Visita a Central Hidroeléctrica Fluyente: El Salto del Olvido

El día miércoles 14 de diciembre, realizamos la visita a la central hidroeléctrica El Salto del Olvido, en el término municipal de San Ildefonso, en la provincia de Segovia, sobre el río Eresma, pero que también aprovecha las aguas del arroyo Bercial. Esta central fue construida en 1987 y fue puesta en marcha cerca del año 1992, aprovechando los canales abandonados anteriormente cerca de los años 30. Ahora, mediante la concesión otorgada en 1986 ha venido aprovechando estas aguas para producir electricidad.

Para el recorrido nos acompañó nuestro profesor Jesús Monforte, quien nos fue explicando una a una las diferentes características de las distintos partes de los sistemas. Realmente fue una experiencia muy enriquecedora poder contar un conocimiento tan vasto en el tema como el de don Jesús. A continuación los detalles de la central y la visita.

Características de la Central

La concesión de 1986 aprobó  el aprovechamiento de 2,5m³/s del río Eresma y 0,3m3/s del arroyo Bercial. El salto bruto de esta central es cercano a los 52 m, y por tanto, haciendo un primer cálculo sencillo tendríamos que la potencia de la central es de P=8*52*2.8=1165 W. El cuál es un valor realmente cercano a la verdadera potencia nominal de la planta.

El canal desde el azud (el cual fue reconstruido) hasta la cámara de carga tiene una longitud de 1000m y fue aprovechado de las instalaciones abandonadas anteriores. Además, las aportaciones del arroyo Bercial se agregan al canal mediante una tubería. Luego, de la cámara de carga parte la tubería forzada por 190m de longitud y 1100mm, haciendo su camino por sobre la superficie y anclada en un codo descendente, hasta la casa de máquinas.

En la casa de máquinas se encuentran los equipos eléctricos, mecánicos y de control que juntos permiten operar el recurso hídrico efectivamente para producir electricidad. Básicamente estos se componen de dos grupos idénticos de turbina Francis en eje horizontal, con un generador asíncrono de 690 W, operados mediante equipos de control automático y con un transformador para poder integrar la energía a la red.

Cámara de Carga, Rejilla de Limpieza y Compuerta de la Tubería

En el punto de la cámara de carga fue muy interesante comprender el funcionamiento de la rejilla de limpieza, la relación entre los álabes del distribuidor y el nivel de la cámara, así como la utilidad de la compuerta de la tubería. Al estar justo al lado de la rejilla de limpieza pudimos apreciar su funcionamiento, el cual normalmente se acciona mediante sensores diferenciales de nivel que captan una diferencia en el nivel de la cámara de carga cercana a la rejilla respecto a otra zona, detectando así algún tipo de obstrucción. Esto acciona la maniobra de limpieza, que, mediante un tipo de “peine” limpieza la rejilla y deposita los desechos en un canal por encima de la toma de agua, y que inmediatamente se limpia con agua de forma automática. Llama la atención que estos desechos, junto con el agua sean eliminados al terreno adyacente y no exista ningún mecanismo para disponer de estos desechos adecuadamente.

Otro aspecto de suma relevancia fue el entender la relación directa entre el nivel de la cámara de carga con la apertura de los álabes de la turbina Francis. Se nos explicó cómo al subir el nivel en la cámara de carga, los sensores envían las señales a los PLC de control, los cuales comandan la apertura de los álabes de la turbina para aprovechar más agua y al mismo tiempo regular la cantidad de agua en la cámara de carga.

Por otra parte, conocimos la compuerta de la tubería forzada cuya función es aislar totalmente la tubería del agua en la cámara de carga para efectos de trabajos de mantenimiento en la tubería forzada. Esta compuerta tiene un control manual al pie de la misma. Es importante resaltar que en otros casos estas compuertas son gobernadas por el PLC.  Además, al lado de la compuerta existe un airador, el cual es un pequeño tubo con una rejilla que permite la entrada de aire en la tubería en el momento de cerrar la compuerta y sacar el agua de toda la tubería, con lo que se evita un colapso de la tubería forzada por efecto del vacío creado en su interior.

