Así produce energía Hidroituango #EnergíaParaColombia
marzo 5, 2023
Características del proyecto
El proyecto comprende, obras para la desviación temporal de río Cauca, la presa; el vertedero para evacuación de crecientes, del tipo canal abierto controlado por 4 compuertas, la caverna principal de la casa de máquinas, donde se alojan ocho unidades, conformadas por turbinas tipo Francis; generadores sincrónicos de eje vertical; equipos auxiliares electromecánicos y de control; sala de control; sala de montaje, y edificios de oficinas, la caverna de transformadores que aloja bancos de tres transformadores monofásicos por grupo (total de 25 transformadores), dos cavernas de almenaras una para cada cuatro unidades que mediante sendos túneles de descarga retornan el agua al río Cauca, unos 1 400 m aguas abajo de las captaciones. Además en el exterior se tiene la subestación principal, de tipo encapsulada a 500 kV., a la cual llegan los cables de potencia aislados a 500 kV mediante un pozo inclinado.
Completan el proyecto otras obras asociadas como obras de infraestructura, vías de acceso, campamentos, etc
Generalidades
El río en sitio de presa
- Cuenca de drenaje aferente al proyecto: 36.820 km2
- Caudal medio: 1.100 m³/seg.
Geología
Las obras se localizan entre dos cordilleras (central y occidental) con diferente evolución geológica y estructural. Roca dominante: Neises cuarzo feldespáticos de textura esquistosa: competente para fundación presa.
Geomorfología
Cañón estrecho en V, Pendientes empinadas, embalse alargado y estrecho
Hidrología
Extensa hoya, buen régimen de lluvias, excelente relación energía firme y promedia
El río en sitio de Presa
•Cuenca de drenaje aferente al proyecto: 36.820 km2 •Caudal medio: 1.100 m³/seg.
Geomorfología
Cañón estrecho en V, Pendientes empinadas, embalse alargado y estrecho
Geología
Geología: las obras se localizan entre dos cordilleras (central y occidental) con diferente evolución geológica y estructural. Roca dominante: Neises cuarzo feldespáticos de textura esquistosa: competente para fundación presa.
Hidrología
Extensa hoya, buen régimen de lluvias, excelente relación energía firme y promedia
Vías del proyecto
Vías Principales
- El Valle – Presa, margen derecha del río Cauca
- Variante vial para rodear el municipio de San Andrés de Cuerquia.
- Rectificación de la vía San Andrés de Cuerquia – El Valle (municipio de Toledo)
- Variante El Valle
- Túnel de Chirí
- Vía Puerto Valdivia – sitio de Presa
Vías industriales
Margen derecha para los túneles de desviación y depósitos, y hacia la descarga que comienza en la margen izquierda y termina en la margen derecha.
Vías Secundarias
Son las vías necesarias en el proceso de construcción de las obras principales y en la etapa de operación de la Hidroeléctrica. Corresponde a las vías de acceso a casa de máquinas, a la subestación de 500 kV y a los campamentos en donde se alojará el personal vinculado a la construcción del proyecto.
El diseño definitivo contempla un total de 35,45 km de vías autorizadas en la Licencia Ambiental y las obras adicionales requeridas para la construcción y operación del proyecto hidroeléctrico Ituango. Las vías autorizadas en la Licencia Ambiental, para las cuales se han efectuado los diseños, son:
- Vía sustitutiva El Valle – Zona Presa (13 km)
- Vía sustitutiva Ituango – Zona Presa (9,2 km)
- Carretera al túnel de acceso a la Casa de Máquinas (2,9 km)
- Carretera a la subestación (1,1 km)
- Carretera de acceso a portales de aguas arriba de los túneles de desviación (0,9 km)
- Carretera de acceso a portales de aguas abajo de los túneles de desviación (4,2 km)
- Carretera de acceso a los portales de aguas abajo de los túneles de descarga (0,3 km)
- Vías internas de los campamentos (1,5 km)
- Vía industrial aguas abajo del sitio de presa (2,92 km)
- Vía industrial aguas arriba del sitio de presa (1,15 km)
Obras superficiales
Presa
El tipo de presa es el de enrocado con núcleo de tierra (Earth Core Rockfill Dam – ECRD), la altura es de 225m medidos a partir del lecho del río (cota 210 msnm) más alta que el edificio Coltejer, con corona de 18 m de ancho y de aproximadamente 550 m de longitud, a la cota 435 msnm.
