluyendo: ^{[ 276 ]}

• El contenido del embalse (agua, hielo, olas y sedimentos) actúa sobre la estructura de la presa.
• terremotos
• El peso de la presa y el embalse comprime los cimientos o estribos.
• Movimientos causados ​​por el asentamiento del terreno bajo la presa.
• Tensiones de compresión y tracción internas dentro de la estructura
• Expansión y contracción debidas a las fluctuaciones de temperatura.

Estas tensiones pueden dañar una presa doblando, levantando, expandiendo, contrayendo o desplazando la estructura. ^{[ 277 ]} Para detectar tensiones, se colocan instrumentos permanentes dentro y alrededor de la presa. Los instrumentos incluyen inclinómetros , medidores de juntas , medidores de deformación , deflectómetros , termómetros , medidores de deformación y piezómetros . ^{[ 276 ]} El personal de la presa monitorea estos sensores y, si se reportan datos irregulares, investigan la causa subyacente e implementan las reparaciones o medidas de mitigación necesarias. ^{[ 278 ]}

La mayoría de los embalses acumulan sedimentos gradualmente , reduciendo la cantidad de agua que pueden contener. Cuando se reduce la capacidad de almacenamiento, la capacidad de la presa para cumplir sus propósitos previstos (riego, energía hidroeléctrica, suministro de agua, control de inundaciones, etc.) se reduce en consecuencia. ^{[ bb ]} Los sedimentos entran en un embalse como suelo suspendido en el agua del río; a medida que el río desemboca en el embalse, la velocidad del agua disminuye y los sedimentos se depositan en el fondo del embalse. ^{[ 280 ]} Los sedimentos también pueden entrar por suelo arrastrado por el viento, deslizamientos de tierra, construcciones cerca del agua y erosión por riego o lluvia. ^{[ 281 ]} Aproximadamente la mitad de los sedimentos fluviales del mundo son atrapados por las presas : entre 8 y 16 ^km³ por año. ^{[ 279 ]} Para mitigar la sedimentación , los operadores de presas implementan estrategias para reducir la entrada de sedimentos. ^{[ 282 ]} La sedimentación se puede reducir plantando vegetación en la cuenca de drenaje del embalse o construyendo terrazas . ^{[ 283 ]}  

Una presa puede ser retirada deliberadamente por diversas razones: si representa un peligro para la seguridad, si ya no cumple su propósito original, para restaurar las rutas de migración de los peces o para mejorar la salud de los ríos aguas abajo mediante la mejora del flujo de sedimentos. ^{[ 284 ]} Cuando se retira una presa, se restauran las pesquerías , se restablecen los flujos de agua y sedimentos , los sedimentos en el embalse se erosionan gradualmente y fluyen aguas abajo, el ancho del río aumenta y la trenza es más pronunciada, se restauran las temperaturas naturales del agua y los hábitats animales . ^{[ 285 ] [ bc ]}

Desmantelamiento de la presa Iron Gate en Estados Unidos

En 2009, antes de la remoción

En 2024, después de la remoción

En los EE. UU., los ríos y arroyos están obstruidos por más de 800 000 presas y barreras. ^{[ 287 ]} Se han eliminado más de 1200 presas hasta 2016, con más de 600 eliminadas entre 1996 y 2016. ^{[ 285 ]} Entre 2014 y 2018, se eliminaron dos presas —la presa Elwha y la presa Glines Canyon— del río Elwha en los EE. UU. ^{[ 288 ]} La eliminación de las presas restauró el aporte de sedimentos y madera al río aguas abajo, y se restableció el delta del río. ^{[ 288 ]} Un grupo de cuatro presas —incluida la presa Iron Gate— se eliminó del río Klamath en los EE. UU. entre 2020 y 2024. La eliminación fue el resultado de una campaña sostenida por nativos americanos y ambientalistas. Uno de los objetivos era restaurar una de las rutas de migración de salmón más grandes en la costa del Pacífico de América del Norte. ^{[ 289 ]}    

En 2021, había más de 1.000.000 de presas y barreras en Europa, de las cuales al menos 150.000 ya no eran necesarias. ^{[ 290 ]} Las presas y la consiguiente fragmentación de los ríos son una causa importante de una disminución del 55% en las poblaciones de peces migratorios y una disminución del 80% en la biodiversidad de peces. ^{[ 291 ]} En 2024, la Unión Europea aprobó la Ley de Restauración de la Naturaleza , que fomenta la eliminación de presas innecesarias. ^{[ 287 ] [ bd ]} La organización Dam Removal Europe busca identificar las presas que deben eliminarse y facilitar el proceso. ^{[ 291 ] [ be ]} En 2025, se eliminaron más de 600 presas en Europa, restaurando 3.740 km (2.320 mi) de ríos y arroyos. ^{[ 287 ]}  

Las represas han sido blanco de ataques durante la guerra, con 20 ataques documentados contra represas entre 1917 y 1993. Los Convenios de Ginebra fueron enmendados en 1949 para prohibir los ataques contra represas si causaran "pérdidas graves entre la población civil". ^{[ 304 ] [ bi ]}

La mayoría de los países con grandes represas tienen leyes o reglamentos que rigen su construcción e inspección. Estos reglamentos varían ampliamente entre naciones. Algunos países cuentan con una agencia gubernamental responsable de la inspección de represas, pero muchos no. ^{[ 306 ] [ bj ]} Los reglamentos de la mayoría de las naciones generalmente no especifican parámetros particulares de diseño de represas, sino que exigen el cumplimiento de "reglas tecnológicas reconocidas" o "el estado del arte en ciencia y tecnología". ^{[ 308 ]} Algunos países regulan las represas a nivel federal, mientras que otros lo hacen a nivel provincial/estatal. ^{[ 309 ]} Por ejemplo, Alemania no tiene reglamentos federales; en cambio, cada estado tiene sus propios estatutos. ^{[ 310 ]}

Las represas aparecen en novelas, películas, documentales, canciones, sellos postales , obras de historia popular y carteles políticos. A mediados del siglo XX, artistas soviéticos como Isaak Brodsky y Gustav Klutsis destacaron las grandes represas en obras de arte destinadas a glorificar a los trabajadores y la industria. Sus obras retrataron la represa de Mingachevir , la represa de Kayrakkum , la represa de Bratsk y la represa del Dniéper . ^{[ 311 ]}

El docudrama bélico Los destructores de presas (1955) retrató una operación militar de la Segunda Guerra Mundial en la que la RAF británica bombardeó con éxito la presa de Möhne en Alemania, causando la muerte de aproximadamente 1600 civiles. ^{[ 312 ]} La compañía Patagonia produjo el documental DamNation (2014), que aboga por la eliminación de presas para restaurar los ecosistemas y las poblaciones de peces. ^{[ 313 ]}

Entre los libros sobre represas se encuentra The Johnstown Flood (1968) de David McCullough , una historia popular de la falla de una represa en 1889 y la inundación posterior en los EE. UU. ^{[ 314 ]} Edward Abbey escribió la novela The Monkey Wrench Gang (1975) sobre activistas ambientales que intentaron destruir la represa de Glen Canyon . ^{[ 315 ]} 

Folk musician Woody Guthrie wrote the songs Grand Coulee Dam and Roll On, Columbia, Roll On (both 1941) as part of a series he wrote about the Columbia Basin Project.^[316] Several popular songs were produced in Ethiopia in the 2010s to raise funds to build the Grand Ethiopian Renaissance Dam.^[317]