ESPIGONES

Desde su proyección, ejecución y gestión en cuanto a la naturaleza hídrica y su notable complejidad técnica (como lo es su transformación según las exigencias  y necesidades del hombre) hasta sus múltiples beneficios para los seres humanos y objetivos, tales como modificar favorablemente de alguna forma el recurso natural que es el agua para así hacerlo útil es el tema central de las obras hidráulicas. 

La construcción de muros o estructuras dentro del agua (en ríos, arroyos o incluso próximos a las costas marítimas) con la intención de encauzar el curso de un río o reducir el olaje reciben el nombre de espigones. Estos también evitan la decantación de arena y la formación de estuarios.

A pesar de que se imponen medidas y cuidados especiales en las obras, puede darse el caso de algún previsto impacto no tan favorable, ya que estas pueden traer efectos positivos en un sentido pero negativos en otras, sin olvidar claramente, el objetivo directo y primordial.

El comportamiento de los espigones es influido por una gran cantidad de factores, lo que hace que sea muy difícil predecir con aproximación los efectos que éste pueda tener en la práctica. Por este motivo es muy importante ensayar el comportamiento de este tipo de estructuras marinas en modelos reducidos.

La experiencia en el diseño y en el compartimiento de buenos resultados exige seguir diseñando de la misma forma, pero pensando en caminos diferentes para lograr lo que se plantea en la finalidad de un espigón. Teniendo en cuenta también las funciones que van ideadas para su centralización y eficiente protección del medio y contra peligros. 

DIQUES DE CONTENCIÓN

Los diques son construcciones diseñadas para evitar el paso de agua, generalmente son de tierra, construidos paralelos al curso del río o al borde del mar. Los diques de contención se construyen apilando tierra en la ribera del río, dejando la cumbre de forma afilada y amplia en la base en donde habitualmente se colocan las bolsas de arena.

En la actualidad no solo se construyen para evitar el desbordamiento de los ríos sino que se están usando para evitar la contaminación del subsuelo en caso de derrames o que el producto se extienda a otros sectores y permitir su recuperación.

Asimismo se ha llegado a una convención para la construcción de estas estructuras en donde los criterios técnicos comprenden la forma en cómo se debe construir su estructura, todo esto para minimizar el riesgo de ruptura y evitar accidentes.

Partes de un dique de contención:

1.         Coronamiento
2.         Borde libre
3.         Nivel de agua del proyecto
4.         Talud de aguas arriba     
5.         Nivel de terreno aguas arriba
6.         Corona
7.         Cuerpo de apoyo aguas arriba
8.         Núcleo impermeable
9.         Cuerpo de apoyo aguas abajo

La construcción de diques de contención de derrames actualmente esta normativizada y alguno aspectos de esta normatividad es que deben estar impermeabilizados y que puedan resistir la presión hidrostatica que el liquido pueda llegar a generar como también que sea recubierto para resistir el producto químico, no debe presentar ningún tipo de filtración, no deberá existir ningún tipo de equipo eléctrico y debe estar localizado de forma que tenga fácil acceso por si se presenta alguna emergencia se faciliten las operaciones de contingencia.

PUERTOS

Los Puertos son los espacios de la costa destinados al flujo de mercancías, personas, información, entre otras cosas. Así mismo son indispensables para llevar a cabo operaciones descarga, descarga, de reparación y mantenimiento. Existen dos tipos de puertos: los naturales y artificiales.  Los primeros son aquellos situados en las bahías u otras zonas costeras cerradas, diferente a los artificiales que consiste en la existencia de complejas instalaciones especializadas. Su diseño y estructura va acorde a las necesidades de las poblaciones y han ido mejorando hasta llegar a instalaciones de inmenso valor y complejidad.

En la actualidad se conocen cuatro tipos de instalaciones relacionadas con los puertos: "obras de abrigo y acceso", "obras de atraque, tráfico y almacenamiento", "equipo para la manipulación de las cargas" e "instalaciones para la reparación y mantenimiento de los barcos".

-          Las obras de abrigo y acceso  son las que proporcionan protección contra el efecto de los elementos naturales, como los "diques de abrigo" o "rompeolas", que son principalmente de dos clases: "escolleras", los cuales rompen la ola, y los "diques verticales", que se encargan de reflejarlas.

-          Las obras de atraque, tráfico y almacenamiento son las infraestructuras que facilitan la operación del puerto y entre ellas se encuentran: los muelles de atraque o fondeaderos, los patios de estacionamiento y las instalaciones de depósito y clasificación de las cargas transportadas.

