FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
Almacenamiento de vasos y cauces
Curso:
Hidrología
Autores:
Castro Díaz, Benjamin Alexander (orcid.org/0009-0002-5469-6501)
Cespedes Chunga, Victor Fabrizio (orcid.org/0009-0002-6783-3712)
Lescano Ventura, Marcus Andersson (orcid.org/0009-0007-2500-8315)
Meléndez Arangurí, Juan Carlos Leonidas (orcid.org/0009-0003-4518-1415)
Rebaza Castillo, Jefferson Raúl (orcid.org/0009-0001-3399-6460)
Ysla Quispe, Josseth Adrián (orcid.org/0009-0002-7365-6986)
GRUPO N°06
Docente:
Ing. Luis Fernando Salvatierra Oruna (orcid.org/0000-0001-7581-8286)
Trujillo - 2025
ÍNDICE
1. INTRODUCCIÓN.....................................................................................................1
2. OBJETIVOS............................................................................................................ 2
2.1. OBJETIVOS GENERAL.................................................................................. 2
2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS........................................................................... 2
3. MARCO TEÓRICO..................................................................................................3
3.1. Almacenamiento en vasos y tránsito en cauces............................................. 3
4. TIPOS DE ALMACENAMIENTO.............................................................................4
5. PROPÓSITOS DE UN VASO DE ALMACENAMIENTO........................................ 6
5.1. Irrigación de tierras agrícolas.....................................................................6
5.2. Generación de energía eléctrica................................................................6
5.3. Control de avenidas................................................................................... 6
5.4. Abastecimiento de agua potable................................................................6
5.5. Navegación................................................................................................ 6
5.6. Acuicultura................................................................................................. 6
5.7. Recreación.................................................................................................6
5.8. Retención de sedimentos.......................................................................... 6
6. PRESAS.................................................................................................................. 7
6.1. ALMACENAMIENTO DE TIPO PRESAS DE FÁBRICA................................. 7
6.1.1. Presas de Gravedad............................................................................... 7
6.1.2. Presas Arco............................................................................................ 8
6.1.3. Presas contrafuerte.................................................................................9
6.2. ALMACENAMIENTO DE TIPO PRESAS DE MATERIALES SUELTO........... 9
6.2.1. Presas homogéneas............................................................................... 9
6.2.2. Presas de núcleo.................................................................................. 10
6.2.3. Presas de Pantalla................................................................................10
7. COMPONENTES DE UN VASO DE ALMACENAMIENTO.................................. 11
7.1. NAMIN........................................................................................................... 11
7.2. NAMINO........................................................................................................ 11
7.3. NAMO............................................................................................................ 11
7.4. NAME............................................................................................................ 12
7.5. BORDO LIBRE..............................................................................................12
8. VOLÚMENES CARACTERÍSTICOS DEL EMBALSE: ÚTIL, MUERTO Y TOTAL..
12
8.1. Volumen muerto............................................................................................ 12
8.2. Volumen útil...................................................................................................12
8.3. Volumen total.................................................................................................13
8.4. Estimación del volumen de almacenamiento mediante curvas cota-volumen..
13
8.4.1. Método trapezoidal (o de áreas terminales)......................................... 14
8.4.2. Método prismoidal.................................................................................14
8.4.3. Construcción de la curva cota-volumen................................................15
8.5. Curva cota-volumen y su aplicación..............................................................15
8.6. Implicancias en diseño y operación de presas..............................................16
9. TRÁNSITO DE VASOS Y CAUCES......................................................................17
9.1. Cómo se modela y se determina el hidrograma de salida de una presa...... 17
9.2. Importancia de los hidrogramas y el tránsito de avenidas en vasos.............17
10. .............................................................................................................................17
11. EJEMPLOS PRÁCTICOS DE EMBALSES........................................................ 18
11.1. Embalse de Gallito Ciego (La Libertad / Cajamarca).................................. 18
11.2. Presa de Tinajones (Lambayeque)..............................................................19
11.3. Presa de las Tres Gargantas (China).......................................................... 19
11.4. Embalse de Itaipú (Brasil/Paraguay)........................................................... 20
11.5. Cuadro comparativo de sus aplicaciones.................................................... 21
12. CONCLUSIONES................................................................................................23
13. RECOMENDACIONES....................................................................................... 24
14. BIBLIOGRAFÍA...................................................................................................25
1.​
INTRODUCCIÓN
En la ingeniería hidráulica se refiere a la modelación de la reserva y movimiento del
agua a través de estos sistemas, utilizando herramientas matemáticas y conceptos
hidrológicos e hidráulicos para predecir el comportamiento del flujo y gestionar los
recursos hídricos de manera eficiente
El almacenamiento en vasos y el tránsito del agua son procesos esenciales dentro
de la gestión de los recursos hídricos, ya que permiten conservar y distribuir el agua
para distintos usos, como el consumo humano, la agricultura, la industria y la
generación de energía. Los vasos de almacenamiento, como presas, embalses o
lagunas artificiales, retienen el agua de lluvia o escurrimientos superficiales,
mientras que el tránsito se refiere al desplazamiento del agua desde su fuente hasta
el lugar donde se utilizará, a través de canales, ríos o tuberías.
