RESUMEN La visita de las instalaciones represa de Gallito Ciego y su mini central hidroeléctrica fue muy gratificante para nosotros ya que pudimos conocer las diferentes instalaciones de la empr empres esa. a. Y cono conoce cerr esta esta gran gran obra obra de inge ingeni nier ería ía dond donde e apre apreci ciam amos os la gigantesca represa con la que cuentan pudiendo apreciar desde su base, su corona, aliviaderos, aliviaderos, caída(si! de esta, así como su mini central con la que esta represa brinda energía eléctrica a la comunidad aleda"a. #n esta central pudimos conocer las entradas de agua la regulaci$n de estas, así como una turbina %ichael &ani gracias a la cual transfiere energía cinética por una rueda rueda volan volante te al genera generador dor 'iemen 'iemenss el cual cual trasmi trasmite te la energ energía ía gener generad ada a a un transformador para su respectiva distribuci$n. ambién apreciamos el cuarto de mando el cual cuenta con v)lvulas &unger y v)lvulas mariposas que regulan el caudal del t*nel de descarga #sta visita fue de gran provecho para nuestra formaci$n profesional y nos sirvi$ de motivaci$n para ver lo capas que puede llegar a ser la ingeniería.
1. GENERALIDADES 1.1.
Introducción
#l reservorio Gallito Ciego, canales principales, redes de riego y drena+e permitieron en su primera etapa, la optimiaci$n del riego de m)s de -/// ha y la incorporaci$n de otras 0/// ha, en el departamento de La Libertad. 1sí mismo se encuentra operando la %ini central Gallito Ciego de 22/ 34 y la Central 5idroeléctrica Gallito Ciego de -6 %4 #ste ha permitido incrementar la disponibilidad del recurso hídrico, reduciendo hasta en un 0 7 los escurrimientos hacia el mar, permitiendo el almacenamiento de los e8cedentes de agua. #s la tercera represa m)s grande del país, después de las de 9oechos y Lagunillas.
1.2.
Antecedentes
9or :ecreto 'upremo ;o 62/<00<1G del 2= de octubre de >?00, se crea el 9royecto 5idro energético @equetepeque < Aa"a con la finalidad de almacenar y regular las aguas del Bio @equetepeque para riego y generaci$n de energía eléctrica hasta la fecha se han e+ecutado las siguientes obras hidr)ulicasD presa Gallito Ciego con un volumen total de 0> millones de metros c*bicos, &ocatoma alambo < Aa"a con capacidad de captaci$n de 0/ m-Es y otras Fbras de nfraestructura de Biego %enor. Las Fbras de Generaci$n de #nergía #léctrica son las siguientesD %ini central Gallito Ciego de 22/ 34 y la Central 5idroeléctrica Gallito Ciego de -6 %4 .
1.3.
Ubicación
Hbicada en la localidad de embladera, distrito de Yon)n, provincia de Contuma), departamento de Ca+amarca, en la ona norte del 9er*,
apro8imadamente a 0I >-J latitud 'ur y 0?I >/J longitud Feste. La 9resa est) ubicada en una garganta del valle al nivel -/K.// m.s.n.m
2. INFORMACION O!"ENIDA 2.1.
DESCRI#CI$N DE LA #RESA % E&UI#OS
2.1.1. DESCRI#CION DE LA RE#RESA 2.1.1.1.
Datos de' E(ba'se
La presa se localia sobre el curso inferior del río @equetepeque, en un estrechamiento del valle con laderas inclinadas, forma un vaso de apro8imadamente >2 m de largo y de > a 2 m de ancho, cubriendo un )rea de apro8. >6 m2 y su volumen *til de 6//.6 millones de metros c*bicos, constituyéndose como el segundo de mayor capacidad en el 9er*. 9B;C91L#' :1F' :# #%&1L'# :#L 1F 2/>-D
;ivel mínimo de captaci$nD --=./ m.s.n.m. ;ivel mínimo de e8plotaci$nD -=>./ m.s.n.m. ;ivel m)8imo de embalse *tilD 6/6./ m.s.n.m. ;ivel m)8imo en crecidasD 6>/.- m.s.n.m. Molumen %uerto por sedimentaci$nN.N.. >/6.= %.%.C. Molumen de embalse *tilNNNNNN.N -==.= %.%.C. Molumen de retenci$n de crecidas.................?-.> %.%.C.
2.1.1.2.
