Actividad 3 La primera es localizar aprovechamientos tradicionales de agua en terrenos semiáridos, que se utilizan en islas oceánicas con ambientes áridos y otros lugares del mundo, por ejemplo las gavias de las islas Canarias y los guadi de Israel (desierto del Negev). La segunda actividad, es hacer un ensayo valorando la importancia del aprovechamiento superficial en las islas oceánicas. Estudiar la problemática de estos aprovechamientos.
Atrapanieblas: un sistema tradicional de captación de agua Los atrapanieblas o captanieblas son un invento para atrapar las gotas de agua microscópicas que contiene la neblina. Se usan en regiones desérticas con presencia de niebla, como el desierto del Néguev en Israel o el desierto de Atacama en Chile, además de Ecuador, Guatemala, Nepal, algunos países de África y la isla de Tenerife. El desierto de Atacama es el de mayor aridez del mundo; sin embargo, en sus costas, las masas de aire húmedo del océano Pacífico forman neblinas matinales o niebla de advección, llamadas localmente camanchacas. Desde los años 1960, diversos investigadores habían concebido el aprovechamiento del agua en las camanchacas. Destacan, sobre todo, los trabajos hechos por Carlos Espinosa Arancibia, físico de la Universidad de Chile que obtuvo una patente de invención (Nº 18.424) por un aparato destinado a “captar agua contenida en las nieblas o camanchacas”. Luego donó su invención a laUniversidad Católica del Norte y fomentó su difusión gratuita a través de la UNESCO. El equipo era un cilindro de 0,7 m de diámetro en que estaban dispuestos 1300 monofilamentos de perlon de 0,5 mm de diámetro y 2 m de largo. Al fondo de este sistema se encontraba un embudo metálico y un estanque de acumulación de agua. Luego vinieron una serie de mejoras y a nivel mundial Carlos Espinosa Arancibia es reconocido como uno de los padres de esta invención. Los atrapanieblas que se usan en los pueblos del norte chileno fueron desarrollados en conjunto con científicos israelíes. Están formados por un pedestal metálico en que hay un gran marco, de unos 6 m de largo por 4 m de alto. Este marco contiene una malla plástica que facilita la condensación de la neblina. En su parte inferior hay una canaleta y un estanque colector.
Estos dispositivos se instalan en sitios altos, que se hallen expuestos a la camanchaca y están conectados por tuberías a estanques de depósito de agua.
En Chile, el primer lugar habitable donde se instalaron atrapanieblas fue el pueblo Chungungo a 73 km al norte de la ciudad de La Serena. En los atrapanieblas, los rendimientos esperables de captación de agua se sitúan de 2 a 10 [L/ m²día]. En estudios recientes realizados en México se ha determinado que la distribución de gotas de niebla no es homogénea, que las más abundantes son de 30 a 40 (una micra equivale a la millonésima parte de un metro), y que cada nube está formada de cientos de miles de ellas. En el caso de la niebla, que es una nube con baja concentración de agua, hay entre 50 y cien gotitas en un centímetro cúbico. Los captadores NRP 3.0 son un sistema de precipitación del agua que se encuentra en el aire. El sistema está desarrollado por Montes Verdes Ingeniería Agraria, una empresa de Canarias, que ha registrado el diseño de estos
captadores: con una base rectangular para el acopio del agua y una estructura vertical para la captación que le otorgan el tamaño idóneo (menos de 1 m2) para no necesitar de estructuras de sujeción auxiliares para su estabilidad y obtener la versatilidad para poder transportarlo e instalarlo en zonas forestales. La idea de estos captadores surge en Chile en los años 50, pero son un básico sistema con mallas sustentadas por unos palos de madera que fueron derribado por el viento, es Theo Hernando Olmo diseñador de los captadores NRP 3.0 quien ha llevado la idea a un nuevo nivel. Los captadores NRP pueden recoger entre 20 y 140 litros de agua al día, bastante para abastecer a casas forestales, refugios o campamentos que se encuentren aislados o en zonas protegidas.