Desde tiempos antiguos, las civilizaciones comprendieron la importancia de
almacenar y conducir el agua. Culturas como la mesopotámica, la egipcia o la
romana desarrollaron sistemas de riego, reservorios y acueductos que permitieron el
crecimiento de sus sociedades. Con el paso del tiempo, la ingeniería hidráulica ha
evolucionado, pero el principio sigue siendo el mismo: asegurar el acceso al agua
en cantidad y calidad suficientes, sobre todo en regiones donde la disponibilidad es
limitada o irregular.
Sin embargo, una de las principales problemáticas actuales en este tema radica en
la ineficiencia de muchos sistemas de almacenamiento y conducción. Las pérdidas
por evaporación, filtraciones, sedimentación en los vasos o el mal estado de las
infraestructuras provocan un uso poco eficiente del recurso hídrico. Además, el
cambio climático y el crecimiento de la población agravan la situación, ya que
aumentan la demanda y reducen la predictibilidad de las fuentes de agua.
En este contexto, es fundamental estudiar cómo funcionan estos sistemas y qué
mejoras pueden aplicarse para garantizar su eficiencia, sostenibilidad y adaptación
a nuevas condiciones.
2.​
OBJETIVOS
2.1.​
OBJETIVOS GENERAL
-​ Analizar el funcionamiento del almacenamiento en vasos y el tránsito del
agua como parte clave en la gestión eficiente de los recursos hídricos.
2.2.​
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
-​ Identificar las principales problemáticas asociadas a estos procesos
-​ Saber si tienen alguna relación entre los dos.
-​ Examinar las pérdidas físicas (como evaporación, infiltración o fugas) y su
impacto en la disponibilidad real del recurso hídrico.
-​ Encontrar el papel del almacenamiento y tránsito del agua en la regulación
del recurso hídrico durante los tiempos de escasez o exceso (sequías e
inundaciones).
3.​
MARCO TEÓRICO
3.1.​
Almacenamiento en vasos y tránsito en cauces
El almacenamiento en vasos o "almacenamiento en embalses” se refiere a la
acumulación de agua en un espacio reservado, como un embalse o una presa, para
diversos fines como el abastecimiento de agua potable, riego agrícola, sirve para
regular los escurrimientos de un río, es decir para almacenar el volumen de agua
que escurre en exceso en las temporadas de lluvias. En ingeniería civil, el
almacenamiento de agua (en vasos, como los de una presa) es importante para el
abastecimiento,
la generación de energía hidroeléctrica y la gestión de
inundaciones. Se utiliza para captar, almacenar y distribuir el agua, lo que tiene un
impacto directo en la calidad de vida de las comunidades y en la economía.
El tránsito de avenidas en un cauce implica el análisis de cómo el agua fluye
a través del cauce, teniendo en cuenta factores (la pendiente del cauce, la sección
transversal y la rugosidad) donde sirve para el proceso por el cual un hidrograma
(gráfico que muestra el flujo de agua a lo largo del tiempo) se modifica a medida que
fluye a través de un cauce (río o canal). En la ingeniería civil el tránsito de agua en
cauces (o "tránsito de avenidas") es fundamental para la gestión y el control de los
recursos hídricos, la prevención de inundaciones y la protección de la
infraestructura, además es
clave en el diseño de estructuras hidráulicas, el
abastecimiento de agua, la generación de energía y la planificación urbana.
4.​
TIPOS DE ALMACENAMIENTO
En este apartado se da a conocer los diversos tipos de almacenamiento de agua,
como naturales y artificiales, permanente, útil y muerto; así como también sus
características físicas y operativas.
4.1.​
Almacenamiento Natural
Este tipo de almacenamiento como su propio nombre lo indica existen naturalmente
sin la intervención humana. Además, incluye aquellas masas de agua ya sea de las
precipitaciones como la lluvia que cae sobre la superficie terrestre desciende por las
pendientes formando una corriente superficial hasta que se forman en cauces que
están creados por procesos naturales. Estos abarcan los ríos, lagos, acuíferos
subterráneos, bofedales y humedales.