-          El equipo para la manipulación de las cargas es la maquinaria que se utiliza para facilitar el tráfico portuario, y está formado por poleas, cabrestantes, grúas manuales y mecánicas, tolvas, entre otros artefactos.

-          Las instalaciones para la reparación y mantenimiento de los barcos son imprescindibles para optimizar la navegación. Las primordiales son los diques secos, dique flotante y varaderos.

ROMPEOLAS

Rompeolas,cortaolas o también llamados malecón, es una estructura situada en la costa,en muelles o en un puerto, que tiene como finalidad  proteger estos lugares de la acción de la naturaleza, de la corriente marítima o simplemente del clima.

Estas estructuras son planeadas y construidas por especialistas en ingeniería hidráulica ya que es de suma importancia el cálculo a realizar para proteger los establecimientos costeros, por lo general son construidos para una altura y una frecuencia de oleaje predeterminada.

El paso a paso de su construcción es muy sencillo, básicamente todo el trabajo es realizado por barcazas y barcos-grúa, más conocidos como barcos gánguiles, se comienza echando la tierra o rocas al interior del  barco, el cual las llevara al lugar indicado, donde a través de una compuerta en la parte inferior de dicha embarcación se dejan caer al mar, para dar más firmeza y lograr un mayor efecto en la desintegración y reducción de las olas, se llevan rocas grandes o bloques de hormigón a través de una grúa y se colocan estratégicamente para formar una barrera solida junto con la arena y la piedras pequeñas que serán lanzadas después.

También podemos encontrar los clásicos rompeolas costeros , la cual su construcción es mucho más simple, consiste en apilar grandes rocas en las entradas de los sitios costeros para que al llegar el agua, choque con ellas y la intensidad, velocidad y presión de su corriente se pueda disminuir y no cause daño alguno en los establecimientos aledaños o en las personas, estos tiene como característica principal que son transitables.

Cualquiera que sea el tipo de rompeolas construido es de vital importancia, para la prevención de inundaciones , y contención de posibles tsunamis ocasionados por los cambios drásticos de clima, movimiento en las fallas tectónicas de la tierra, o simplemente el cambio lunar que ocasiona las  variaciones en las mareas(marea alta/marea baja).

PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES.

El tratamiento de aguas residuales es uno de los procesos más importantes que se llevan a diario en todo el mundo aunque esa importancia pase desapercibida, la mayoría de personas solo ven estos lugares como un vertedero de excremento y de desperdicios humanos y pecan por la ignorancia al juzgar esos establecimientos de tal forma.

Estas plantas son de vital importancia ya que tienen como fin eliminar los agentes contaminantes tanto físicos, químicos como biológicos que llegan con el agua que viene de los asentamientos humanos.

Las aguas residuales son todas generadas por industrias, instituciones o residencias. Estas pueden ser tratadas dentro del lugar o establecimiento en el cual son generadas a través de tanques sépticos u otros procesos de depuración de agua, pero la mayoría de las veces nadie se toma esa molestia y mediante un sistema bien organizado de tuberías, alcantarillas o cloacas son bombeadas a una planta de tratamiento municipal.

Por lo general su tratamiento comienza con la separación física de sólidos grandes(basuras),a través del uso de mallas o rejillas, acto seguido se pasa a la separación de sólidos pequeños y muy densos como la arena, después se pasa a la extracción de metales disueltos en el agua como el fósforo y plomo, para ello se utilizan procesos llamados “reacciones de precipitación” ,luego sigue el proceso de conversión de materia biológica disuelta en el agua a través de bacterias para que formen una masa y su extracción pueda ser más fácil, ya para concluir se pueden pasar por diferentes procesos de filtración y desinfección para tratar de descontaminarla a totalidad, al ya haber tenido lugar todos los procesos el volumen de agua tratado es re-introducido de vuelta a la naturaleza, ya sea a una bahía, río, o corriente o son destinadas a regar el suelo y subsuelo.

                               

TRASVASE

Un trasvase es una obra de tipo hidráulico que consiste  en transportar de forma segura el agua de un sector o región a otro donde hay escasez. De esta manera se garantiza el buen uso y reparto de este recurso para las diferentes poblaciones. Dichos proyectos pueden causar un impacto negativo sobre el medio ambiente, tanto el ecosistema del que se extrae el agua, como el que la recibe. Esto debido a que el transporte de líquido se lleva a cabo con todo lo que este contiene: sales disueltas, sólidos en suspensión suspensión, semillas o esporas de microorganismos, etc. Sin embargo, hay que poner en consideración los múltiples usos que los trasvases pueden brindar, entre los principales se 
encuentran:

- El abastecimiento de agua potable a ciudades con un número de habitantes superior al que podrían soportar los recursos hídricos de la cuenca donde se sitúa la ciudad.

