Universidad de La Salle Universidad de La Salle Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle Ingeniería Eléctrica Facultad de Ingeniería 1-1-2006 Evaluacion del estado actual de las pequeñas centrales Evaluacion del estado actual de las pequeñas centrales hidroeléctricas PCH'S de la Costa Atlántica hidroeléctricas PCH'S de la Costa Atlántica Pablo Emilio Villar Blanco Universidad de La Salle, Bogotá Follow this and additional works at: https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_electrica Citación recomendada Citación recomendada Villar Blanco, P. E. (2006). Evaluacion del estado actual de las pequeñas centrales hidroeléctricas PCH'S de la Costa Atlántica. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_electrica/519 This Trabajo de grado - Pregrado is brought to you for free and open access by the Facultad de Ingeniería at Ciencia Unisalle. It has been accepted for inclusion in Ingeniería Eléctrica by an authorized administrator of Ciencia Unisalle. For more information, please contact [email protected].
142
Embed
Evaluacion del estado actual de las pequeñas centrales ...
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Universidad de La Salle Universidad de La Salle
Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle
Ingeniería Eléctrica Facultad de Ingeniería
1-1-2006
Evaluacion del estado actual de las pequeñas centrales Evaluacion del estado actual de las pequeñas centrales
hidroeléctricas PCH'S de la Costa Atlántica hidroeléctricas PCH'S de la Costa Atlántica
Pablo Emilio Villar Blanco Universidad de La Salle, Bogotá
Follow this and additional works at: https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_electrica
Citación recomendada Citación recomendada Villar Blanco, P. E. (2006). Evaluacion del estado actual de las pequeñas centrales hidroeléctricas PCH'S de la Costa Atlántica. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_electrica/519
This Trabajo de grado - Pregrado is brought to you for free and open access by the Facultad de Ingeniería at Ciencia Unisalle. It has been accepted for inclusion in Ingeniería Eléctrica by an authorized administrator of Ciencia Unisalle. For more information, please contact [email protected].
_________________________________________________ Firma del jurado
_________________________________________________ Firma del jurado
Bogotá D.C., Febrero 2006
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO
DEDICATORIA
A Dios
“Al único y sabio Dios, sea gloria mediante Jesucristo para siempre” (Santa Biblia,
Romanos 16:27)…Por darme las fuerzas para seguir luchando cada día más para
alcanzar mis metas propuestas, y por haberme dado la posibilidad de poder
estudiar y obtener un titulo profesional.
A Mis Viejos
Emilio y Vilma quienes con su colaboración, esfuerzos, consejos y
acompañamiento me ayudaron a través de todas las jornadas para que culminara
con éxito mis estudios superiores y me educaron para ser una persona profesional
y de bien.
A Mi Abuela
Ángela por su vida, por todos esos años que con su presencia a adornado nuestra
vida de amor, paz y oraciones.
A Mis Hermanos
Jaime, Iván, Humberto, por brindarme el apoyo suficiente para poder salir adelante
y conservar una unión familiar, que ha sido fundamental en mi existencia.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO
A Mis Tíos Mario Y Haydee
Por sus consejos, y porque a pesar de la distancia siempre estuvieron
apoyándome y dándome fuerza para seguir adelante.
A Toda Mi Familia
Dedico este triunfo, por su valioso apoyo durante este tiempo en que transcurrió
mi carrera.
A Mi Novia
Por brindarme el sentimiento de cariño, amor, paciencia, y comprensión, durante
este tiempo que duro mi carrera.
A Mis Docentes.
Gracias a ellos obtuve los conocimientos básicos relacionados a la Ingeniería
Eléctrica, que es una ciencia muy importante en el medio en que estamos viviendo
actualmente, así mismo, por el tiempo que dispusieron para brindarnos sus
conocimientos y resolverme cualquier inquietud que se me pudo presentar en
nuestra vida académica.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO
AGRADECIMIENTOS
Luís Eduardo Machado Hernández, Ingeniero Civil, Director de tesis, por su
colaboración y valiosas orientaciones
Al personal de la Biblioteca de la Universidad en especial a Claudia Constanza
Rizo, Sandra Constanza Vargas y Jairo Ramírez Guzmán, por la colaboración
prestada en cuanto a la documentación bibliográfica brindada, la cual fue de gran
apoyo para el desarrollo de este trabajo de grado.