4.1.1.​ Características Físicas y operativas
Desde el punto de vista físico, este tipo de almacenamiento se caracteriza por
presentar formas irregulares, definidas por la topografía y las condiciones
geológicas del lugar. Asimismo, su capacidad de retención varía continuamente, ya
que depende de factores naturales como la intensidad de las lluvias, la evaporación
y la filtración del agua hacia capas más profundas del suelo. Además, su
localización puede ser en terrenos con pendientes suaves o abruptas, según la
naturaleza de la cuenca. Más aún, la composición del suelo, que puede ser
permeable o impermeable, influye directamente en la capacidad de retener o dejar
infiltrar el agua. Incluso, la vegetación circundante también desempeña un papel
relevante, al influir en los procesos de infiltración, evaporación y conservación de la
humedad del entorno.
Operativamente, estos almacenamientos presentan importantes limitaciones, ya que
no cuentan con estructuras diseñadas para controlar el flujo o la cantidad de agua
almacenada. Por esta razón, su comportamiento está fuertemente condicionado por
el clima, mostrándose muy sensibles a las variaciones estacionales y a fenómenos
meteorológicos extremos como sequías prolongadas o precipitaciones intensas.
Finalmente, estas características dificultan su gestión técnica, lo que los hace poco
confiables como fuentes controladas de abastecimiento en proyectos de gran
envergadura.
4.2.​
Almacenamiento Artificial
El almacenamiento artificial es creado, diseñado por la actividad humana para
retener, controlar y distribuir el recurso hídrico. Asimismo, están constituidos por
masas de agua superficiales mediante la construcción de cauces que luego son
rellenados de agua y renovados con el agua de las precipitaciones como la lluvia,
llovizna, etc. Sin embargo, en estas reservas encontramos los embalses artificiales,
las presas, lagos artificiales, canales, entre otros. Adicionalmente, se incluyen las
reservas
artificiales
aquellas
que
se
obtienen
mediante
procesos
como
desalinización de aguas naturales.
4.2.1.​ Características físicas y operativas
Desde el punto de vista físico, estos sistemas presentan una geometría definida y
una estructura cuidadosamente diseñada bajo principios de la ingeniería civil e
hidráulica. También, la capacidad de almacenamiento se calcula con base en
estudios técnicos y se adapta a las necesidades del proyecto, permitiendo un
aprovechamiento óptimo del recurso. De tal manera, en su construcción se emplean
materiales específicos como concreto, roca, tierra compactada y elementos
geosintéticos, dependiendo del tipo de obra y las condiciones del terreno. Además,
los volúmenes de almacenamiento se encuentran diferenciados y clasificados en
zonas como volumen útil, volumen muerto, volumen de azolves y volumen para
regulación de avenidas, lo que permite una organización precisa del agua contenida.
En cuanto a su funcionamiento operativo, los almacenamientos artificiales ofrecen
un alto grado de control gracias a la inclusión de compuertas, válvulas y otras
estructuras hidráulicas que permiten regular el flujo de agua de manera eficiente. De
esta forma, su operación se planifica de acuerdo con las demandas de los usuarios,
lo cual favorece una distribución racional del recurso hídrico. Estos sistemas
también suelen contar con mecanismos de monitoreo continuo y programas de
mantenimiento que garantizan su durabilidad y seguridad estructural. Otra ventaja
es su capacidad de operar de manera multianual, es decir, pueden almacenar
excedentes de agua en años lluviosos para utilizarlos en períodos de sequía.
Finalmente, están diseñados para mitigar riesgos hidrológicos, como avenidas o
crecidas, mediante vertederos y aliviaderos que controlan el exceso de agua y
evitan daños aguas abajo.
5.​
PROPÓSITOS DE UN VASO DE ALMACENAMIENTO
5.1.​
Irrigación de tierras agrícolas
Consiste en suministrar agua de manera controlada a los cultivos, permitiendo así
mantener o incrementar la producción agrícola, especialmente en zonas con
escasez de lluvias.
5.2.​
Generación de energía eléctrica
Se refiere al uso del agua almacenada para mover turbinas hidráulicas,
transformando la energía del agua en electricidad que puede ser distribuida para
diversos usos.
5.3.​
Control de avenidas
Implica regular el flujo de agua durante períodos de lluvias intensas o crecidas,
evitando inundaciones aguas abajo y protegiendo tanto a la población como a la
infraestructura.
5.4.​
Abastecimiento de agua potable
Es el proceso de almacenar agua para que pueda ser tratada y distribuida a
comunidades, garantizando así el acceso a agua segura para consumo humano.
5.5.​
Navegación
Permite mantener niveles adecuados de agua en ríos y canales, facilitando el
tránsito de embarcaciones y el transporte de mercancías o personas.
5.6.​
Acuicultura
Consiste en utilizar el embalse como espacio para criar peces u otros organismos
acuáticos, contribuyendo a la producción alimentaria y al desarrollo económico local.