Obras hidráulicas superficiales en medios volcánicos Si bien, la obra magna del ingeniero hidráulico canario son las galerías o minas de agua, no hay que infravalorar las otras tipologías de obras hidráulicas como las super ciales, que se han ejecutado en Canarias ya que son de muy compleja con- cepción; de hecho los primeros abastecimientos a la población y a la agricultura del archipiélago procedían de esta tipología de obras, como los nacientes, maretas, gavias etc. las obras hidráulicas super ciales en Canarias han sido muy complejas de ejecutar, son muy costosas y en ellas se han realizado grandes esfuerzos técnicos y económi- cos. Como se comprobará más adelante salvo en el caso de las balsas, no es posible asemejar las infraestructuras del terreno volcánico e insular con el continental, he- cho palpable en las presas con dimensiones y diseños similares a los continentales y rendimientos muchos menores. Evidentemente también existen singularidades en la calidad del agua almacenada y en el sistema de captación al no existir ríos ni ujos continuos de agua. otro aspecto importante a tener en cuenta es el tiempo de residencia del agua en el embalse, esto provoca que se produzcan procesos de eutro zación y que la calidad del agua descienda notablemente. Se puede hablar también de una ingeniería de balsas en Canarias ya que ha sido una región pionera en este sentido junto con otras regiones como valencia y Murcia; actualmente se aplican notables mejoras en la ejecución, diseño y selección de ma- teriales (sobre todo de impermeabilización), llegando a extremos de utilización del entorno físico y morfología de las islas. un ejemplo es el uso de cráter de un cono volcánico como lugar de ubicación del embalse, caso ocurrido en la balsa de taco en la isla de tenerife, la cual requirió un mínimo de movimiento de tierras con una premisa de respeto medioambiental importante; la balsa se construyó con materiales sueltos, la impermeabilización fue llevada a cabo con una arcilla compactada y una geomembrana en las paredes laterales. Estas obras salvo algún caso aislado, están apartadas de la in uencia de los barrancos, captando el agua de estos me- diante tomaderos y conducciones de transporte. El agua también puede proceder de desaladoras, de agua drenada de galerías o minas de agua (excedentes o no) e incluso de EdarS aprovechándose como aguas de reutilización para determinados usos (agricultura, campos de golf, jardines), como se comentó anteriormente. Se puede resumir el presente apartado en que la obtención de los recursos hídricos mediante infraestructuras super ciales, se hace especialmente difícil, salvo en casos 160 aprovechamientos de los recursos hídricos super ciales en un medio insular y volcánico puntuales como en la isla de gran Canaria y en la gomera, en el caso de la isla de tenerife, existe un plan de balsas que potenció el uso de esta infraestructura. Figura 7.2; Balsa de taco en tenerife encajada en un cráter volcánico. (Santamarta JC, 2012) En la isla de El Hierro prácticamente la escorrentía es muy escasa, por lo que su aprovechamiento de aguas super ciales, es nulo, existen 4 balsas dos para almace- namiento de recursos y otras dos para la regulación de una central de hidroeólica. En el caso de la isla de la Palma existen los aprovechamientos de los manantiales, como el del Barranco de las angustias que se explota mediante un tomadero con su correspondiente desarenador. En el caso de Fuerteventura el aprovechamiento de estos recursos se efectúa mediante presas de embalse, presas secas o charcas, gavias, nateros y aljibes. 3.1. Los tomaderos de barranco Para el aprovechamiento de las aguas que corren por los barrancos se puede optar por dos estrategias. una es la construcción de una presa, lo cual supone un esfuerzo económico, ambiental y técnico importante, también requiere de unos estudios previos de permeabilidad, fundamentales y costosos de realizar para el éxito de la infraestructura, además evidentemente es necesario un terreno impermeable. Por último los embalses se aterran con suma facilidad en un terreno volcánico, debido 161 Hidrología y recursos hídricos en las islas y terrenos volcánicos Métodos, técnicas y experiencias en las Islas Canarias a lo explicado con el transporte de sedimentos por los barrancos producidos por las lluvias. también hay que tener en cuenta en el diseño que una gran avenida con arrastre de materiales podría dejar fura de servicio al dique.