- El riego, se hace necesario cuando las tierras de buena calidad se encuentran en áreas con escasos recursos hídricos.

- La generación de energía hidroeléctrica, son una forma de construir embalses más pequeños y maximizar el uso de la potencia instalada en la central Hidroeléctrica

Desde una perspectiva general, los trasvases son obras que mejoran nuestra calidad de vida; y ninguna alternativa de mejora debería ser rechazada. Para optimizar su funcionamiento y reducir al mínimo los daños ambientales solo sería haría necesario mejorar los estudios en las regiones, así como sus problemáticas y el aporte de posibles soluciones. 

DEFENSA RIBEREÑA

La defensa ribereña es una construcción realizada con el objetivo de proteger tanto poblaciones vulnerables como fauna y flora de las alteraciones del causal de un río.

 

A primera vista parece algo muy bueno ya que tenemos la concepción de que el aumento del nivel de los ríos es algo malo, pero estamos en una concepción equivoca, no es tan malo como parece. Uno de los principales impactos ambientales es la eliminación del modelo natural de inundación, existen muchas zonas que dependen de las inundaciones, en las zonas áridas por ejemplo es una de las formas de brindarle humedad al suelo y una de las dos formas de riego natural. Además la parte agrícola también se ve afectada ya que los desbordamientos permiten el enriquecimiento de cultivos que más adelante serán consumidos tanto por humanos como por animales, incluyendo también el ganado.

Obviamente no podemos olvidar todos los daños que también puede causar una inundación y por eso son necesarias estas construcciones aledañas a los ríos, éstas deben soportar altos flujos y presiones de agua sin  que su estructura ceda y deben garantizar la seguridad de sus alrededores, por esto son obras muy comunes y necesitadas principalmente para proteger a la poblaciones vulnerables que generalmente viven a una distancia poco prudente de esta fuente hídrica.

Existen ciertas obras anexas a la defensa ribereña cuyo objetivo es complementar la función de ésta, entre esta cabe resaltar las represas, depresiones para desbordamiento, causes de alivio y claramente para optimizar los resultados hay que mantener el río limpio y libre de obstrucciones. Todas cumplen un papel muy importante ya que alivian el trabajo que cumple la defensa ribereña en caso de una gran alteración a los flujos normales de agua.

LAS ESCLUSAS

¿Qué son?

Las esclusas constituyen parte importante de las principales obras hidráulicas del mundo, su función es ayudar al transporte de navíos de una parte del mar que se encuentre a desnivel con respecto de la otra, este desnivel es causado por las presas. Es decir, las esclusas son construcciones que están dentro de las presas y su objetivo es colaborar con el paso del transporte marítimo de un lado de la presa al otro.

¿Cómo funcionan?

Hay que mencionar que la nivelación requerida para que la embarcación pueda transitar es un proceso bastante lento, primero el navío entra por un lado a un tipo de habitación o compartimiento en el cuál el nivel de agua aumenta o disminuye dependiendo de la necesidad, se abre el otro lado y la nave puede continuar con su camino. En otras palabras, las esclusas son como un tipo de ascensor, que para subir o bajar embarcaciones aumenta o disminuye su nivel de agua.

Este video explica a la perfección el funcionamiento de una esclusa tan importante como la del Canal de Panamá que es la que permite el paso de un océano a otro. 

ESTACIONES DE BOMBEO

La naturaleza siempre ha sido la base de la subsistencia del ser humano, aunque en ciertos casos ha llegado a ser un gran impedimento para el progreso de este. La geografía de ciertos terrenos montañosos ha sido uno de estos grandes impedimentos para el transporte en general, pues por pura experiencia sabemos que es mucho más sencillo acarrear algo a la falda de la montaña que llevarlo hasta la cima.
El transporte del agua ha sido un caso particular de esto, pues bien sea por las diferencias entre altitudes o por tener una pendiente mínima, se complica el transporte de esta. Por esta razón es que el hombre se ha dado la tarea de crear mecanismos para facilitar este trabajo. Los cuales mejoran nuestra calidad de vida y nos deja una “preocupación” menos.