5.7.​
Recreación
Incluye actividades de esparcimiento como la natación, la pesca deportiva, paseos
en bote y otros deportes acuáticos, promoviendo el turismo y el bienestar social.
5.8.​
Retención de sedimentos
Se refiere a la capacidad del embalse para atrapar y acumular los materiales sólidos
que arrastran el río, ayudando a evitar que estos sedimentos lleguen a otras zonas y
prolongando la vida útil de la infraestructura.
6.​
PRESAS
Las presas son infraestructuras hidráulicas estratégicas que permiten regular el
recurso hídrico para diversos fines: abastecimiento poblacional, irrigación,
generación de energía, control de inundaciones, recreación, entre otros. Su
funcionamiento eficiente requiere del conocimiento y gestión de los niveles de agua
y volúmenes de almacenamiento, los cuales determinan la seguridad estructural, la
vida útil del embalse y el aprovechamiento racional del agua.
6.1.​
ALMACENAMIENTO DE TIPO PRESAS DE FÁBRICA
Se tratan de presas relativamente esbeltas, construidas con hormigón (aunque
antes se construían mediante mampostería). Este tipo de presas podemos sub
clasificarlas a su vez en tres grandes grupos:
6.1.1.​ Presas de Gravedad
Una presa de gravedad es una estructura de concreto maciza que se mantiene
estable por su propio peso. Tiene un centro de gravedad bajo que evita su vuelco y
resiste la presión del agua sin necesidad de anclajes. Aunque requiere gran
cantidad de concreto, es efectiva en sitios con buena cimentación.
6.1.2.​ Presas Arco
Una presa de arco es una estructura curva que resiste la presión del agua por su forma.
Funciona transmitiendo las cargas como compresión axial hacia los estribos, que deben ser
muy resistentes. Usa menos material que otros tipos gracias a su diseño eficiente.
6.1.3.​ Presas contrafuerte
Una presa de contrafuerte es similar a la de gravedad, pero con una pared inclinada
sostenida por pilares (colas) en la parte posterior. Estos contrafuertes transfieren la presión
del agua al suelo, permitiendo usar menos concreto.
6.2.​
ALMACENAMIENTO DE TIPO PRESAS DE MATERIALES SUELTO
Las presas de materiales sueltos son presas muy versátiles que se construyen
prácticamente con cualquier material, por lo que son las más abundantes en el mundo.
Tienen sección trapezoidal y son mucho menos esbeltas que las presas de fábrica, siendo
su principal característica la zonificación de sus materiales, es decir, cada tipo de material
se coloca donde mejor ejerce su función.
6.2.1.​ Presas homogéneas
Una presa homogénea está hecha con un solo material impermeable en todo su
cuerpo. Se usa en alturas bajas o medias y su base suele ser de 6 a 8 veces la
altura de la presa.
6.2.2.​ Presas de núcleo
Una presa con núcleo tiene una parte central impermeable rodeada por materiales
más resistentes como la escollera. Se usa para mejorar la estabilidad e
impermeabilidad, y puede tener el núcleo delgado, grueso o inclinado según el
diseño.
6.2.3.​ Presas de Pantalla
Una presa con pantalla tiene una lámina impermeable en el talud de aguas arriba.
Esta pantalla puede ser de hormigón, asfalto o plástico, según el tamaño de la
presa. Su base suele medir tres veces la altura para asegurar estabilidad.
7.​
COMPONENTES DE UN VASO DE ALMACENAMIENTO
7.1.​
NAMIN
Es el nivel de agua mínimo que puede alcanzar el embalse, ubicado en la misma
elevación que el nivel de la obra de toma.
7.2.​
NAMINO
Determina el nivel mínimo en el que puede operar la presa para satisfacer una cierta
demanda, el cual en el caso de las hidroeléctricas.
7.3.​
NAMO
Determina el nivel máximo en el que puede operar la presa para satisfacer una
cierta demanda; al sobrepasar este nivel se presenta la necesidad de derramar el
agua por un vertedor. Si el vertedor no es controlado, el NAMO tiene la misma
elevación que la cresta vertedora, pero en el caso de un vertedor controlado la
elevación del NAMO puede ser mayor al nivel de la cresta vertedora.
7.4.​
NAME
Nivel más alto que debe alcanzar el agua en el vaso bajo cualquier condición; cota a
la cual puede llegar un almacenamiento ante la presencia de una avenida máxima,
cuando el vertedor trabaja a su capacidad límite de descarga.
7.5.​
BORDO LIBRE
Distancia vertical entre el nivel de la corona y el de las aguas máximas
extraordinarias (NAME). El bordo libre debe de proteger a una cortina, con cierto
margen de seguridad, de los efectos del oleaje generado por el viento o sismos y
tomar en cuenta el asentamiento máximo de la corona.