El otro sistema es la construcción de una derivación en el propio barranco, la deriva- ción se puede realizar mediante un azud o pequeña presa, o bien un sistema de acu- mulación de aguas por rejillas. En de nitiva, un tomadero es un aprovechamiento de aguas super ciales que se realiza a partir de toma directa de los barrancos, estos sólo están operativos cuando hay lluvias por lo que funcionan temporalmente y el agua recolectada se almacena en depósitos, balsas, incluso embalses cercanos. Figura 9.3; vista general del tomadero a dos aguas del barrranco de las angustias en la Palma (Santamarta JC, 2007) los tomaderos, también llamados obras de toma en Canarias, además de la función de aprovechar aguas de lluvia que uyen por los barrancos, cumplen la función de suministrar agua a las balsas. Por la irregularidad de las lluvias no se puede con ar en ellas, para el abastecimiento completo de aguas, son un complemento y una herramienta de regulación de recursos hídricos, incluso un almacén estratégico de agua. En gran Canaria la mayoría de los tomaderos están vinculados a grandes presas. 162
Aprovechamientos de los recursos hídricos super ciales en un medio insular y volcánico Figura 9.4; tomadero en la isla de terceira en azores. (Santamarta JC, 2011) Este tipo de captación de una corriente natural, son típicas de regiones con gran orografía, constan de una estructura de toma del agua o “tomadero”, un canal desa- renador y un canal de abastecimiento a una balsa, o a uno o a varios depósitos de regulación ubicados aguas abajo. las obras de toma en presas y balsas, por otra parte, constan, en general, de un canal de aproximación, compuertas de control y una canalización de salida del agua. un ejemplo muy ilustrativo en Canarias es el tomadero de “dos aguas” en el barran- co de las angustias (isla de la Palma), obra emblemática y singular de la ingeniería hidráulica de las islas, donde el agua es captada en la cota 400 y conducida a través de un canal con pendiente del 2 por mil hasta el valle de aridane, principal centro de producción de plátano en Canarias. 3.1.1. Componentes del tomadero En relación al diseño de la infraestructura hay que tener en cuenta que el tamaño total de una obra de toma queda determinado por su carga hidráulica y por la ca- pacidad de aducción requerida. la determinación de la combinación más rentable de cara al proyecto puede requerir la realización de estudios en los que se efectúen pruebas con elementos componentes de la obra. 163 Hidrología y recursos hídricos en las islas y terrenos volcánicos Métodos, técnicas y experiencias en las Islas Canarias los elementos componentes de las obras de toma son: 1) azud transversal al cauce. 2) disipador de energía aguas abajo del azud. 3) toma de rejillas; puede estar acompañado con compuertas. 4) obra de recepción del agua que pasa las rejillas (canal lateral o cámara). 5) vertedero de rebose ( envía a la corriente el agua excedente). 6) Canal desarenador. 7) obra de conducción bajo las rejillas
Aprovechamientos de los recursos hídricos super ciales en un medio insular y volcánico El desarenador; es un tanque sedimentador cuyas dimensiones dependen del cau- dal de diseño del tomadero, de la distribución granulométrica de los sedimentos en suspensión que transporta la corriente natural y de la e ciencia de remoción, la cual oscila entre el 60 y el 80% del sedimento que entra al sedimentador. los sedimen- tos son removidos periódicamente mediante lavado hidráulico o procedimientos manuales. 3.2. Las presas y embalses
atendiendo a la de nición de grandes presas la instrucción para el Proyecto, Construcción y Explotación de grandes Presas (orden Ministerial de 31 de marzo de 1967) se de nen, en su artículo 1.1, de la forma siguiente: Son todas las presas de más de 15 m de altura, según la de nición de altura que sigue en 1.5 [diferencia de cota entre la coronación y el punto más bajo de la super cie general de cimientos], o las presas entre 10 y 15 m de altura que respondan a una, al menos, de las condiciones siguientes: • Capacidad de embalse superior a 100.000 m3. • Características excepcionales de cimientos o cualquier otra circunstan- cia que permita cali car la obra como importante para la seguridad o economía pública. Según esta de nición en las islas Canarias existen casi más de 100 “grandes Presas” por este motivo en el archipiélago Canario también destacan las grandes presas, de- nominación que se destina sólo a aquellas obras hidráulicas de retención de aguas de barrancos con más de 15 metros de altura o más de 100.000 m3 sólo en la isla de gran Canaria existen 69. las presas se introdujeron en Canarias debido a la ebre constructora de las mis- mas en la península ibérica, donde solucionaban principalmente los problemas de abastecimiento urbano y riego agrícola, además de proporcionar energía, cuestión que no podría llevarse a cabo con los embalses canarios al no tener estos un ujo de agua continuo. las primeras presas construidas eran como pequeños muros o azudes de derivación para las gavias o maretas. los materiales utilizados eran mampostería, construidas