Rafael Chaparro Beltrán, Ingeniero Electricista, por todos sus consejos valiosos y
apoyo durante la carrera.
Henry Alonso Duarte, por su valiosa colaboración y asesoría para el desarrollo de
este trabajo.
A todos mis amigos del barrio (El Limón) en Barranquilla, que han compartido
momentos especiales conmigo y han valorado la palabra “amistad”.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO
RESUMEN.
El objetivo principal del proyecto de grado titulado: “EVALUACIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LAS PEQUEÑAS CENTRALES HIDROELÉCTRICA PCH’s DE LA COSTA ATLÁNTICA”, se encamina a evaluar el estado actual de las pequeñas
centrales hidroeléctricas de la costa atlántica, a partir del Programa Especial de
Energía de la Costa Atlántica – PESENCA.
El primer capítulo describe el estado actual de las pequeñas centrales
hidroeléctricas en Colombia, donde se inicio la evolución y desarrollo de esta
tecnología a través de los años.
El segundo enmarca un catalogo que contiene los parámetros para recoger la
información que resultó de la visita a las PCH. Incluye metodología empleada,
información general; indicaciones sobre turbinas, generadores y transformadores,
y observaciones técnicas, de obra civil y de funcionamiento de la central.
En el tercero se procede a realizar la evaluación de las PCH’s, a fin de establecer
en que estado se encuentra cada una de la pequeñas centrales.
El último presenta los pasos a seguir para una remodelación o una repotenciación
de PCH’s, y un modelo de PCH’s para la construcción en la costa atlántica.
De esta forma, los criterios de evaluación deben estar orientados principalmente a
la utilización de la figura de “Gerencia de Proyectos”, y, además, a realizar un
control más cercano a los proyectos para informar a tiempo las alteraciones que
se puedan presentar.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
(10901Kw), Machosolo (10 Kw.), Caracolí Guajira (100 Kw.). Además se
identificaron los proyectos de: Simití (1900 Kw.), Santa Rosa De Simití (300
Kw.), Nabusímaque (30 Kw.), Villa Germania (60 Kw.). [8]
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO 25
2. CATÁLOGO DE PCH´S
Este catalogo contiene los parámetros para recoger la información que resulte de
la visita a cualquier PCH. Incluye la metodología empleada, información general;
información sobre turbinas, generadores y transformadores, además de algunos
comentarios sobre observaciones técnicas, de obra civil y de funcionamiento de la
central, todo lo cual se plantea a continuación. [4]
2.1 METODOLOGÍA.
La metodología propuesta para la realización del presente trabajo consistió en:
Consulta de la información a diferentes organismos con referencia al tema:
ICEL, Ministerio de Minas y Energía, UPME, INEA, entre otros. Tomar la
información disponible de los informes de las empresas dueñas de las
centrales.
Investigación de los inventarios existentes sobre pequeñas centrales
hidroeléctricas, ya mencionadas anteriormente. Visitas a las bibliotecas del
ICEL, UPME, Ministerio de Minas, Planeación Nacional, Universidad
Nacional. Sistematización de toda la información mediante herramientas
apropiadas del software como Word, Access y FrontPage.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO 26
Con base en el inventario presentado por la Ingeniera Rafael María, se elaboró un
formato para reunir la información obtenida sobre cada una de las centrales. Este
formato es así:
2.1.1 Información General. Nombre:
Departamento:
Empresa:
Estado:
Captación:
Capacidad de generación (Kw.):
Capacidad disponible (Kw.):
Río:
Cabeza (m):
Caudal (m³/s):
Año de instalación:
Interconectada:
2.1.2 Información De Turbinas.
Tipo:
Salida (Kw.):
Velocidad (r.p.m.):
No. Unidades:
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO 27
2.1.3 Información De Generadores.
Tipo:
Capacidad (Kva.):
Factor de potencia:
Voltaje (V):
Frecuencia:
Velocidad (r.p.m):
No. Unidades:
2.1.4 Información Transformadores.
Tipo:
Capacidad (Kva.):
V primario (Kva.):
V secundario (Kva.):
No. de fases:
Tipo de conexión:
Unidades operando:
2.1.4.1 Comentarios.
Observaciones técnicas, de obra civil y de funcionamiento de la central.