Datos de 'a #resa
La presa Gallito Ciego es de tierra onificada, de secci$n apro8imadamente simétrica, con una altura m)8ima de >/,66 m y con un n*cleo central de impermeabiliaci$n de concreto armado. 'us dimensiones generales sonD un ancho de >/ m con una longitud de 0?0 m en la corona y 20 m de ancho con una longitud de 6/ m en la base. Los taludes e8teriores de la presa est)n protegidos por un enrocado (Orip rapP! para contrarrestar la acci$n erosiva del olea+e aguas arriba y otros agentes atmosféricos aguas aba+o. #l reservorio est) dise"ado de la tal manera que se pueda regular el cauce del agua desde > m -Es a >K/ m-Es cuando el cauce pasa los >K/ m-Es, el e8cedente pasa por un aliviadero el cual permite desaforar los e8cesos hasta de >=/ m-Es . 9ara la construcci$n se necesit$ >2 millones de m- de tierra y arcilla y apro8imadamente 2. millones de mde roca. < ;ivel de la coronaci$n D 6>-.// m.s.n.m. < Molumen total D >-J0K,>6- m-.
2.1.1.3.
Siste(a de "uber)as * conductos en 'a re+resa
2.1.1.3.1. Estructura de Entrada Captaciones de servicio y de fondo, con sus correspondientes dispositivos de cierre, ésta posibilita la captaci$n del agua embalsada para su posterior entrega al *nel de :escarga. 2.1.1.3.1.1. Ca+tación de Ser,icio #l agua del reservorio ingresa por una ventana rectangular de 6.22 m 8 .K- m y, mediante una secci$n de transici$n a un pique vertical de -./ m de di)metro y > m de longitud. #l pique vertical se conecta con el t*nel de descarga a través de una tubería curva a ?/Q y un embudo de empalme de -.// m a 0./ m de di)metro. 2.1.1.3.1.2. Ca+tación de Fondo La estructura de ingreso est) ubicada en la cota ->./ m.s.n.m., y consiste en una ventana cuadrada de >.2/ m 8 >.2/ m, que mediante una secci$n de transici$n se conecta a una tubería de >.2/ m de di)metro y 62 m de longitud que desemboca en el lado derecho del t*nel de descarga. 2.1.1.3.1.3. "-ne' de Descara #l *nel de :escarga conecta la #structura de #ntrada con la #structura erminal o de salida, tiene una longitud total de apro8imadamente 0// m y un di)metro promedio de 0./ m.
ona se conecta directamente con el pique vertical mediante una tubería curva a ?/I y un embudo de empalme de -.// m a 0./ m de di)metro. #n esta ona desemboca también la tubería de la Captaci$n de Rondo. La ona de salida con su blinda+e de acero incluye el tramo de la desviaci$n esférica, desde donde parte hacia el lado iquierdo el t*nel de aducci$n a la Central 5idroeléctrica SGallito CiegoS éste t*nel es blindado de -./ m de di)metro y .// m de longitud
2.1.1.3.2.
Estructuras de Sa'ida
2.1.1.3.2.1. "-ne' de aducción #l ilometra+e del *nel de 1ducci$n se inicia en el m /T=K2./ del e+e del t*nel de descarga, es una parte de la cone8i$n o e8tensi$n posterior para la central hidroeléctrica. 2.1.1.3.2.2. #uerta de #resión * "abi/ue de C0o/ue :espués de la ona de salida del *nel de :escarga y se conecta con este mediante una 9uerta de 9resi$n y un abique de Choque. #n esta estructura est)n instalados dos ductos o ramales a presi$n que salen del abique de Choque y en cada ramal est) ubicado una v)lvula de servicio y una v)lvula de emergencia permitiéndose una descarga nominal de hasta 0/ m-Es por cada ramal. Las v)lvulas de labores son de tipo S5oUell < &unggerS de 2m de di)metro mientras que las v)lvulas de cierre de emergencia son del tipo S%ariposaS. 2.1.1.3.2.3. E' A'i,iadero De Crecidas 9ermite evacuar los caudales de avenidas del Bío @equetepeque. #l rebalse del agua se empiea a dar cuando el
agua llega a la cota 6/6.// (m.s.n.m.! umbral al inicio del vertedero es de en un nivel m)8imo de capacidad de embalse.
