La Central hidroeléctrica
El Chocón está ubicada sobre el Río Limay, a una distancia de 80Km aguas arriba de su
confluencia con los ríos Neuquén y Negro. El Río Limay es quien marca el límite
entre las provincias de Neuquén y Río Negro.
El propósito de la obra fue la generación de energía eléctrica y la
regulación de crecientes del Río Limay. Ver Fig.1.
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| Fig. 1 – Ubicación geografica del embalse El Chocón (en las Provincias de Neuquén y Río Negro) |
Descripción general
Las
obras del Aprovechamiento de El Chocón se componen de una Central Hidroeléctrica, una
Presa de material granular y núcleo impermeable, un Vertedero con 4 compuertas radiales, una Obra de Tomas y Tuberías Forzadas.
La
energía eléctrica es producida por seis generadores
de 200 MW cada uno, accionados por las correspondientes turbinas hidráulicas de 204 MW, impulsadas a su vez por el agua
que llega a sus álabes mediante tuberías forzadas, con una capacidad máxima
total de evacuación de 2.400 m3/s. La generación media anual de proyecto es de
3.350 GWh.
La Presa (Fig.2 y Fig.3)
La
presa (o represa) es de materiales sueltos granulados, empotrada en las laderas
del río, con un núcleo impermeable de arcilla compactada, inclinado hacia aguas
abajo*, del tipo llamado “de tierra”. Mide 2.400 m de largo (en el
coronamiento) y 87m de altura máxima con respecto a la fundación y 71m con
respecto al lecho del río, en el tramo que está sobre el cauce del río, el que
abarca algo más de 900 m
de longitud. La mayor parte de la longitud restante queda en la margen
izquierda del río, donde la presa tiene una altura menor (no supera los 40m). El estribo derecho de la represa es el más alto y en él se
encuentra ubicado el vertedero. El núcleo, ubicado centralmente, está fundado
en la roca e inclinado hacia aguas abajo en la mayor parte de su altura.
También
la presa es considerada del tipo “de gravedad”, ya que se sustenta por su
propio peso.
Las presas de materiales sueltos son presas de gravedad en las que
materiales provistos por la naturaleza no sufren ningún proceso químico de
transformación, siendo tratados y colocados mediante procedimientos de
compactación propios de la mecánica de suelos. En su composición intervienen
piedras, gravas, arenas, limos y arcillas, siendo denominadas como “presas de
escollera” cuando más del 50 % del material está compuesto por piedra y “presas
de tierra” cuando el volúmen principal de la presa son materiales de
granulometrías más pequeñas (arcillosos, arenosos, o gravas de grano fino).
* Ver también la Fig.4
Al
lago, formado por la presa, se lo llamó Ezequiel
Ramos Mejía y tiene 816
Km ² de superficie y un volúmen de 20.200Hm³.
El volúmen de materiales que componen la presa es
de 13.000.000 m³.
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Fig.
2 – Complejo hidroeléctrico El Chocón. Vista panorámica desde la Provincia de Río Negro.
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En la Fig.3 se puede observar una
vista esquemática en planta de toda la represa El Chocón.
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Fig. 3 – Vista en planta de represa El Chocón
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Corte transversal de la
represa
En
la Fig.4 se
puede observar un corte transversal de la represa El Chocón en su parte más
alta. Los números con sub-índices en letras minúsculas, en las leyendas
ubicadas en la parte superior izquierda de la figura y en el interior de ella,
nos indican los nombres de las distintas partes que componen la estructuara
interna de la presa. Así, por ejemplo, el Nº1 nos está indicando cual es el
núcleo de arcilla impermeable.
También
nos muestra las cotas, con respecto al nivel del mar, de los niveles máximos y
mínimos del lago, esperados según proyecto
y el nivel de la fundación y de coronación también con respecto al nivel del
mar.