2.1.5 Puntos Importantes En El Plan De Rehabilitación.
Se señalan estos puntos, si existe el plan.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO 28
Definiciones: Una pequeña central hidroeléctrica es un conjunto de
instalaciones, requeridas y diseñadas para transformar la energía potencial de un
curso de agua en energía eléctrica disponible, por medio de uno o más grupos de
conjuntos turbinas – generador.
Para recordar los elementos básicos que conforman una pequeña central y
establecer relación con algunos términos técnicos que se manejan en este
catálogo, se definirán a continuación los más importantes.
Obras De Bocatoma: Son aquellas que, construidas en la sección de río,
modifican de alguna manera los caudales medios a nivel anual, mensual o diario;
entre ellas se distinguen principalmente las siguientes.
Caudal De Diseño: Este caudal alimenta la turbina y genera así la demanda
de energía solicitada. Se utiliza para determinar la capacidad y el diseño de las
diferentes obras que componen el proyecto (Bocatoma, desarenador, tanque de
carga, tubería de conducción y de carga).
El caudal de diseño se calcula con la formula:
Qd = P/ (8*g*H)
Donde:
Qd: Caudal de diseño, en m³/seg.
P: Demanda total, en Kw.
g: Peso especifico del agua, en t/m³
H: Caída neta, dada por la caída bruta menos las pérdidas.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO 29
Presa: Obra construida en la sección transversal de un río, tiene por objeto
controlar el flujo de caudales, para el almacenamiento y/o evaluación de su nivel,
con fines hidroeléctricos. Materiales: Concreto, tierra, roca, madera y
combinaciones.
Desviación: Son obras y demás operaciones que se necesita construir para
llevar a cabo el nivel de la presa. Regularmente consisten en túneles de
desviación, operaciones de bombeo, ataguías, para desviar los caudales y
adecuar el sitio durante la construcción de la presa. Materiales: Concreto,
mampostería, piedra lanzada.
Vertedero o rebosadero: Es una estructura civil, que se utiliza para controlar
el paso de caudales máximos a través de la sección del río, en la cual está
constituida la presa y el factor de seguridad de la misma; regularmente, consiste
en un canal controlado por compuertas, localizado a un lado de la presa.
En relación con las obras de generación, son todas las obras civiles y
electromecánicas que es necesario realizar para aprovechar hidroeléctricamente
los caudales regulados mediante la presa.
Bocatoma: Es una estructura civil que hace parte de las obras generales de
regulación; en ella están localizados los equipos necesarios para controlar los
caudales que se aprovecharan hidroeléctricamente.
Conducción: Obras civiles necesarias para conducir los caudales captados
desde el embalse hasta la zona en la cual son aprovechados. Pueden estar
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO 30
conformadas por túneles, canales o tubería de presión o por una combinación de
ellos.
Desarenador: Sistema diseñado para evitar el ingreso de partículas sólidas a
la tubería de presión, para proteger más adelante a la turbina. Puede instalarse
como parte de las obras de toma o la cámara de carga, según el caudal, terreno y
materiales de canal.
Cámara de máquinas o central: Estructura que facilita el ingreso de agua a la
tubería de presión. Materiales: Concreto, concreto pobre, asbesto- cemento.
Casa de máquinas o central: Lugar donde se alojan los grupos generadores,
necesarios en la conversión de la energía cinética en energía eléctrica; contiene
además todo el quipo de control, operación, transformación y las herramientas
para su mantenimiento.
Canal de fuga: Es la obra civil que conduce de nuevo al río los caudales
turbinados por la central
Turbina: Máquina hidráulica que convierte la energía del agua en energía
mecánica. Encontramos varios tipos:
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO 31
Pelton: Maquina de impulso con chorro libre empleada para caídas
elevadas desde 50 metros. Requiere grandes caídas y poco caudal, es de
bajo costo.
Michell – Banki: Maquina de impulso y flujo transversal empleada
para caídas medianas entre 5 a 80 metros; es de bajo costo, baja eficiencia y
de mayor facilidad de fabricación que la anterior.
Francis: Maquina de reacción empleada para caídas medianas
hasta de 500 metros. Opera llena de agua, su costo es elevado y de alta
eficiencia.
Axiales: Maquina de reacción, como la hélice, Kaplan – hélice
regulable, tubo, bulbo, etc. Empleada para bajas caídas entre 1.5 metros a 3
metros y requiere gran caudal.