8.​
VOLÚMENES CARACTERÍSTICOS DEL EMBALSE: ÚTIL, MUERTO Y
TOTAL
El almacenamiento de agua en un embalse se divide en tres componentes
fundamentales: volumen muerto, volumen útil y volumen total. Cada uno de ellos
cumple una función específica en la operación y sostenibilidad del sistema de
represamiento.
8.1.​
Volumen muerto
Corresponde a la porción de agua almacenada por debajo del nivel mínimo
operativo, que no puede ser extraída mediante las obras de toma convencionales.
Aunque no es utilizable directamente, su presencia es estratégica, ya que permite la
acumulación de sedimentos en una zona controlada, protege las estructuras
hidráulicas contra obstrucciones y actúa como reserva de estabilidad térmica e
hidráulica. Un volumen muerto subdimensionado puede acelerar la pérdida de
capacidad útil debido a la colmatación progresiva, afectando la eficiencia operativa a
largo plazo.
8.2.​
Volumen útil
Es el almacenamiento comprendido entre el nivel mínimo operativo y el NAMO. Este
volumen es el que se gestiona activamente para satisfacer las demandas de agua
del sistema. Su tamaño influye directamente en la capacidad del embalse para
regular caudales, mantener abastecimientos estables en épocas secas y responder
ante eventos de alta demanda. Cuanto mayor sea este volumen, mayor será la
flexibilidad operativa del reservorio.
8.3.​
Volumen total
Es la suma del volumen muerto y el volumen útil, y representa la máxima capacidad
de almacenamiento del embalse bajo condiciones normales de diseño. Este valor es
esencial en la planificación del sistema hidráulico, ya que define el potencial general
del embalse y sirve como base para las simulaciones operativas y los estudios de
impacto ambiental.
Estas categorías de volumen en un embalse permiten evaluar su capacidad de
regulación hidráulica. El volumen útil representa el agua disponible para usos como
abastecimiento, riego o energía, mientras que el volumen muerto sirve como zona
de sedimentación, prolongando la vida útil del embalse. Mantener un equilibrio entre
ambos es clave: priorizar el volumen útil puede reducir la capacidad de manejar
sedimentos, y reservar demasiado volumen muerto puede limitar el agua disponible.
Por ello, una proporción adecuada garantiza eficiencia operativa y sostenibilidad a
largo plazo.
8.4.​
Estimación del volumen de almacenamiento mediante curvas
cota-volumen
La cuantificación del volumen almacenado en un embalse se basa en la relación
entre la elevación del nivel del agua y el volumen acumulado, representada por la
curva cota-volumen. Esta curva se construye a partir de estudios topográficos
detallados del vaso del embalse o mediante el procesamiento de Modelos Digitales
del Terreno (MDT), que permiten determinar con precisión las superficies inundadas
a diferentes cotas.
Una vez obtenidas las áreas del espejo de agua para distintas elevaciones, se
procede a calcular los volúmenes intermedios mediante métodos numéricos. Los
dos procedimientos más utilizados son:
8.4.1.​ Método trapezoidal (o de áreas terminales)
Este método estima el volumen entre dos cotas sucesivas tomando el promedio de
las áreas correspondientes a esos niveles y multiplicándose por la diferencia de
elevación entre ambas cotas. La fórmula general es:
𝑉=𝐷×
𝐴𝑋+𝐴𝑌
2
𝐷𝑜𝑛𝑑𝑒:
𝑉: 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑙𝑎𝑠 𝑐𝑜𝑡𝑎𝑠 𝑋 𝑦 𝑌
𝐷: 𝐷𝑖𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑙𝑒𝑣𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑐𝑜𝑡𝑎𝑠 (𝑦 − 𝑥)
𝐴𝑋, 𝐴𝑌: Á𝑟𝑒𝑎𝑠 𝑑𝑒𝑙 𝑒𝑚𝑏𝑎𝑙𝑠𝑒 𝑎 𝑙𝑎𝑠 𝑐𝑜𝑡𝑎𝑠 𝑋 𝑦 𝑌 𝑟𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑡𝑖𝑣𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑒
Este método es adecuado para embalses con forma regular y cuando se requiere
una aproximación rápida con información básica.
8.4.2.​ Método prismoidal
Cuando se necesita mayor precisión, especialmente en embalses con topografía
irregular, se emplea el método prismoidal, que considera una tercera área
intermedia, capturando mejor las variaciones del fondo. Su expresión es:
𝐷
𝑉 ≈ 6 (𝐴1 + 4𝐴𝑚 + 𝐴2)
𝐷𝑜𝑛𝑑𝑒:
𝐴𝑚: Á𝑟𝑒𝑎 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎 𝑒𝑠𝑡𝑖𝑚𝑎𝑑𝑎 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒𝑠 𝐴1 𝑦 𝐴2
𝐷: 𝐷𝑖𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑡𝑎𝑠 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝐴1 𝑦 𝐴2
𝐴1 𝑦 𝐴2: Á𝑟𝑒𝑎𝑠 𝑑𝑒𝑙 𝑒𝑚𝑏𝑎𝑙𝑠𝑒 𝑒𝑛 𝑙𝑜𝑠 𝑛𝑖𝑣𝑒𝑙𝑒𝑠 𝑒𝑥𝑡𝑟𝑒𝑚𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑢𝑛𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛
Este método proporciona un resultado más cercano al volumen real al representar
mejor la curvatura del terreno entre niveles.