2.1.1.3.2.. R+ida Hna ve que el caudal abandona el vertedero, cae en forma libre desde - metros de desnivel, luego el agua sigue su curso por la r)pida de concreto de >0? m, en el salto 'i encontramos >6 dados disipadores de >/ m, de longitud y 2./ m, de ancho, los que permiten reducir la fuera o presi$n de la caiga del agua
2.1.1.3.2.. #o4a Disi+adora 9ermite disipar la energía cinética del chorro de agua proveniente de las M)lvulas 5oUel &unger o del Chorro proveniente del 1liviadero de Crecidas. La poa tiene una longitud de 0K metros y apro8. ./ m de profundidad.
2.1.1.3.2.5. Cana' de Descara Cumpliendo con la funci$n de conducir las descargas desde la 9oa :isipadora hasta el lecho original del río.
2.1.1..
Accesorios de 'a re+resa
2.1.1..1. 6',u'as Mari+osa #st)n en los ramales que salen de los tabiques estas est)n antes de las v)lvulas &ungger y son de cierre de emergencia. (magen Beferencial!
2.1.1..2. 6',u'as 7o8e' !uner 'on v)lvulas de labor de 2m de di)metro, permiten la salida de las aguas en forma de abanico, a lo que se conoce como O#l Melo de la ;oviaP. La descarga m)8ima es de 0/ m-Eseg. por cada v)lvula.
2.1.2. Descri+ción de 'as Centra'es 7idroe'9ctrica 2.1.2.1. Descri+ción de 'a Centra' 7idroe'9ctrica Con capacidad de generaci$n de energía de -6 %4. 1ctualmente la Compa"ía C15H1 '.1., es la concesionaria de la Central 5idroeléctrica, la que proporciona energía al 'istema nterconectado del 9aís. ienen una potencia instalada de -0.6 %4 y potencia efectiva de -K.>6 %4
Caracter)sticas t9cnicas 'alto neto K- (m! Caudal de dise"o 6/ (mVEs! 9otencia de dise"o -K (%4! Bepresa Gallito Ciego Molumen embalse // (miles mV! Grupos #lectr$genos 2 2.1.2.1.1.
E'e(entos de 'a Centra' 7idroe'9ctricas
2.1.2.1.1.1.
"urbinas
'on turbinas tipo Rrancis de la marca 5idro Mevey serie 222- de 6// rpm y de potencia nominal >0 %4 con un caudal de dise"o de 2/m-Es
2.1.2.1.1.2.
Generadores
%arca ipoE%odelo Bevoluciones 9ot. 1parente 9ot. ;ominal 9ot. #fectiva Corriente de 'alida Ractor 9otencia Rrecuencia 9eso
2.1.2.1.1.3.
"ras:or(adores
%arca ipoE%odelo ension 9rimaria (3M! ension 'ecundaria (3M! 9ot. ;ominal Rrecuencia (5A! 9eso
2.1.2.2.
Sie(ens :5<=/-<-4R/?A 6// (rpm! 2222 %M1 >K.0 %4 >?./0%4 >.> 1 /.K =/ 66//g
Sie(ens LH;066K >/. =/ 2 /// =/ ---?/ g
Descri+ción de 'a Mini centra' 7idroe'9ctrica
La %ini central Gallito Ciego tiene una potencia de 22/ 34, esta no se conecta a la red nacional ya que es para el abastecimiento local. iene una tubería de presi$n de K// mm de di)metro, v)lvula mariposa, bridas, +unta de dilataci$n, reducci$n c$nica de K// a =// mm., volante de impulsi$n, turbina de doble paso, sistema regulador de velocidades de turbina, generador síncrono trif)sico para 20 3M1 con tablero de distribuci$n, transformador trif)sico (20 3M1 W -> 3M1!, tableros de control y de distribuci$n y sistema de puesta a tierra.