Generadores: Maquinas eléctricas de corriente directa o alterna que
convierten la energía mecánica entregada por la turbina en energía eléctrica. Se
distinguen 2 tipos:
Generador Sincrónico: Cuando la velocidad de giro del rotor es la
misma que la del campo magnético rotativo del estator.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO 32
Generador Asíncrono: Si la velocidad de giro del rotor es mayor
que la del campo magnético rotativo del estator.
2.2 REFERENCIA
La electricidad constituye un servicio básico fundamental para el desarrollo de las
actividades económicas y para el mejoramiento de los niveles de bienestar de
nuestra población, correspondiendo al estado orientar y promover su
abastecimiento eficiente y adecuado, de modo que se beneficien todos los
sectores sociales de nuestro país.
A lo largo de los años y mediante el esfuerzo de las entidades del sector por
mejorar el suministro eléctrico, se ha logrado una cobertura urbana del 99% y del
65% en las zonas rurales; pero a pesar de estos avances, todavía hace falta
mejorar el servicio a los grupos más pobres y marginados de la población,
especialmente en las zonas rurales. Entre tanto, la demanda de potencia eléctrica
se cuadruplicó en el periodo 1970 -1990, al pasar los niveles inferiores de 10.000
Gw a más de 40.000 Gw en 1997, y se espera un comportamiento similar para los
próximos 20 años.
Cada vez es mayor la dificultad en obtener recursos financieros para el estudio y
ejecución de grandes proyectos de generación, los cuales además, requieren de
licencias ambientales cuya obtención se dificulta a causa del relativo impacto que
este tipo de obras genera sobre el medio ambiente.
Surge entonces la necesidad de una estrategia energética nacional entre cuyos
objetivos prioritarios se contemple la máxima utilización de la capacidad de
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO 33
producción hidroeléctrica, al tratarse de una fuente de energía autóctona, limpia y
renovable.
Adicionalmente, los resultados de análisis económicos realizados por el antiguo
INEA en el año de 1997 para rehabilitación de pequeñas centrales hidroeléctricas,
pertenecientes al sistema interconectado internacional (SIN), demostraron la
convivencia de emprender un programa de identificación, recuperación,
repotenciación, modernización y ejecución de proyectos en pequeñas centrales
hidroeléctricas con capacidad instalada comprendida entre 1.000 y 100.000 Kw.
[16]
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO 34
3 RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN
3.1 Antecedentes De La Investigación.
El aprovechamiento de los recursos hidráulicos con fines de generación eléctrica
en Colombia tuvo su iniciación en la Costa Atlántica, concretamente en Bonda,
cerca de Santa Marta en el año de 1898.
A principios de este siglo, en la década de los años veinte, se instalaron cuatro (4)
grupos hidroeléctricos aprovechando los ríos de la Sierra nevada de Santa Marta;
Gaira y Bonda, con una capacidad instalada de 460 KW y 140 KW
respectivamente.
En el año de 1939, se construyó una pequeña Central Hidroeléctrica con
capacidad instalada de 72 kw, aprovechando las aguas del Río Guatapurí, para
suministrarle energía a Valledupar.
En el año de 1952, se adelantó un estudio por parte de la firma OLAP (Olarte,
Ospina, Arias y Payán Ingenieros) para el desarrollo eléctrico de la Zona
Bananera, Santa Marta y Valledupar, aprovechando el potencial hidroeléctrico de
los Ríos de la Sierra Nevada de Santa Marta.
En ese informe, se concluía que el porcentaje de generación hidroeléctrica en la
zona de estudio, representaba un 16% sobre el total de generación, contrastando
con la situación actual donde este sistema no tiene representación alguna como
servicio público dentro del contexto del sector eléctrico existente.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO 35
Debido al crecimiento acelerado de la demanda nacional de energía (actualmente
6.5%) en los últimos 30 años la fuente de generación eléctrica ha pasado de
Plantas Diesel localizadas en centros poblacionales, al actual sistema térmico, con
mayor capacidad instalada y ubicada en sitios estratégicos adecuados para mayor
cobertura a nivel regional, aprovechando la riqueza de recursos energéticos no
renovables (gas y carbón) de la Costa Atlántica.
La desaparición de la generación mediante hidroelectricidad obedeció a dos
razones fundamentales:
El esquema de este tipo de generación está basado en la cobertura de pequeños
Centros de Población Aislados, que al crecer sus necesidades eléctricas agotaron
el potencial hidroeléctrico a filo de agua de las fuentes hídricas cercanas.
