La ingeniosa presa construida en zig zag: protege de inundaciones y proporciona energía a 400.000 personas

En los últimos años, España ha sido testigo de las diferentes consecuencias del cambio climático. El calor asfixiante que viven los españoles estos días no es el único efecto, también se han dado inundaciones extremas. Ante estos peligrosos fenómenos, la ingeniería y la arquitectura aportan soluciones tirando de ingenio. Mientras en Madrid se crean parques para suavizar las inundaciones, en otros países se diseñan diques y presas que puedan contener la fuerza de la naturaleza. 

A unos 63 kilómetros al noreste de Bakersfield, en California (EEUU), la presa Isabella cuenta ya con más de 70 años. Gracias a una reciente 'operación estética', se ha convertido en una de las más innovadoras del mundo. Así, un colosal proyecto de ingeniería ha renovado esta estructura para que resista mejor las riadas producidas por fuertes precipitaciones.

Por su antigüedad y diseño, los expertos en seguridad de presas del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos (USACE) consideraron que esta era una de las presas con mayor riesgo de rotura o desbordamiento. Por eso plantearon hace ya una década su reparación y reconstrucción. Ha sido una década de trabajo de investigación y construcción, pero el resultado ha ganado numerosos premios, el último de ellos el Logro Especial 2024 de la Academia Nacional de Construcción.

Una forma única

En el lago Isabella, un aliviadero de servicio de 70 años de antigüedad controlaba el desagüe de las dos presas de tierra. Este podía descargar alrededor de 120.000 pies cúbicos (4 millones de litros agua) por segundo, muy por debajo del medio millón de pies cúbicos estimado que se requiere durante un episodio de máxima precipitación, según explican sus constructores.

Por entonces, Blake Tullis y su estudiante de doctorado Brian Crookston se habían inspirado en una idea previa del padre de Tullis para desarrollar y publicar un artículo sobre los vertederos laberínticos arqueados, fuente de inspiración de la idea que acabó llegando al lago Isabella.

Presa hidroeléctrica Isabella USACE Omicrono

El vertedero hidráulico, la parte por la que se elimina los excedentes de agua cuando la presa se encuentra llena, ayuda a aliviar la presión en el embalse. Ante una fuerte inundación, el vertedero ayuda a que el agua no se desborde por los lados del embalse y la presa, lo que podría suponer un riesgo importante.

Para ello, es necesario que el vertedero pueda proporcionar una salida óptima para la cantidad de agua que se acumula peligrosamente. "El caudal que fluye por un vertedero es proporcional a su longitud. Un vertedero más largo tiene más caudal que uno corto", explica Blake Tullis, profesor de ingeniería civil y ambiental y vicepresidente asociado de investigación de la USU.

Ante fuertes precipitaciones, es mejor contar con un vertedero de gran longitud, pero si se cuenta con un espacio reducido, hay que tirar de ingenio para integrar una línea larga en ese hueco. ¿Solución? doblar esa línea en un zigzag.

Ahora, el vertedero hidráulico de esta presa tendría 944,88 metros de largo si se estirara, tres veces más que el ancho del canal en el que se encuentra. Al estar plegado en un zigzag cabe en el espacio disponible, evitando tener que hacer una excavación mayor en el terreno. No solo supone una ventaja en el ahorro de los costes, sino también en el impacto en el entorno.

Proceso de construcción

El resultado es un vertedero de hormigón de tres pisos de altura que zigzaguea en el extremo de la presa en una abertura de aproximadamente 396,24 metros. Su creativo dibujo aumenta significativamente la cantidad de agua que se puede descargar de forma segura desde un espacio relativamente estrecho. Su forma laberíntica reduce en gran medida el riesgo de inundaciones, protegiendo a una población de más de 400.000 personas que viven aguas abajo del lago Isabella.

Modelo a escala 1:45 del vertedero laberíntico de Isabella Utah State University Omicrono

Financiado con 650 millones de dólares (más de 593 millones de euros), en el diseño se abordaron las deficiencias de la presa antigua elevando la altura principal y auxiliar algo menos de 500 cm y se diseñó este nuevo aliviadero de emergencia. Además, la presa no solo protege al pueblo cercano, también integrará una central hidroeléctrica con una potencia de 11,95 MW.

Para acondicionar el espacio en el que se debía colocar el vertedero, fue necesario volar de manera segura más de 2 millones de metros cúbicos de roca para crear el espacio para el nuevo aliviadero de emergencia, además de una gran cantidad de materiales para elevar la presa.

A pesar del riesgo y coste de esta operación, se decidió sacar ventaja a este trabajo extra y aprovechar los materiales extraídos del terreno. Se instaló una planta de agregados en el lugar, encargada de triturar la piedra en diferentes gradaciones para su uso en las elevaciones de la presa principal y la auxiliar. Con esto se ahorró tiempo y dinero, pero también se redujo la huella de carbono del proyecto.

En 2014, se construyó a escala 1:45 un modelo para probar la capacidad del nuevo diseño y en 2017 se comenzó con las obras, que terminaron en 2023. Así se han conseguido completar unas obras más económicas y rápidas, con un mejor resultado final gracias a un diseño innovador.