Hidrología y recursos hídricos en las islas y terrenos volcánicos Métodos, técnicas y experiencias en las Islas Canarias con materiales locales y morteros de cemento-arena. las presas más modernas son realizadas mediante hormigón. En general los terrenos volcánicos jóvenes son permeables, salvo cuando aparece en superficie el complejo basal (impermeable) esto en Canarias ocurre en gran Canaria, la gomera, la Palma y Fuerteventura; aunque también hay un estudio que in- dica también la aparición del complejo basal en tenerife en la zona de anaga. Para poder construir los embalses era necesario disponer de terrenos impermeables, existía una necesidad de embalsar el agua que corría por los barrancos con motivo de las lluvias, en algunas ocasiones se recurrió a impermeabilizar los vasos del embalse, en terrenos con baja permeabilidad, mediante morteros de cal y cemento, el coste de esta actuación muchas veces no era justi cable para el rendimiento obteni- do, no obstante en aquella época no existía la posibilidad de la desalación, opción que existe actualmente, por lo que en muchas ocasiones no quedaba más remedio, que recurrir a estas actuaciones tan antieconómicas y con tan bajo rendimiento. Siguiendo con las características del terreno donde se va a construir el embalse, obviamente, interesa que sea impermeable, las formaciones antiguas generalmente suelen ser impermeables complejos traquíticos-fonolíticos, basaltos antiguos-, más aún si se integran por rocas ácidas. Conviene iniciar el estudio del terreno con un reconocimiento ocular; este hay que complementarlo con la observación e identi - cación del aspecto de las rocas en las laderas. Buenos materiales impermeables son en general las traquitas, las ignimbritas y las tobas soldadas, el estudio del terreno debe estar avalado por ensayos completos de permeabilidad y geológicos.
Aprovechamiento de los recursos hídricos super ciales en un medio insular y volcánico En relación a los recursos hídricos super ciales, el problema fundamental detecta- do; es la falta de datos y series pluviométricas; tampoco hay una cantidad impor- tante de parámetros hidrológicos que pudieran haber dado más consistencia a las plani caciones hidrológicas de las islas, con el n de evitar errores como la sobrees- timación de la escorrentía, como fue el caso de tenerife.
Figura 7.6; Embalse de Soria en gran Canaria, la presa de mayor altura del archipiélago. (Santamarta JC, 2010) otra cuestión importante es la calidad del agua embalsada, el material geológico del que están compuestos los barrancos, así como el de las cuencas aportadoras y la evaporación condiciona la calidad de las aguas que transportan, así serán más salinas cuanto más nos acerquemos a las islas orientales como es el caso de la isla de Fuerteventura. Esto habrá que tenerlo en cuenta a la hora de plani car un em- balse, por el uso nal que se vaya a dar al agua embalsada. Este uso nunca va a ser abastecimiento urbano quedando limitado en las islas Canarias a uso agrícola principalmente. otro aspecto es la eutro zación del agua almacenada, este hecho se evidencia por el extenso tiempo de residencia del agua en el embalse y el poco movimiento de la corriente de agua. 167 Hidrología y recursos hídricos en las islas y terrenos volcánicos Métodos, técnicas y experiencias en las Islas Canarias Figura 7.7; Embalse de las Peñitas en Fuerteventura, completamente col- matado. (Santamarta JC, 2008) En general los grandes embalses de cientos de hectómetros cúbicos que se desa- rrollan en un terreno continental, como en la península ibérica, no tienen cabida en los terrenos insulares volcánicos. actualmente, en Canarias, para la construcción de embalses, ya no hay localizaciones viables económicamente ni competentes geológicamente hablando, para ejecutar este tipo de infraestructuras. incluso varios autores apuntan que, en este tipo de terrenos volcánicos, la viabilidad y funciona- lidad de las mismas está muy discutida, básicamente por la falta de terrenos 100% adecuados y el poco rendimiento de las mismas, ya que; a igualdad de material constructivo (hormigón), con una presa en terreno continental se obtiene mayores volúmenes de agua, cuando en el territorio volcánico se habla de casi uno o dos hectómetros como mucho. además las presas en terrenos volcánicos no tienen un río o un flujo continuo de agua que vaya regenerando los caudales. la mayor capacidad de almacenaje de recursos hídricos super ciales la tiene la isla de gran Canaria con casi 43 hm3, donde el mayor embalse lo constituye la presa de Soria con casi 32 hm3 de capacidad de embalsamiento. Es curioso comentar que esta presa está en el ranking de las 15 presas más altas de España, la presa de tipo arco-bóveda se construyó en un periodo de 10 años, entre 1962 y 1972.