3. ANALISIS CON LOS DATOS OBTENIDOS 3.1.
Análisis de la represa
3.1.1. Representar gráfcamente las ctas de ni!el de l"#$id m"nimas % má&imas as" cm las dimensines de la represa
3.1.'. Calc$lar las ($er)as del *$id #$e act+an s,re la represa. OBSER-ACIONES /O 0I2TESIS. Fluido permanente Medio continuo Considerar presiones manométricas P=cte en cada sección
3
ρ agua =998.29 kg / m
ρ concreto=2400 kg / m
g= 9.81 m / s
3
2
Longitud de la presa ( L ) :790 m
Alturadel agua : 68 m
DATOS •
L=750 m 68
•
hC =
•
x C =
•
y C =
•
A = 2 × yC × L =
2
=34 m
790 2
=395 m
hC sen 26 °
=77.56 m 68
× 790 =122544.56 m sen 26 °
2
3
L ( 2 × y C )
•
•
( I xx )C =
12
=233281807.1 m
4
( I xy )C =0
Se calcula la resultante de las fuerzas de presión en la represa que es igual a. F P= ρ agua g hC A
F P= 998.29 × 9.81 × 34 × 122544.56 10
F P= 4.080362 × 10 N
Luego las componentes vertical y orizontal de la fuerza de!ido al agua en la represa son" F V = F P cos26 °
F H = F P sen 26 ° 10
10
F V =3.6674 × 10 N
F H =1.7887 × 10 N
Ahora calculamos el punto de aplicación de estas fuerzas debido a la presión:
y P =
y P =
( I xx )C y C A
h P= 44.76
+ y C
233281807.1 77.56 × 122544.56
+77.56 x P=
y P =102.104 m h P= y P ×sen 26 °
( I xy )C y C A
x P= 375 m
+ x C
3.1.3. Calc$lar % anali)ar la cndicin de n !lte derr$m,e de la represa de,id a las ($er)as del *$id Dats 105
o
A 1= A 3=105 ×
o
A 2=105 × 10 =1050 m
tan 26 °
=105 × 213.39 =22604.59 m
2
2
Peso de la represa" = ρ concreto g V presa = ρ concreto gL ( 2 A 1+ A 2) = 2400 × 9.81 × 790 ( 2 × 22604.59 + 1050 ) 11
= 4.3997 × 10 N
Luego el centro de gravedad ser#" x C!=
∑ xA = 5132706.6 =110.958 m ∑ A 46258 y C! =
∑ yA = 1637446 =35.398 m ∑ A 46258
$%& P'(S& )( *'&+()&) S('&" , Segura contra volcadura en cualquier plano orizontal dentro de la presa. , Segura contra deslizamiento en cualquier lugar orizontal dentro de la presa
3.1.4. E!al$ar capacidad de la represa % s$s ca$dales de alimentacin % descarga La represa actualmente cuenta con una capacidad de -. MMC y el caudal de alimentación depende de la temporada y los cauces de cada rio. Mientras que el caudal de descarga es de /0 m -1s en cada v#lvula 2unger.
3.'.
Análisis de perdida en ls cnd$cts
3.'.1. 5ráfca del sistema de t$,er"as 6acia el canal de deri!acin
3.'.'. Calc$l de !elcidades % presines en di(erentes $,icacines7 Supongamos las siguientes ipótesis" o Flu3o permanente Flu3o incompresi!le o o Flu3o uniforme o Sistema &islado + no deforma!le o o P cte en una sección Luego con las ipótesis asumidas anteriormente podemos usar 2ernoulli entre 0 y 4 2 2 P0 " 0 P 4 " 4 + + g h 0= + + g h 4 2 2 ρ ρ &sumimos que el nivel de agua en el em!alse o no !a3a entonces " 0 =0 5anto la presión en 4 como en 0 son atmosféricas. La diferencia de alturas es 6m 96
¿ ( )¿ V =√ 2 gh= √ ¿ 2 9.81
4
&ora analizaremos pare3a de puntos dentro del t7nel de descarga8 tenemos 4 y 9 ρ ´" 4 A´ 4= ρ ´ " 1 A´ 1
La velocidad
" 1 forma un #ngulo de 4: con
A 1 de!ido a que la
pared de la presa est# inclinada ;:. A 1 es el #rea de la captación de servicio que es de 4.;;<.>-m y A 4 es un c?rculo de ;m de di#metro que es el canal de descarga. " 4 A 4 43.4 ( $ ( 1 )) = =12.642 m / s " 1= A1 cos ( 60 ) 24.6026 cos ( 60 )
Con la velocidad obtenida V 1 de Bernoulli en los puntos 1 y 4
P1 ρ
+
"1
2
+gh =
P4
1
2
ρ
+
"4
2
2
+gh
4
P1 y P4 $btenemos la presión
La diferencia de altura es de 2!"m! #i restamos manom%trica en el punto 1& as':
P1 man= ρ
(
"4
2
−"
2 1
)
+ g ( h −h ) =1000 4
2
1
(
43.4
2
−12.642
2
2
)
− 9.81 ( 28.78 )
P1 man=579.538 %Pa P1=579.538 + 101.325= 680.863 %Pa (ealizamos el an)lisis entre 2 y 4! La tuber'a en 2 tiene un di)metro de * metros!