Vertedero
El vertedero tipo canal abierto, es una estructura hidráulica para el paso libre o controlado del agua por cuatro compuertas radiales, con capacidad para evacuar un caudal de 22.600 m³/s. El vertedero descarga en un pozo de disipación pre excavado.
Obras de conducción
Estructuras de captación
El sistema consiste en ocho estructuras sumergidas de aducción frontal, cada una de las cuales empalma con una conducción. Las estructuras están divididas en dos grupos de a cuatro, correspondientes a las estructuras 1 a 4 y 5 a 8.
Conducciones
Las 8 conducciones, una por unidad generadora, tienen dirección oeste – este y cada una comprende un túnel de conducción superior, un pozo de presión vertical y un túnel de conducción inferior horizontal. Como las captaciones, las conducciones se disponen en dos grupos, las número 1 a 4 localizadas al norte, y las número 5 a 8 al sur.
Galería, plazoleta y pozos de compuertas
El sistema de cierre de cada conducción se efectúa mediante una compuerta que se opera en un pozo mediante la ayuda de su correspondiente servomotor, localizado en un piso superior de operación; son ocho pozos de compuertas, uno por cada conducción.
Obra subterráneas
Casa de máquinas, caverna de transformadores y obras anexas
Caverna principal
El dimensionamiento de la casa de máquinas se encuentra asociado directamente al tamaño y características de las unidades generadoras asociadas, La caverna principal tiene 240 m de longitud total, 23 m de ancho y 49 m de altura.
Está ubicada en el macizo rocoso de la margen derecha, allí se alojan 8 unidades de 300 MW de potencia nominal cada una, con turbinas tipo Francis.
La caverna principal comprende:
- Sala de montaje: ubicada en el centro a la llegada del túnel de acceso y, a cada lado se localizan cuatro unidades
- Zona de unidades generadoras: localizadas a ambos lados de la sala de montaje, cada una corresponde a 4 unidades.
- Zonas de oficinas y equipos auxiliares: en los extremos norte y sur de la casa de máquinas, y en forma simétrica, se desarrollan los edificios provistos de ascensor y escaleras.
- Caverna de Transformadores: situada 30 m aguas arriba de la caverna principal y tiene dos pisos en los cuales se localizan 25 transformadores, 3 para cada unidad de generación, más uno de reemplazo. Los transformadores serán instalados en la respectiva caverna, en celdas independientes separadas por muros cortafuegos y con paneles de cierre.
- Galerías de Barras, que comunican los recintos de los generadores con la caverna de transformadores.
- Galería de acceso y sala de control: es una prolongación del túnel de acceso a casa de máquinas y comunica las cavernas de transformadores y de casa de máquinas.
- Sistema de aireación y evacuación de las cavernas: el portal de este túnel se localiza en una plazoleta junto al talud de aguas abajo de la presa, en la cota 287 msnm, con acceso desde la corona de la presa por la vía construida sobre dicho talud.
- Túnel y pozo de cables: los cables de potencia salen de la caverna de transformadores a través de un túnel horizontal y un pozo inclinado, 47° con la horizontal, hasta la plazoleta excavada en la superficie, donde se encuentra la subestación encapsulada a 500 kV.
- Túnel de acceso a la casa de máquinas y túneles de construcción: El túnel de acceso a la casa de máquinas se utiliza, durante la construcción, para el retiro de la roca proveniente de las excavaciones y el ingreso de los materiales para construcción de las diversas estructuras; durante la etapa de montajes, para la entrada de los blindajes y equipos de la central, en la etapa de funcionamiento hace parte del sistema de aireación de la central y permite la movilización del personal que tiene a su cargo la operación de la central.
- Túneles de aspiración: Son ocho túneles de aspiración y cada uno se extiende desde conos superior e inferior de la turbina hasta la pared de aguas arriba de las almenaras.