Si
restamos a la cota de coronación el valor de la cota de la fundación, indicadas
en la figura, tendremos:
386,00m
– 299,00 = 87 m,
que es el valor que habíamos especificado anteriormente para la altura de la
presa con respecto a la fundación.
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| Fig.4 – Corte transversal de
la represa El Chocón |
Obra de Toma y Tuberías
Forzadas
La
estructura de la Obra
de Toma fue construida en su mayor parte de hormigón armado in situ, aunque se
utilizaron premoldeados como vigas y losas del muro de protección aguas arriba
sobre el nivel 363.50 m
y en las losas de la parte superior de la estructura de toma.
Las
tuberías Forzadas incluyen seis tomas de agua que se comunican con las seis turbinas
mediante sendos túneles, cavados en la roca, revestidos con hormigón y acero.
Cada
una de las aberturas de toma está provista de rejas y compuertas tipo vagón con
rodadura de oruga, con la función de compuerta de emergencia. La operación de
dichas compuertas es automática cuando se presentan problemas mecánicos
urgentes en los turbogrupos.
Las
compuertas de emergencia se encuentran vinculadas a servomotores
oleohidráulicos comandados
con
un sistema de control, que permite una adecuada vigilancia de la tubería.
La
central hidroeléctrica es exterior a la represa, ubicada “a pie de presa”, de
tipo convencional, emplazada en la barranca izquierda del río.
En
la Fig.5 se
puede ver un corte transversal de obras de toma, represa y Central.
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Fig.5 – Corte transversal de obras de toma, represa y Central
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Composición de fuerzas en
una presa de gravedad
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Fig.6
– Suma vectorial de la fuerza de empuje del agua
sobre
la represa con el peso de la represa
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Si
llamamos E a la fuerza de empuje del
lago sobre la represa y P al peso de
la represa de gravedad y las sumamos, como se muestra en la Fig.6, si la relación entre
la magnitud de las fuerzas es adecuada (P>E), la resultante caerá sobre la
fundación de la represa y será absorbida por esta, por lo que se requieren
terrenos resistentes (rocosos a baja profundidad).
El vertedero
El
aliviadero (o vertedero) está en la margen derecha, construído de hormigón, con
compuertas radiales y una longitud total del canal de descarga de 500m. El
último tramo, el de mayor pendiente, antes de llegar al río (“rápida de
descarga”), finaliza en una platea de hormigón con dados disipadores de energía,
para evitar que la salida del agua impacte con violencia sobre el río al salir,
erosionando el lecho. La capacidad de descarga del vertedero (caudal máximo de
descarga) es de 8.000 m³/seg., a través de 4 compuertas radiales de 15.5 m de altura, 16.5 m de ancho y 80 t oneladas
de peso, accionadas por cadenas motoreductores sobre sistema de eje eléctrico. Ver
Fig. 7 y Fig.8.
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Fig.7
– Vista panorémica del vertedero en pleno funcionamiento desde aguas abajo de
la presa
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Fig.8 – Vista de las 4 compuertas del aliviadero, vistas desde el
canal de descarga
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La Central
El agua, proveniente de la obra de toma, llega a los álabes de
cada una de las 6 turbinas Francis de eje vertical, de 278.000CV (204,5 MW) de
potencia nominal, por medio de su
respectiva tubería forzada, entregandoles la energía cinética obtenida del
salto nominal de 58,4 m de altura. Cada una
de las 6 turbinas entrega su energía mecánica de rotación a cada uno de los 6
generadores eléctricos marca Siemens, de una potencia nominal de 200MW cada
uno, que generarán una tensión trifásica de 16KV de salida.
Las salidas de los generadores están conectadas en paralelo de a
pares. Cada par de generadores en paralelo se conecta a uno de los 3 bancos de
transformadores monofásicos existentes en la central. Cada banco de
transformadores monofásicos se compone de 3 transformadores monofásicos
conectados su primarios entre si y sus secundarios entre si, de modo que
constituyen un transformador trfásico con nucleos de hierro separados. La
entrada trifásica de 16KV de cada banco monofásico es elevada por este a 500KV
a su salida. La potencia aparente de cada banco es de 540MVA.