Los costos de inversión de los proyectos hidroeléctricos, estudiados para
abastecer la demanda con sus incrementos y proyecciones, sobrepasan la
capacidad económica y organizativa de las entidades encargadas en ese
entonces, de la generación y suministro de electricidad.
En el año de 1973, el Departamento Nacional de Planeación contrató la
realización del “Estudio del Sector de Energía Eléctrica”, dentro del cual se
determinó el inventario nacional de los recursos hidroeléctricos.
Basado en la identificación que hizo el estudio anterior de potencial hidroeléctrico
de la Costa Atlántica; ISA y posteriormente CORELCA, adelantaron estudios de
los proyectos más atractivos mediante contratación con las siguientes firmas:
Consorcio Alto Sinú: 1977 DESARROLLO HIDROELÉCTRICO DEL ALTO
SINU.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO 36
Hidroestudios: 1981 APROVECHAMIENTO HIDROELÉCTRICO DE LA ZONA
OCCIDENTAL DE LA SIERRA NEVADA DE SANTA MARTA.
Consultores Civiles e Hidráulicos CH Ltda.: 1981 APROVECHAMIENTO
HIDROELÉCTRICO DE LA ZONA NORTE, ORIENTAL Y SUR ORIENTAL DE LA
SIERRA NEVADA DE SANTA MARTA.
Adicionalmente, CORELCA mediante contratación con la firma Consultores
Civiles e Hidráulicos, Consultores Unidos y con personal de la División Asesoría
Técnica Regional, adelantó estudios a nivel de aprovechamiento para
Microcentrales Hidroeléctricas.
3.2 Alcances Y Limitaciones.
Una vez recorridas las pequeñas centrales hidroeléctricas de la Costa atlántica se
valorará el estado de éstas y sus características propias, para así empezar con el
proceso de reconocimiento y observación.
Con base en lo anterior se empezará a analizar las diferencias técnicas de
reconfiguración optando por la opción más viable y económica.
Después se propondrá un plan estratégico de recuperación, basados en la
discriminación y en los análisis realizado, para así introducir las medidas que se
pueden optar para minimizarlas y optimizar el funcionamiento de éstas (PCH's).
Para realizar este estudio, lo limitaremos sólo a dos departamentos, donde
podemos ver muchos de sus factores, ventajas y desventajas de los mismos.
(Magdalena, Cesar).
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO 37
3.2.1 Departamento Del Magdalena.
Magdalena (departamento, Colombia), departamento colombiano localizado en el
norte del país, en la costa atlántica. Limita al norte con el mar Caribe, al oriente
con los departamentos de La Guajira y Cesar, al sur con el departamento de
Bolívar, y al occidente con los departamentos de Bolívar y Atlántico. Fue creado
por la Constitución de 1886.
GEOGRAFÍA FÍSICA: Tiene una extensión de 23.188 km² y posee una
variada climatología, que va desde los páramos de la sierra Nevada de
Santa Marta hasta las zonas cálidas de la costa y las ciénagas. El principal
accidente orográfico lo compone precisamente la sierra Nevada de Santa
Marta, con alturas de más de 5.780 m en los picos Simón Bolívar y Colón,
considerado el monte más alto de Colombia. En la costa destacan las
bahías de Santa Marta, Gaira y Taganga, las puntas de Castillete, Gaira,
Betín y Brava y los cabos de La Aguja, San Agustín y San Juan de Guía.
Está bañado por los ríos Magdalena, Ariguaní (desembocan al mar),
Aracataca, Fundación y Tucurrinca y la Ciénaga Grande de Santa Marta
(santuario de fauna y flora), Cerro de San Antonio, Chiloa, Pajaral, Sapayán
y Zapatosa.