ρ ´ " 4 A´ 4= ρ ´ " 2 A´ 2
" 2=
" 4 A 4 A2
=
( 43.4 )( $ ( 1 )) $ ( 1.5 ) 2
" 2=19.29 m / s
+tilizamos la velocidad v 2 en la ecuación de Bernoulli entre 2 y 4! ,st)n al mis mo nivel& entonces no hay diferencia de alturas!
P2 ρ
+
"2 2
2
+gh =
P2 man= ρ
2
(
"4
2
P4 ρ
−"
+
"4
2
2
+gh
4
2 2
2
)
+ g ( h −h ) =1000 4
2
(
43.4
2
−19.29 2
2
)
P2 man =755.728 %Pa P2=857.053 %Pa -or .ltimo& tenemos el c)lculo de presiones y velocidad en el punto *! #e asumen el di)metro "!/m! #in embar0o& si fuera el caso& se podr'a hallar con el mismo procedimiento!
ρ ´ " 4 A´ 4= ρ ´ " 3 A´ 3
" 3=
" 4 A 4 A3
=
( 43.4 ) $ =3.086 m / s $ ( 3.75 ) 2
allar P3
P3 ρ
+
"3 2
2
P 4 " 4
+gh =
P3 man= ρ
3
(
"4
2
ρ
−" 2
+
2
2
+gh
4
2 3
)
+ g ( h −h ) =1000 4
3
(
43.4
2
−3.086 2
2
)
P3 man=937.018 %Pa P3=1038.343 %Pa
. IN6ES"IGACION %;< DISCUSION DE LA INFORMACION O!"ENIDA •
< La presa Gallito Ciego, tiene como funciones #l regadío a los diferentes cultivos de la ona :istribuir a nivel nacional las diferentes diversidades de plantas Frnamentales, Rrutales y 5ortalias. &rinda energía hidroeléctrica al Malle @equetepeque, asimismo a la misma represa. #l aporte de agua al valle @equetepeque
Cuenta también cuenta con )reas de esparcimiento para los visitantes turísticos. La represa es una fuente de energía para la poblaci$n del Malle @equetepeque. #s una fuente de vida para la flora y fauna que habita en ella. La represa en una fuente de traba+o para los pobladores del )rea, los cu)les se encuentran distribuidos en toda la represa en las diferentes )reas, tanto en oficinas como en el personal técnico. #l agua que se embalsa es distribuida a todo el valle para el regadío de las cosechas que se realian durante todo el a"o en las diferentes variedades de cultivos.
•
• • •
•
. CONCLUSIONES o
o
o
Las centrales hidroeléctricas en nuestro país es la mayor fuente de energía eléctrica, es por ello que conocer una de estas es importante en nuestra formaci$n profesional. Los sedimentos y la posible escase del agua debido al cambio clim)tico global son los posibles problemas que podr)n alterar el cauce del agua y la gesti$n del 9royecto. Las acciones de operaci$n y mantenimiento que desarrolla el 9royecto #special @equetepeque < Aa"a, permite mane+ar el agua en forma eficiente y garantia la vida *til del #mbalse Gallito Ciego
5. SUGERENCIAS O RECOMENDACIONES La visita a campo realiada a la Bepresa es un factor importante para una me+or compresi$n del tema y las charlas complementan el aprendia+e. Las recomendaciones del caso es que los planes de contingencia se deben tener en cuenta ya que eso ayuda a prevenir impactos negativos en todo proyecto hidr)ulico. Con relaci$n al an)lisis de investigaci$n se concluy$ que los estudiantes entienden los conceptos b)sicos hidr)ulicos y que el informe ayudar) a un me+or estudio del tema de 9resas de #mbalse.
=. !I!LIOGRAF>A 0tt+?;;888.condesan.or;(e(oria;Ca@13.+d: 0tt+?;;888.(ine(.ob.+e;(ine(;arc0i,os;:i'e;daa(;+ub'icaciones;e, ats;@e/uete+e/ue;BE&UE"1.+d: 0tt+?;;888.osiner.ob.+e;ne88eb;u+'oads;GFE;1.22
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