La central El Chocón entrega al SADI (Sistema Argentino de
Interconexión) 3 salidas trifásicas en 500KV c/u. Para el tendido de las líneas
de salida se usan 3 pórticos de hormigón armado, como se puede ver en la Fig.9, donde vemos a la central desde
aguas arriba y la salida de una línea trifásica en 500KV desde cada pórtico
(tres en total), correspondientes a la salida de cada uno de los tres bancos de
tres transformadores monofásicos cada uno.
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Fig.9
– Vista exterior de la central eléctrica El Chocón, donde se pueden observar
los 3 pórticos usados para el tendido de las tres líneas de salida trifásicas
de 500Kvhacia los postes del SADI.
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En la Fig.10 se pueden apreciar
las especificaciones técnicas de la central eléctrica de El Chocón.
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| Fig.10 – Especificaciones Técnicas
de la Central Hidroeléctrica
El Chocón |
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Resumen de Datos de la Central y detalles
adicionales
Central hidroeléctrica
Ubicada en la margen izquierda del río inmediatamente aguas
debajo de la Presa,
cuenta con seis grupos - generadores de una potencia Total de 1.200 MW. Las
turbinas son tipo Francis de eje vertical.
Dispone de 3 bancos de transformadores monofásicos de 540 MVA
cada uno que elevan la tensión de generación de 16 KV a 500 KV, siendo
ésta la tensión del Sistema de Transmisión de Energía.
El edificio de la
Central está cimentado sobre arenisca y las fundaciones son
de hormigón armado incluyendo la de las
turbinas, túneles de entrada y tubos de aspiración.
El espaciamiento de los turbogrupos es de 28 m, siendo la longitud de la
superestructura de 225 m.
El ancho interno de la sala de máquinas entre las caras interiores de los
pórticos es de 24.50 m.
En el extremo norte y sur se dispone de dos amplias playas
destinadas a la descarga, montaje y mantenimiento de equipos dentro de la zona
de operación de los puentes grúas de la central.
La Central tiene siete
juntas que separan los bloques de las máquinas y las áreas de montajes
extremas.
Aguas arriba de la sala máquinas y a la intemperie se ubican los
tres Bancos Monofásicos de Transformadores Principales y los pórticos de salida
de las líneas de transmisión de 500 KV que vinculan la central con el Sistema
Argentino de Interconexión (SADI).
Aguas debajo de la sala de máquinas se sitúan la galería de
refrigeración de máquinas, tableros de 13,2 KV y 0,380 KV y en un nivel
superior la Sala
de Supervisión con el equipamiento necesario para la operación de las unidades
generadoras de la Central
El Chocón y el telecomando de las unidades generadoras de la Central Arroyito.
Turbinas
La central Hidráulica está equipada con seis turbinas de 278.000
CV de potencia nominal, cada una, con un salto nominal de 58,4 m
El agua proveniente de la obra de toma a través de la
tubería forzada, ingresa a la cámara espiral de cada máquina.
Las turbinas son del tipo Francis de eje vertical,
giran a 88.3 rpm en sentido horario y cuentan con dos
cojinetes: uno superior de empuje y guía ubicado
debajo del generador y otro de guía inferior próximo al
rodete.
El tubo de aspiración que completa el circuito hidráulico de la
turbina, posee blindajes en zona inferior próxima al rodete para protección
contra erosión.
Los generadores acoplados a las turbinas son del tipo polos
salientes, generan en 16 KV y esta tensión es elevada a 500 KV en los
transformadores principales
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Fig.
11 – Vista del Chocón desde la
Prov. de Neuquén
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Fig.12
– Obra de toma, Central, y Póticos de salida de 3 líneas trifásicas
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Fig.13
– Salidas de los bancos de transformadores monofásicos hacia los pórticos
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