Aprovechamientos de los recursos hídricos super ciales en un medio insular y volcánico Conviene decir que existe una compatibilidad importante entre la ejecución de las hidrotecnias super ciales de retención de sedimentos, con las grandes obras hidráulicas, debido a la capacidad de aquellas de disminuir el efecto de la erosión y el transporte de materiales; esto incrementa la vida útil de las presas. Esta técnica ha sido profusamente utilizada en la isla de gran Canaria. En general, a modo de resumen, las presas Canarias presentan las siguientes tipolo- gías y características técnicas; • la mayoría son clasi cadas como grandes presas. • En general son de gravedad. • Fábricas de mampostería. • Plantas curvas en su mayoría, existiendo de planta recta. • volumen embalsado medio 0,150 a 0,5 hm3, aunque pueden, en algunos ca- sos, embalsar 32 hm3 (embalse de Soria en gran Canaria). 169 Hidrología y recursos hídricos en las islas y terrenos volcánicos Métodos, técnicas y experiencias en las Islas Canarias • alturas de presa de 15 a 40 m excepto de la presa de Soria en gran Canaria con una altura de 135 m.
• no suelen tener aliviadero o bien este es un pequeño túnel a lo largo de la formación geológica o un pequeño ori cio en el cuerpo de la presa, en caso de tener aliviadero este es lateral de labio jo y con canal de descarga. • ancho de coronación de 3 a 5 m. • longitud de coronación de unos 100 m de media. • En general las presas son de propiedad privada. las presas que se han ejecutado mediante mampostería han presentado una ventaja a nivel constructivo con respecto a las construidas mediante hormigón, el hecho de no presentar juntas de dilatación ha hecho que las presas de mampostería hayan sido de ejecutadas de manera más lenta, pero con la ventaja de no producirse grie- tas y aprovechar la bonanza del clima canario para poder trabajar con constancia en invierno y verano. las presas en Canarias tienen una relativa vida útil reducida, debido a un régimen torrencial de lluvias que transportan un caudal de sólidos importante, sobre todo cuando esos caudales que proceden de barrancos que no están recubiertos de una masa forestal. En las presas Canarias los aspectos ambientales como; fauna o los cau- dales ecológicos no tienen tanta importancia como el caso continental, lo mismo para escalas salmoneras etc., no existe prácticamente especies piscícolas a no ser que sean introducidas arti cialmente. un aspecto positivo y una gran apuesta de futuro son la obtención de energía me- diante centrales hidráulicas reversibles utilizando dos embalses a diferente cota, como es; el caso de la futura central reversible entre los embalses de Chira y Soria con una diferencia de cota de unos 400 m en la isla de gran Canaria; se espera pro- duzca el 25% del consumo energético de la isla. Este proyecto sigue la tendencia ge- neral del archipiélago de apostar por la energía hidráulica mediante otros proyectos realizados como el de la isla de El Hierro y futuras actuaciones en la isla de tenerife y la Palma, si bien en estos casos los embalses son de balsas impermeabilizadas arti cialmente. 170 aprovechamientos de los recursos hídricos super ciales en un medio insular y volcánico Figura 7.9; Presa de mampostería en la isla de la gomera. (Santamarta JC, 2008) 3.3. Las presas de materiales sueltos y charcas las presas de materiales sueltos son estructuras que están construidas por rocas o áridos sin cementar. Para conseguir la impermeabilidad de la presa se construyen pantallas impermeables de arcilla, asfalto o algún material sintético. Suelen ser eco- nómicas por que aprovechan materiales locales. las charcas también son construidas como presas de materiales sueltos, son usadas profusamente en la isla de Fuerteventura, construidas por los propios agricultores con alturas comprendidas entre 3 y 7 metros de muro; son presas que embalsan una cantidad pequeña de agua pero son vitales para la supervivencia de la agricultura de ese lugar. no se puede hablar de “grandes presas” pero las infraestructuras utilizadas, como las pequeñas presas de materiales sueltos han tenido un papel muy importante en la dinamización de la economía insular, utilizadas principalmente para aprovechar el poco caudal que recorren los barrancos en la isla, llegándose a denominar charcas de tierra con tomadero de barranco. 