En continuación del caso de la hidráulica un gran ejemplo podría ser las estaciones de bombeo las cuales son estructuras diseñadas para captar el agua de un nivel más bajo hasta unos colectores ubicados en niveles más altos o hasta donde se haya destinado llevar el agua.
Generalmente estas estaciones de bombeo se constituyen de rejas, cámaras de succión, línea de impulsión, servicios auxiliares, sistema de monitoreo y telecomunicaciones, dispositivos de protección contra golpes de ariete, línea de almacenamiento de energía eléctrica o instalación para almacenamiento de combustible y un equipo de bombeo el cual desempeña la función de ser un transformador de energía. Recibe energía mecánica y la convierte en energía que un fluido obtiene en forma de presión, posición o velocidad.

APROXIMACIÓN A LA HIDRÁULICA EN MÉXICO

La historia de la hidráulica se remota desde los inicios de la civilización. El manejo del agua fue un factor decisivo para el progreso de antiguas culturas como la mesopotámica, egipcia, e hindú que gracias al desarrollo de técnicas lograron abastecerse. De lo anterior también se valieron las culturas mesoamericanas que lucharon con la escasez de líquido por lo que se vieron obligados a construir nuevas estructuras hidráulicas que pudiesen suplir sus necesidades.

Un claro ejemplo fue la labor de los mexicas, una sociedad prehispánica que respondió a las necesidades de captación, conducción, distribución e irrigación. Su ciudad fue perfilada para actuar por medio de una red de comunicación  acuática solucionando el problema del transporte. Entre las obras hidráulicas del valle de México se encontraban puertos de canoas, acequias de navegación, ciudades fundadas sobre chinampas, calzadas que atravesaban las lagunas y huertos en la orilla de la laguna salobre de México.

Varias de estas construcciones todavía subsisten como obras civiles del país pero las más importantes han sido si lugar a duda los sistemas de transporte de agua por gravedad y las galerías filtrantes  para el aprovechamiento agrícola del agua; conocidas coloquialmente como sistemas de riego pequeños. Entre los más relevantes se destacan a Parras de la Fuente en Coahuila, Bustamante en Nuevo León y Valle de San Bartolomé en Chihuahua.

Parras de la Fuente, Coahuila 

En resumen, si no fuese por sus ancestros que se esforzaron tanto por dominar el recurso hídrico, los mexicanos no tendrían las majestuosas obras de actual funcionamiento. Esto demuestra que  sistemas tan antiguos y básicos siguen teniendo un alto grado de sostenibilidad, bajos costos económicos y  un excelente rendimiento de producción agrícola;  es por ello que son considerados como una exitosa alternativa de generación desarrollo y por lo que sus habitantes se han de sentir muy afortunados.

A continuación se presenta un vídeo sobre el desarrollo de la Hidráulica en México durante el Siglo XX

OBRAS DE SUMINISTRO DE AGUA

El agua como recurso, es esencial para la supervivencia de todas las formas conocidas de vida. Por esto, es importante disponer de un sistema de aprovisionamiento que satisfaga cualquier necesidad vital. Como respuesta, el hombre ha ingeniado diferentes modos de abastecerse, como lo son las redes o sistemas de suministro de agua, que permiten el desplazamiento de ésta en condiciones correctas.

Un sistema de suministro se puede clasificar de acuerdo a la fuente de  agua de la cual se obtuvo, ya que esta puede ser agua lluvia, agua proveniente de manantiales naturales, agua subterránea (captada a través de pozos o galerías filtrantes), agua superficial (proveniente de ríos, arroyos, embalses o lagos) o agua de mar. Se debe asegurar que el agua antes de ser enviada al punto de consumo sea transformada en agua potable por procesos de saneamiento y desinfección.

Tomemos como ejemplo los componentes de uno de los sistemas de abastecimientos mas complejos, que es el que utiliza aguas superficiales:
Se empieza con la captación del curso del agua, en este caso, se hace mediante bocatomas o galerías filtrantes. En este proceso se tiene que ser sumamente cuidadoso, protegiendo el lugar de posibles contaminantes. Se realiza el almacenamiento de agua bruta (como  la construcción de embalses) si la fuente no tiene un caudal para suplir la cantidad de agua necesaria. Luego, viene la parte más delicada del sistema, el tratamiento del agua para hacerla potable; la eliminación de turbiedad varía en función de la calidad del agua bruta. Para terminar se almacena el agua tratada, que puede diferir de acuerdo a su localización con relación a la red de distribución, ésta ultima la componen el conjunto de cañerías que hacen posible que el agua ya potabilizada sea entregada. 