Seguido de esto, otro aspecto importante que pudimos apreciar fue el anclaje, mediante cimentación en uno de los codos de la tubería forzada. Este anclaje tiene por objetivo evitar la destrucción de la tubería forzada debido al golpe de ariete ocurrido al cerrar válvulas cerca de las turbinas.

Edificio de la Central

El edificio de la central es una pequeña infraestructura donde se alojan los equipos electromecánicos y los equipos auxiliares. Esta casa de máquinas posee un techo con bastante altura ya que de esa forma la grúa instalada puede operar con espacio en caso de alguna avería.

Los 2 grupos electromecánicos se componen cada uno de una turbina Francis con eje horizontal de 622 kW de potencia hidráulica máxima, acoplado a un generador asíncrono de 690 KVA y 500 V de tensión. Es decir la potencia nominal de la central es de 1,380 MW. Estos grupos tienen una producción media anual estimada de 3000 MWh. Luego estos equipos se conectan a un transformador de 1600 KVA de potencia el cual convierte de 500 V a 15-20 KV para conectar con las líneas de Unión Fenosa.

Pudimos apreciar un rodete similar al instalado, de una turbina Francis, el cual es de acero inoxidable y funciona con agua entrando de forma radial para hacerlo girar y luego expulsando el agua en forma axial.

Así mismo el funcionamiento de válvula mariposa se pudo observar, la cual en el momento de abrir, se apreció cómo el mecanismo “bypass” primeramente iguala las presiones a ambos lados de la válvula y luego empieza a abrir para comenzar el giro de la turbina.

El volante de inercia también es un elemento fundamental para el el grupo turbina-generador. Éste permite dar estabilidad al giro del eje y también cuando se va la corriente de la red permite hacer un contrapeso para retardar un posible embalamiento del grupo, lo que da tiempo a que actúen los sistemas de control para frenar automáticamente el giro.

Existe un sistema de emergencia para poder frenar la máquina en caso en no haya electricidad el cuál es un sistema hidráulico, que almacena energía en un acumulador de hidrógeno comprimido, con suficiente capacidad para cerrar el distribuidor de la turbina y cerrar la válvula mariposa, todo gobernado por el PLC.

Otros Sistemas

Existe en el edificio de la central un grupo de condensadores que permite hacer compensación de reactiva por la potencia inductiva que demandan los generadores asíncronos para su funcionamiento. Con estos condensadores se compensa con potencia capacitiva y así se trata de llevar el factor de potencia lo más cercano a la unidad.

Junto a los condensadores se encuentran los gabinetes de control. Estos están compuestos por tarjetas de entradas y salidas, a las cuales se les conecta todos los diferentes sensores y actuadores de la central para poder ser comandadas por los PLCs. Estos gabinetes presentan pantallas y botones para la visualización de datos o el accionamiento de las distintas secuencias. Es importante destacar que en caso de emergencia este sistema cuenta con unas baterías de respaldo.

Adyacente a los gabinetes de control, se encuentra el gabinete de protecciones de potencia. Las protecciones ahí dispuestas pretenden proteger los equipos y el sistema ante diversos tipos de fallas eléctricas.

Por último, se logró apreciar la una secuencia de arranque y conexión a red completa donde luego de abrir la válvula mariposa y empezar a abrir los álabes del distribuidor, el grupo se hizo girar empezando a generar un voltaje en bornes, que luego fue elevado por medio del transformador hasta los 15 kV de la red y en el momento que se llegó a la velocidad necesaria para acoplarse a la red, mecanismo automático realizó el enganche. Fue muy interesante observar cómo empieza trabajando sólo un grupo y automáticamente se inicia el otro grupo sólo si se percibe el suficiente nivel de agua en la cámara de carga cómo para hacer trabajar a ambos grupos.

Esta es una central que a pesar de sus años y de contar con tecnologías un poco antiguas sigue operando de forma efectiva y es un gran ejemplo de una mini-central hidráulica. Mejores sistemas de control, sistemas de respaldo de energía más modernos, o configuraciones más complicadas no son necesarias, pues la podrían convertir en inviable, dada su pequeña potencia instalada.

Comentarios desactivados en Visita a Central Hidroeléctrica Fluyente: El Salto del Olvido / 20 Dic 2011 por Ricardo Garro Ruiz
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