171 Hidrología y recursos hídricos en las islas y terrenos volcánicos Métodos, técnicas y experiencias en las Islas Canarias Figura 7.10; Presa de materiales sueltos de El Siberio en gran Canaria. (gonzález J, 2010) Existen presas de materiales sueltos convencionales, de grandes dimensiones, como la de El Siberio en gran Canaria, aunque no es lo usual en el archipiélago. la presa en cuestión es un muro de 82 m, dique de escollera impermeabilizada con una pantalla de hormigón con tela asfáltica en el paramento de aguas arriba, el embalse tiene una capacidad de 4,5 hm3, las aguas están destinadas a regadío agrícola. la im- permeabilidad del embalse se asegura al estar en un complejo traquítico-sienítico, con innumerables diques traquíticos. las presas secas las podemos considerar como otra tipología de aprovechamiento en el archipiélago. Son aquellas que utilizan para su construcción materiales sueltos, se impermeabilizan por arcillas y compactación de su base, que incluso puede cu- brirse mediante nos o materiales en suspensión que transportan las corrientes de agua en su recorrido por los barrancos. Estas presas se pueden localizar en barran- cos, donde retienen agua y limo de zonas
altas de la isla, o bien pueden localizarse fuera de la zona de in uencia del barranco, pero conectadas a este mediante un canal o acequia, donde incluso se puede diseñar un desarenador para evitar parte de la carga sólida que pueda transportar la corriente de agua. Esta tipología de obra dispone, en algunas ocasiones, de un tomadero construido mediante hormigón, para evitar los deslizamientos de los muros de materiales suel172 aprovechamientos de los recursos hídricos super ciales en un medio insular y volcánico tos, cuando se recolecta el agua, también en la zona donde da servicio dispone de una serie de compuertas con canales –a modo de cámara de llaves-para la distribu- ción del agua. Este tipo de obra se ve muy representado en la isla de Fuerteventura donde llegaron a ser del orden de 150 unidades con un almacenamiento de casi 3 hm3. los proble- mas técnicos que presenta esta tipología de obras son los siguientes; • aterramiento y disminución de la capacidad útil. • Muy baja calidad de aguas, alta salinidad, limitada en usos. • Eutro zación. • Bajo mantenimiento, roturas de muros. • roturas por grandes avenidas. • Erosión de las pareces del vaso. • in ltraciones, permeabilidad. • Elevada cantidad de sólidos en suspensión. • Evaporación considerable (7-8 mm/d). Figura 7.11; Charca de tierra en Fuerteventura. (Santamarta JC, 2011) 173 Hidrología y recursos hídricos en las islas y terrenos volcánicos Métodos, técnicas y experiencias en las Islas Canarias • descartado su uso para abastecimiento, exclusivo de riego agrícola.En el caso de las charcas se suelen comprobar las siguientes características, principal- mente en la isla de Fuerteventura, inicialmente se tiene el problema de la sa- linización del recurso almacenado. Como se ha comentado se aterran con mucha facilidad y hay pocos emplazamientos disponibles para este tipo de obra hidráulica. además el agua también se saliniza por la evaporación. 3.4. Las balsas En un terreno insular las balsas tienen como función, la regulación de los recur- sos hídricos disponibles para adecuarlos a las demandas, especialmente en el riego agrícola. Esta regulación se hace almacenando aguas supeciales captadas por ba- rrancos cuando estos, por las lluvias, disponen de la misma, o bien aguas exceden- tes de las galerías. Tabla 7.2; grandes balsas en Canarias las balsas se diferencian de las presas en Canarias fundamentalmente por que las balsas no interceptan normalmente un curso de agua, con lo que no existe cuenca aportante, careciendo por tanto de avenidas. Es decir son un elemento de almace- namiento y regulación, no de captación, aunque en algunos casos están conectadas a barrancos próximos mediante conducciones para aprovechar el agua que interceptan los tomaderos.