- Almenaras 1 y 2: Las almenaras son dos cavernas, localizadas aguas abajo de la caverna de máquinas, su ancho es de 10,0 m, la longitud de cada una de 100,0 m y la altura de 50 m. Las cavernas de casa de máquinas y la de almenaras; son paralelos y dispuestos en dos grupos: los túneles 1 al 4 llegan a la almenara 1 y los 5 al 8 llegan a la almenara 2.
- Las almenaras son pozos de aquietamiento, donde el agua pierde toda energía, permitiendo el retorno del agua al rio Cauca.
- Túneles de descarga: Los túneles de descarga conducen a baja presión, desde las almenaras hasta el río Cauca, los caudales que entregan las unidades generadoras en las almenaras a través de los túneles de aspiración. Los túneles 1 y 2, así como los túneles 3 y 4 se inician en la pared de aguas abajo de la respectiva almenara 1 y 2, y sus portales de salida empalman con la correspondiente estructura y canal de salida al río Cauca.
Equipos
Equipos mecánicos
El proyecto hidroeléctrico Ituango estará provisto con ocho turbinas hidráulicas tipo Francis, de eje vertical.
Equipos hidromecánicos
Los principales equipos hidromecánicos requeridos por el proyecto son las compuertas para túneles de desviación, para descargas de fondo, para la captación, compuertas radiales para el vertedero y rejas coladeras para la captación.
Equipos eléctricos
El Proyecto constará de ocho unidades, configuradas en un esquema que posiblemente se desarrollará en dos etapas, cada una de cuatro unidades.
Subestación de 500 Kv
De acuerdo con lo establecido por la Comisión Reguladora de Energía y Gas (CREG) y para obtener máxima confiabilidad, seguridad, flexibilidad, facilidades de mantenimiento y expansión, y teniendo en cuenta la cantidad de circuitos de generación y de salida, la subestación consta de siete diámetros para la conexión de las ocho unidades y cinco salidas de línea hacia el exterior.
Obras de desviación y captación
Desviación
DISEÑO ORIGINAL: En el diseño conceptual y en la fase de diseño detallado se concibió la ingeniería para la construcción del sistema de desviación del río Cauca, el cual está conformado por dos túneles, preataguías, contraataguía y ataguía, compuertas para la desviación y descarga de fondo ubicada en el túnel de desviación izquierdo.
Los túneles principales con longitudes de 1.040 m el izquierdo y 972 m el derecho tienen una sección hidráulica de 14 m por 14 m de altura, paredes verticales y bóveda semicircular. La entrada a cada uno de los túneles está conformada por dos ramales o túneles cortos con longitudes que varían entre 79 m y 175 m. En cada ramal de entrada se ubican vanos de 7 m de ancho por 14 m de alto que serán cerrados mediante compuertas planas de ruedas de 7,6 m de ancho por 14,4 m de altura, las cuales servirán como dispositivos de control mecánico durante la desviación.
Tercer túnel de desvío denominado Galería Auxiliar de Desviación (GAD): La desviación inicial del rio Cauca, realizada en febrero 17 de 2014, fue implementada sin compuertas de cierre, esto implicó la imposibilidad de construir la descarga de fondo necesaria para garantizar el caudal ecológico durante el llenado del embalse. Como consecuencia, también por decisión de EPM, se ordenó el diseño y construcción de un tercer túnel de desvío denominado Galería Auxiliar de Desviación (GAD), complementado con todas las obras requeridas para el nuevo Sistema Auxiliar de Desviación (SAD), tales como: (i) obras subterráneas: ventana de aceleración, galerías de acceso, galerías de construcción, cámara de compuertas de la desviación, cámara de compuertas de la descarga de fondo, ampliación del túnel de descarga No. 4 y la estructura de salida para habilitarlo para la desviación y (ii) obras exteriores: portales de entrada y salida de la desviación, canal de alivio, tratamiento de taludes , vías industriales de acceso, canal de derivación de la quebrada Sucre y cunetas.
Obras de captación
- Dos bloques de estructuras sumergidas, separadas e idénticas, cada
- uno con 4 bocatomas independientes.
- Ocho pozos de compuertas, uno por conducción.
- Ancho de c/bloque: 92 m.
- Altura de c/bloque: 20 m.
- Dotación de rejas y coladeras fijas.