8.4.3.​ Construcción de la curva cota-volumen
Ambos métodos permiten integrar los volúmenes entre cotas sucesivas para
correspondiente a cada nivel del embalse. Esta herramienta es indispensable en la
gestión operativa, ya que permite:
-​ Estimar el volumen útil y el volumen total del embalse.construir la curva
cota-volumen, que muestra el volumen acumulado
-​ Evaluar el comportamiento hidráulico ante diferentes escenarios de
almacenamiento.
-​ Planificar las operaciones de regulación, vaciado o retención de caudales.
En la actualidad, el uso de Sistemas de Información Geográfica (SIG) y Modelos
Digitales de Elevación (DEM) ha optimizado este proceso, permitiendo realizar
cálculos automáticos de volumen con alta precisión, mediante algoritmos de
integración espacial aplicados al terreno sumergido.
8.5.​
Curva cota-volumen y su aplicación
La curva cota-volumen es una herramienta esencial en la gestión técnica de
embalses, ya que establece la relación entre la altura del nivel del agua (cota) y el
volumen acumulado correspondiente. Esta curva permite conocer, en cualquier
instante, cuánta agua hay almacenada en función del nivel del embalse, lo que
facilita la toma de decisiones en tiempo real sobre la operación del sistema.
Su elaboración se basa en la integración progresiva de áreas de embalse a distintas
elevaciones, utilizando los métodos volumétricos previamente descritos. El resultado
es una gráfica continua que muestra cómo varía el volumen con respecto a la altura,
permitiendo simular escenarios de llenado, vaciado, regulación de caudales y
respuesta ante eventos extremos.
Una curva cota-volumen precisa requiere de una topografía detallada del vaso del
embalse, idealmente obtenida mediante drones, escáneres láser o modelos digitales
de elevación (DEM). Esta precisión es indispensable para garantizar una operación
eficiente, evitar sobreestimaciones de capacidad y diseñar estrategias de
mantenimiento como el dragado programado.
Además, la curva sirve como base para la elaboración de curvas adicionales, como
la curva cota-área o la curva cota-caudal, que complementan la planificación
hidrológica y la evaluación de impactos ambientales. En conjunto, estas
herramientas forman parte del sistema integral de modelamiento de presas y
embalses.
8.6.​
Implicancias en diseño y operación de presas
La determinación técnica de los niveles operativos y de los volúmenes de
almacenamiento reviste una importancia estratégica tanto para el diseño estructural
como para la gestión operativa de las presas. Desde la perspectiva del diseño,
definir niveles adecuados permite asegurar que las solicitaciones hidráulicas se
mantengan dentro de los márgenes de resistencia del cuerpo de la presa,
previniendo riesgos como el sobre vertimiento, la erosión de taludes o fallos
asociados a presiones hidrostáticas excesivas.
En el ámbito operativo, estos parámetros son fundamentales para establecer
lineamientos de manejo en la apertura de compuertas, el control de válvulas y la
programación de descargas, en función de las demandas hídricas y las condiciones
hidrometeorológicas anticipadas. Asimismo, la proporción entre volumen muerto y
volumen útil incide directamente en la eficiencia del almacenamiento: un volumen
útil insuficiente puede limitar la capacidad de regulación del sistema, mientras que
un volumen muerto reducido eleva los costos por sedimentación y mantenimiento.
En conjunto, una adecuada planificación y actualización de estos criterios permite
maximizar el aprovechamiento del recurso hídrico, prolongar la vida útil de la
infraestructura hidráulica y fortalecer la resiliencia del sistema ante eventos
extremos.
9.​
TRÁNSITO DE VASOS Y CAUCES
9.1.​
Cómo se modela y se determina el hidrograma de salida de una
presa
El tránsito de avenidas en un vaso es aquel procedimiento que sirve para determinar
el hidrograma de salida de una presa, dando un hidrograma de entrada. La
modelación del tránsito de avenidas sobre vasos se realiza en todo el planeta.