ECONOMÍA: Actividades económicas más sobresalientes del Magdalena
son la agricultura, la ganadería, la pesca, el turismo, el comercio y los
servicios. Entre los cultivos sobresalen arroz, algodón, yuca, fríjol, maíz,
caña de azúcar, frutas y banano. A principios de siglo sobresalió por los
cultivos de banano para exportar, sembrado en Ciénaga y Fundación. Los
conflictos laborales en esta zona bananera llevaron a que se produjera en
1928 una masacre de trabajadores. Los principales municipios agrícolas
son Ciénaga, Fundación, Guamal, Plato y Aracataca. La ganadería es de
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO 38
cría, ceba y levante, y se desarrolla en El Banco, Ariguaní, Chibolo,
Fundación y Plato. La pesca se realiza en el mar y en las ciénagas; de esta
actividad viven los pobladores de Taganga, Tenerife, San Sebastián,
Pueblo viejo y El Banco. Las demás actividades económicas se centran en
la capital. Entre los lugares turísticos del departamento están la sierra
Nevada de Santa Marta, el Parque nacional de Tayrona, los monumentos
históricos de la capital, las playas y las ciénagas.
POBLACIÓN: El departamento tenía en 2000 una población de 1.284.135
habitantes, distribuidos en 21 municipios, incluida su capital, Santa Marta
(Ver anexo 1 Mapa del Departamento del Magdalena).
3.2.2 Departamento De Cesar.
Cesar (departamento), departamento de Colombia localizado en la región costera
del mar Caribe. Limita al norte con el departamento de La Guajira, al este con la
República de Venezuela y el departamento de Norte de Santander, al sur con los
departamentos de Norte de Santander y Santander, y al oeste con los
departamentos de Bolívar y Magdalena. Fue creado por la Ley 25 de 1967.
.GEOGRAFÍA FÍSICA: Es el único departamento colombiano costero sin
playa, aunque actualmente se hacen esfuerzos por darle salida al mar por
el corregimiento de Mingueo (departamento de La Guajira). Está separado
del mar Caribe por la sierra Nevada de Santa Marta. Tiene una extensión
de 22.905 km² y un clima variado que oscila desde las partes altas de la
sierra Nevada hasta las zonas bajas de los ríos y ciénagas. El territorio del
departamento tiene una variada geografía en la zona montañosa, en las
estribaciones de la cordillera Oriental de los Andes, donde se encuentran la
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO 39
sierra Nevada de Santa Marta, con los picos Bolívar y Colón (5.700 m),
declarada en 1977 Parque nacional natural de Los Motilones, conocida
también como sierra de Perijá o serranía de Valledupar, con los cerros de
Jurisdicción (3.850 m), Negro (3.200 m) y la sierra de Ocaña y Schail (2.350
m). Las zonas bajas están compuestas por ciénagas y ríos; entre las
primeras se encuentran las de Zapatoca, Pancuiche, Pajangua, Alfaro y
Guamal. En estas sierras nacen varios ríos que riegan el territorio, como el
Cesar, Anguani, Calenturitas, Sicarare, Jobo y Manaure; otros ríos que
bañan estas tierras son el Magdalena, el Lebrija, el Guatapurí y el Badillo.
La variedad climática le permite a este departamento tener una variedad
amplia en fauna y flora.
ECONOMÍA: La economía se fundamenta en la ganadería, la agricultura, la
minería, la industria, el turismo y el comercio. Es un departamento
productor de arroz, cacao, palma africana, maíz, ajonjolí, sorgo, plátano y
frutales. Actualmente la fruticultura ha tenido mucho auge como sustituta
del algodón, y se exporta a los mercados de Europa y Norteamérica. La
ganadería es de doble propósito (leche y carne). La industria se basa en el
procesamiento de lácteos. En cuanto a la minería, se explota el carbón en
los municipios de La Loma, Jagua de Ibirico, Becerril y Chiriguaná por
compañías extranjeras y nacionales. El turismo se desarrolla en la sierra
Nevada, Ciudad Perdida y la ciénaga de Zapatoca. Así mismo, se realiza
todos los años el Festival de Vallenato durante el mes de abril.
POBLACIÓN: En 2000 la población era de 961.535 habitantes, distribuidos
en 24 municipios, incluida Valledupar, su capital, fundada en 1550 por
Hernando de Santana y erigida municipio en 1915. En 2000 tenía 270.375
habitantes. El comercio, la industria y las actividades agropecuarias
sustentan su economía. En importancia le siguen los municipios de
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO 40
Aguachica, Codazzí, Chimichagua, Copey y Chiriguaná. (Ver anexo 2
mapa del departamento del cesar).