Básicamente hay dos tipos de distribución, los sistemas ramificados (usados en comunidades rurales) y sistemas de distribución cerrada (usados en pueblos y ciudades).

A mi parecer la inversión sustancial de capital en el diseño adecuado de un sistema de red es de gran utilidad e importancia, pues estás obras facilitan la entrega  de aguas tratadas y extraídas de una fuente a un gran núcleo de usuarios. 

IMPORTANCIA DE LA CORRECION DE CAUCES TORRENCIALES

El planeta está conformado por una cantidad significativa de recursos naturales y diversos ecosistemas donde el agua es indispensable para los seres que lo habitan. Dicho compuesto se puede encontrar en distintas formas, ya sea en ríos, océanos, lagos, entre otros. No obstante, su distribución no ha sido del todo positiva puesto que ha surgido la necesidad de controlarla para prever catástrofes. Actualmente se están llevando a cabo diversos proyectos fluviales de los cuales se pueden destacar cuatro: obras de restauración y rehabilitación, de fines deportivos y recreativos, de defensa contra inundaciones y de corrección y estabilización de cauce.

A continuación nos centraremos en la última de ellas. Los cauces de los ríos juegan un papel importante en la seguridad de los seres humanos porque según las condiciones climáticas pueden desestabilizarse y convertirse en una gran amenaza para su entorno. En ciertos lugares las lluvias torrenciales son muy rutinarias y exceden la capacidad de los ríos, es por ello que se cuentan con dos tipos de obras que corrigen estas irregularidades: las obras transversales y las longitudinales. Ambas son realizadas en defensa contra las erosiones laterales,  la contención de deslizamientos de laderas, y las inundaciones. En su construcción se suelen utilizar diques, muros, lechos, espigones, entre otros artefactos de larga duración.

Se tiene la creencia que estas estructuras provocan un gran impacto ambiental porque desafían el curso natural de los ríos pero esta afirmación es errónea. La naturaleza ha logrado de forma admirable y en breves lapsos de tiempo incorporar dichas obras de manera favorable. Por consiguiente se ha perfilado que en zonas cercanas se lleven a cabo plantaciones y siembras que optimizan la economía del sector. En resumen, las correcciones de causes torrenciales son proyectos de los cuales no se puede prescindir porque además de controlar el caudal de los ríos, han tenido beneficios secundarios en el ámbito económico y sociales, así como leves impactos ambientales que la naturaleza ha podido superar por si sola.

APROVECHAMIENTO DEL AGUA: ENERGÍA HIDROELÉCTRICA

Durante muchos años la humanidad se ha centrado  en la búsqueda de energías no-renovables como los combustibles fósiles, dichas energías han ido a la par con el desarrollo global desde siglos pasados hasta el nuestro, pero lamentablemente cada vez es más difícil de encontrar pozos petroleros, yacimientos que cubran la demanda cada vez mayor de una sociedad en desarrollo, es por ello que multinacionales y los gobiernos de todo el mundo le están apostando a patentar proyectos de nuevas energías, tomando como materia prima recursos renovables, allí es donde entran los ingenieros a aprovechar cualquier recurso, la energía proveniente del sol( energía solar), proveniente del aire(energía eólica) y una de las más importantes hoy en día la que tiene como protagonista el agua (energía hidráulica, hídrica o hidroenergia).

Las centrales hidroeléctricas son las encargadas de aprovechar la energía hidráulica para la generación de energía eléctrica, tienen como principio de funcionamiento el mismo mecanismo que utilizaban los molinos en la época antigua, de aprovechar la corriente de los ríos, su funcionamiento en si es muy sencillo, en virtud de un desnivel el agua cae directo y pasa por una turbina hidráulica la cual transmite la energía a un generador y la convierte en energía eléctrica.

Los principales beneficios de estas centrales es que proporciona una alternativa para suplir la demanda de energía sin la necesidad de la combustión de residuos fósiles, previniendo emisiones atmosféricas de cenizas y desechos radioactivos, además puede traer otros beneficios como la prevención de las inundaciones, suministro de agua más confiable, y favorece a los sectores aledaños fomentando mediante sistemas de riego la agricultura y la pesca en el área del reservorio, al igual se convierten en un gran atractivo turístico.

En síntesis, las centrales hidroeléctricas se han convertido en un muy buen método para aprovechar la energía, reduciendo notablemente los daños al ecosistema que traían consigo los demás métodos utilizados en el pasado, es  por ello que cada país que cuenta con un gran recurso hídrico en su territorio, en lo que va corrido del siglo ha puesto a prueba esta mega obra ingenieril.