aprovechamiento de los recursos hídricos superficiales en un medio insular y volcánico En el diseño de la balsa de debe comprobar, desde el punto de vista de la seguridad de la estructura, el deslizamiento, la erosión del material y por último la degradación de la lámina. las características técnicas fundamentales de la balsa son las siguientes un ejemplo de gestión de ese tipo de infraestructuras se tiene en la isla de tenerife con el organismo público BaltEn (Balsas de tenerife) que dispone de un patrimo- nio de 21 balsas, 1.150 km de conducciones de transporte, aducción y distribución, 19 pequeños azudes tomaderos para la captación de aguas super ciales, 3 pozos y una galería para captación de aguas subterráneas y 8 estaciones desaladoras (Bal- tEn, 2011). una característica de las balsas que se puede tomar en cierta manera, como ventaja sobre las presas convencionales en Canarias es que la balsa se puede construir allí donde se necesite, con
el condicionante de las posibilidades que de el terreno vol- cánico, como por ejemplo utilizar la orografía del territorio, accidentes, incluso los cráteres volcánicos. a diferencia de las balsas en el continente, que no captan agua, en Canarias, las balsas disponen de tomaderos que se construyen en barrancos cer-
Hidrología y recursos hídricos en las islas y terrenos volcánicos Métodos, técnicas y experiencias en las Islas Canarias canos con posibilidades de transportar aguas cuando llueve en la cabecera de los mismos, o bien disponer conducciones desde las galerías para el almacenamiento de su producción o más recientemente para el almacenamiento de aguas depura- das. Por esta circunstancia se hace necesario que existan elementos como los diques de retención de sedimentos y los desarenadores, para evitar que los acarreos de barranco entren en la propia instalación cuando el caudal proceda de esta fuente. la partida movimiento de tierras en un proyecto de esta naturaleza suele repre- sentar un gran porcentaje del coste total de la balsa, por lo que es muy importante hacer un diseño óptimo para que este coste se minimice. Esto requiere llevar a cabo una serie de pruebas con diferentes ubicaciones y geometría de la balsa y, por tanto repetir los cálculos que esto supone. la construcción de las balsas en los terrenos volcánicos se complica debido a la heterogeneidad del terreno volcánico que suele ser en algunos casos muy inestable. En este caso se debe hacer un número mayor de sondeos para estimar el comporta- miento de los materiales donde se va a proyectar la balsa. una de las cuestiones más importantes a la hora de la construcción de esta tipología de obras es la estanquei- dad del vaso por que cualquier problema de fugas puede ocasionar graves colapsos y corrimiento de tierras en los materiales donde ocurran. Este es el caso acaecido en la isla de la Palma en el año 2011 donde estas fugas en un lateral de la balsa de Barlovento hizo que colapsara la balsa llevándose por delante cultivos de plataneras y perdiendo todo el recurso hídrico almacenado. a la hora de diseñar la balsa existen unos elementos transversales a tener en cuenta, inicialmente, la balsa se construye con materiales sueltos, habrá que prever la dis- ponibilidad del material en los emplazamientos donde se realice la infraestructura, sobre todo prever el material local necesario. En algunos casos en la cara interior del talud la base la conforma el lapilli o picón, este material presenta una granulometría muy uniforme, con tamaños comprendidos entre los 2,5 y 6 mm, la densidad baja, rozamiento interno elevado, superior a 30o y gran permeabilidad. Hay que tener mucha precaución con el material interno del talud, porque encima irán colocados los elementos y la lámina impermeabilizante, materiales con aristas vivas o bien un proceso de compactación pobre podría provocar un desgarro y le colapso de la estructura. Es interesante utilizar, para crear una base uniforme antes de colocar la impermeabilización arcilla compacta, cuyo espesor se puede aumentar en el fondo de la instalación.