Debido a su alto grado de importancia se requiere un exhaustivo estudio antes de
llevar a cabo el proyecto civil de un embalse, debido a que a partir de este modelo
se conoce la evolución de las elevaciones del agua en el embalse, la elevación
máxima y la capacidad necesaria de la obra de excedencias; es de suma
importancia para la operación efectiva de estructuras hidráulicas, en especial de
aquellas destinadas a la generación de energía y control de avenidas, donde se
requiere con frecuencia de pronósticos de avenidas y sequías ; el resultado final se
expresa mediante hidrogramas.
9.2.​
Importancia de los hidrogramas y el tránsito de avenidas en
vasos
Un hidrograma es una representación gráfica de la evolución del gasto (volumen por
unidad de tiempo) que pasa de manera continua durante un tiempo determinado por
cierta sección. El estudio del tránsito de avenidas en vasos se relaciona con el
diseño y la operación de estructuras hidráulicas, abastecimiento de agua, irrigación,
generación de energía hidroeléctrica, control de inundaciones y protección de la
vida, entre otros.
10.​
11.​
EJEMPLOS PRÁCTICOS DE EMBALSES
11.1.​
Embalse de Gallito Ciego (La Libertad / Cajamarca)
El embalse de Gallito Ciego, ubicado en el río Jequetepeque entre los
departamentos de La Libertad y Cajamarca, en Perú, es una infraestructura clave
para el desarrollo de la región. Con una capacidad de almacenamiento de 400
millones de metros cúbicos, esta represa de tierra y roca alcanza una altura de 105
metros y una longitud de 540 metros.
Su función principal es el riego agrícola, permitiendo la irrigación de más de 48,000
hectáreas en el valle Jequetepeque-Zaña, una zona de gran importancia para
cultivos como el arroz, el maíz y diversos frutales. Además, el embalse está
asociado a una central hidroeléctrica que genera 30 megavatios de energía, los
cuales abastecen a ciudades cercanas como Pacasmayo y Chepén. Otra función
fundamental del embalse es el control de avenidas, ya que durante eventos
extremos como El Niño regula el caudal del río y ayuda a prevenir inundaciones en
zonas bajas.
11.2.​
Presa de Tinajones (Lambayeque)
El embalse de Tinajones, situado sobre el río Chancay en la región Lambayeque,
Perú, es una infraestructura fundamental para el desarrollo agrícola y urbano del
norte del país. Esta represa de tierra compactada tiene una capacidad de
almacenamiento de 320 millones de metros cúbicos y ha sido esencial para el
aprovechamiento hídrico de la zona.
Su principal uso es la agricultura bajo riego, ya que permite irrigar unas 43,000
hectáreas de cultivos, entre los que destacan la caña de azúcar, el mango y el
limón, productos clave en la economía de Lambayeque. Además, el embalse
también cumple un rol importante en el abastecimiento de agua potable para las
ciudades de Chiclayo y Lambayeque.
11.3.​
Presa de las Tres Gargantas (China)
La presa de las Tres Gargantas, ubicada en el río Yangtsé en China, es el embalse
más grande del mundo, con una capacidad de almacenamiento que alcanza los
39,300 millones de metros cúbicos. Esta imponente infraestructura, construida con
hormigón gravitacional, se eleva hasta los 181 metros de altura y se extiende a lo
largo de 2,335 metros.
Su impacto es multifuncional y de gran escala. En el ámbito energético, la central
hidroeléctrica integrada genera 22,500 megavatios de electricidad, lo que equivale a
la producción de unas 20 centrales nucleares, y cubre aproximadamente el 3% de la
demanda energética de China. Además, la presa ha mejorado notablemente la
navegación en el Yangtsé, permitiendo el paso de barcos de hasta 10,000 toneladas
mediante un avanzado sistema de esclusas. Otra función clave es la mitigación de
inundaciones, ya que regula el caudal del río y ha reducido significativamente el
riesgo de crecidas devastadoras en las zonas bajas del Yangtsé, que históricamente
han sufrido graves inundaciones.
Sin embargo, la obra también ha sido objeto de importantes controversias. Uno de
los mayores impactos sociales ha sido el reasentamiento forzado de más de 1.3
millones de personas que vivían en áreas que quedaron sumergidas tras la creación
del embalse. En el plano ambiental, se ha documentado la extinción del delfín del
Yangtsé, así como una alteración significativa en la dinámica natural de los
sedimentos fluviales, lo que ha afectado tanto a los ecosistemas acuáticos como a
la fertilidad de las tierras río abajo.
11.4.​
Embalse de Itaipú (Brasil/Paraguay)
La represa de Itaipú, situada sobre el río Paraná en la frontera entre Brasil y
Paraguay, es una de las obras hidroeléctricas más emblemáticas del mundo tanto
por su magnitud como por su impacto binacional. Con una capacidad de
almacenamiento de 29,000 millones de metros cúbicos, esta imponente estructura
combina hormigón y tierra, alcanzando una altura de 196 metros.