Parte de la estabilidad de la balsa se consigue con una tipología constructiva, como una presa de materiales con unos taludes, que generalmente se diseñan de 2 a 2,5 H y 1,0 v. Cuando el talud del muro de cierre sobrepasa los 30 metros se debe hacer una berma horizontal, donde se suelen colocar los lastres para evitar que la lámina de impermeabilización se mueva, en una zona de la balsa se debe colocar también a efectos de mantenimiento una rampa de acceso al fondo, la balsa suele estar coro- nada con una pista de servicio que rodea al muro de anclaje de la lámina. En la construcción de la balsa se intenta utilizar el material excavado para la propia construcción de los diques. El tomadero de la balsa se debe diseñar atendiendo a los caudales de entrada, comprobando la erosionabilidad de los mismos, en fun- ción de su cuantía, para la decisión o no de hacer una rampa de entrada de fábrica. las tomas de agua pueden ser varios tipos, aunque en Canarias las más utilizadas son las de fondo.
Hidrología y recursos hídricos en las islas y terrenos volcánicos Métodos, técnicas y experiencias en las Islas Canarias los desagües de fondo se utilizan para poder vaciar y limpiar la balsa y en caso de emergencia que haga necesario vaciar la balsa rápidamente. los aliviaderos pueden ser de varios tipos pero se diseñan para caudales no muy elevados, se puede optar por la solución en tubos, canales o badenes. Se debe cerrar perimetralmente la balsa para evitar el acceso de personas o anima- les, también como medida de seguridad conviene en los taludes plantear algún tipo de acceso en caso de emergencia, por caída accidental al vaso de la balsa. En el fondo de la balsa se suele disponer un drenaje longitudinalmente a la misma mediante la tipología espina de pescado orientado hacia un sumidero. El desagüe de fondo se realiza mediante tubería de fundición. Existe también una cámara de llaves donde se regula la instalación y por último un aliviadero de la balsa. El agua embalsada puede provenir de varias fuentes, estas son: • aguas de tomaderos de barrancos, estructura que se estudió en apartados anteriores. • aguas procedentes de galerías, pozos o sondeos. • aguas procedentes de plantas desaladoras. • aguas procedentes de plantas depuradoras de aguas con sistema terciario para su reutilización (en tenerife existe esta tipología). Existen casos, que han resultado poco funcionales, en los que la balsa se ha cons- truido en la traza de un barranco, esto a nuestro juicio constituye un error; debido al problema de las avenidas y los acarreos de barranco que hacen que la vida útil de esta infraestructura sea muy inferior a otras de similares características construidas fuera del barranco con sistema de tomadero. también el diseño y la construcción se complica sobremanera teniendo que recurrir a obras tipo pantallas de hormigón y aliviaderos sobredimensionados, un ejemplo de esta tipología de balsa está en la isla de tenerife en la balsa de aguamansa en el término municipal de la orotava. Esta balsa es una Presa de Escollera con pantalla de hormigón armado en todo el vaso, dispone de un aliviadero con capacidad de 180 m3/s pero con una cantidad de recurso almacenado disminuido por la gran cantidad de sedimentos incorporados al embalse. 178 aprovechamientos de los recursos hídricos super ciales en un medio insular y volcánico Figura 7.13; Balsa de la central hidroeólica de la isla de El Hierro. (Santamarta JC, 2012) aunque se ha comentado que, como norma general, el uso de las balsas es para su- ministro agrícola, existen casos donde se ha ejecutado una estructura que permite sostener una cubierta de la balsa; con vistas a una posible regulación del abasteci- miento urbano en situaciones de emergencias. Esto es interesante a modo de versa- tilidad y utilidad que pueden llegar a tener este tipo de obras hidráulicas. Figura 7.14; Balsa en tenerife con cubierta para evitar evaporación y hacer posible su uso urbano. (Satocan Sa)