Uno de sus logros más destacados es su aporte energético. Itaipú proporciona
aproximadamente el 75% de la electricidad consumida en Paraguay y el 15% de la
utilizada en Brasil, convirtiéndose en un pilar fundamental del suministro eléctrico en
ambos países. En 2020, la central alcanzó un récord histórico al superar incluso a la
presa de las Tres Gargantas como la mayor generadora de energía anual en el
mundo, con una producción de 103 teravatios-hora (TWh).
11.5.​
Cuadro comparativo de sus aplicaciones
Embalse
País
Aplicación en Riego
​
Aplicación en
Energía
Aplicación en Agua
Potable
Gallito
Ciego
Perú
48,000 ha en valle
Jequetepeque-Zaña
(cultivos: arroz, maíz,
frutales).​
30 MW (abastece a
La Libertad y
Cajamarca).​
Suministra agua a
ciudades como
Pacasmayo.
Tinajones
Perú
43,000 ha en
Lambayeque (caña de
azúcar, mango, limón).
No genera energía.
Abastece parcialmente
a Chiclayo y
Lambayeque.
Tres
Garganta
s
China
Limitado (uso prioritario:
energía y control de
inundaciones).​
22,500 MW (3% de
la demanda eléctrica
de China).​
No es su función
principal.
Itaipú
Brasil /
Paraguay
​
No se usa para riego.
14,000 MW (75% de
Paraguay, 15% de
Brasil).
No es su función
principal.
Riego
-​ Gallito Ciego y Tinajones (Perú): Son clave para la agricultura en zonas
áridas. Sin ellos, regiones como Lambayeque o La Libertad no podrían
mantener cultivos todo el año.
-​ Tres Gargantas e Itaipú: No se usan para riego porque su diseño prioriza
energía y control de inundaciones.
Energía
-​ Tres Gargantas (China): La mayor generadora del mundo (equivalente a 20
reactores nucleares).
-​ Itaipú: Récord histórico de producción energética (103 TWh en 2020).
-​ Gallito Ciego: Pequeña central (30 MW), pero vital para la red local.
-​ Tinajones: No genera energía (su diseño es solo para almacenamiento y
distribución de agua).
Perú: Los embalses son multifuncionales (riego + agua potable).
Megaproyectos globales: Se enfocan en energía a gran escala.
12.​
CONCLUSIONES
-​ El almacenamiento en vasos y el tránsito en cauces son procesos
interrelacionados y fundamentales para una gestión eficiente del
recurso hídrico, ya que permiten conservar el agua en épocas de
abundancia y regular su distribución durante períodos de escasez.
-​ Los problemas identificados en estos sistemas incluyen pérdidas por
evaporación,
sedimentación,
filtraciones
y
deficiencias
en
infraestructura, lo que afecta directamente la eficiencia operativa y la
sostenibilidad de los recursos almacenados.
-​ Existe una relación directa entre el diseño y operación de los vasos de
almacenamiento y el comportamiento del tránsito en cauces, ya que un
mal dimensionamiento o manejo de los niveles operativos (como
NAMO, NAMINO y NAME) puede provocar riesgos de desbordamiento
o uso ineficiente del agua.
-​ La correcta implementación de curvas cota-volumen, el uso de
modelos hidrológicos como el método de Muskingum y la evaluación
topográfica detallada, son herramientas clave para mejorar la
planificación, control y predicción del comportamiento hidráulico de
embalses y cauces.
13.​
RECOMENDACIONES
-​ Es importante que en futuros proyectos hidráulicos se realice un buen
estudio topográfico del vaso del embalse, ya que eso permite calcular
correctamente los volúmenes de almacenamiento y diseñar mejor las
estructuras como vertederos y compuertas.
-​ Debemos considerar el volumen muerto y el volumen útil de manera
equilibrada. Un volumen muerto muy pequeño puede generar
acumulación de sedimentos rápidamente, mientras que un volumen útil
mal calculado puede afectar el abastecimiento en épocas de sequía.
-​ Es fundamental incluir márgenes de seguridad en el diseño de presas,
como un bordo libre suficiente, para evitar riesgos en eventos
extremos como lluvias intensas o crecidas repentinas.
-​ En la operación de embalses, deberíamos aplicar sistemas de
monitoreo constante, ya sea con sensores o inspecciones periódicas,
para detectar filtraciones, erosión o cualquier deterioro que pueda
comprometer la infraestructura.
-​ Como estudiantes de Ingeniería Civil, debemos tener presente que un
diseño eficiente no solo debe funcionar bien en teoría, sino también en
la práctica, considerando factores como mantenimiento, costos,
impacto ambiental y seguridad para la población.
14.​
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vaso de la presa Jesús María para la reducción del riesgo por
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