3.3 Delimitación.
La realización del presente documento se basa fundamentalmente en información
existente hasta el momento, investigada en las diferentes instituciones del sector
eléctrico como son: El ministerio de Minas y Energías, Instituto Colombiano de
Energía Eléctrica ICEL, Interconexión Eléctrica S.A. ISA, Corporación Eléctrica de
la Costa Atlántica CORELCA, Programa especial de Energía de la Costa Atlántica
PESENCA, Empresa de Energía de Bogota EEB, Corporación Autónoma Regional
del Cauca CVC, y otras entidades como el Instituto de Asuntos Nucleares, IAN,
departamento nacional de planeación, DNP, compañía de electricidad y gas de
cundinamarca, CELGAC S.A., con el fin de evaluar el potencial hidroeléctrico a
pequeña escala instalado en el país.
Los métodos de investigación utilizado son las experiencias acumuladas por
dichas entidades, por lo cual no es competencia de este informe hacer estudios de
campo, como estudio topográfico, estudio geológicos, hidrológicos o
socioeconómicos, ya que estos requerirían de personal especializado en dicha
área haciendo de éste, un estudio costoso y demasiado extenso por fuera del
alcance de un trabajo de grado.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO 41
3.4. Resultado Final de Cada una de las PCH Evaluadas CORELCA a través de PESENCA, con la participación del Instituto Colombiano
Agrícola ICA, y la Sociedad de Cooperación Técnica de Alemania Federal,
desarrolla desde 1985 el programa de Minicentrales hidroeléctricas para la Costa
Atlántica, cuyos resultados más importantes son:
Minicentral de Palmor (Magdalena)
Microcentral de Palestina (Magdalena)
Microcentral de Paucedonia (Magdalena)
Microcentral de Siervo Arias (Magdalena)
Microcentral de Sacramento (Magdalena)
Minicentral de Rió Piedra (Magdalena)
Rehabilitación de la pequeña central de Gaira (Magdalena)
pequeña central de Bonda (Magdalena)
Minicentral de Macho solo (Magdalena)
Microcentral de Villa Germania (Cesar)
El Comité Técnico del Sector Eléctrico, que coordina Interconexión Eléctrica S.A.
ISA y al cual pertenecen las principales entidades y empresas vinculadas al sector
según lo establecido por la Junta Directiva a mediados de 1991, recomendó que
bajo la coordinación de ISA, las empresas del sector adelanten y actualicen el
inventario de centrales (10 a 100 MW), las cuales deberán tenerse en cuenta
dentro de los análisis del Plan de expansión. Cuando los estudios de factibilidad
así lo ameriten.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO 42
3.4.1 Pequeña Central Hidroeléctrica De Gaira.
Identificación Del Proyecto: La Pequeña Central Hidroeléctrica de Gaira, PCH,
con una capacidad instalada de 1090 [KW], fue uno de los primeros
aprovechamientos hidroeléctricos del país, su construcción data de 1929. Este
aprovechamiento hidroeléctrico de propiedad de la Electrificadora del
Departamento del Magdalena, quedó fuera de servicio desde 1974. En el año de
1987, PESENCA se interesó por su recuperación, con el objeto de implementarla
como planta demostrativa en esta tecnología.
Estudio De Factibilidad Técnico – Económico: Se realizó una detallada
investigación para determinar el estado real de los equipos electromecánicos y de
las obras civiles existentes. Una evaluación de los costos, determinó que la
recuperación del capital de inversión fuera posible en un tiempo aproximado de un
año con un costo específico de US $ 120 por [kW]. Se estudió el recurso agua con
el objeto de precisar la generación del equipo, puesto que los registros de
generación del equipo en los años de su generación se extraviaron,
encontrándose que sólo en cuatro meses del año no era posible generar a plena
potencia.
Se estimó una producción promedio de 650 [kW], lo cual le permitiría a la
Electrificadora tener unos ahorros en sus egresos, por compra de energía al
sistema regional y reducción de pérdidas por transmisión que son del orden del 20
% (en un total de 7'000.000 [Kwh.] anuales), lo que equivalía a una cifra de $
56'000.000 (US $ 160.000). Los costos de generación representaban $ 10'000.000
(US $ 28.571), por lo que el ahorro neto corresponde a un valor de $ 46'000.000
(US $ 131.429).
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO 43
Financiamiento Del Proyecto. Se celebró un convenio entre PESENCA y la
Electrificadora del Departamento de Magdalena, en donde se definió la
participación de los aportantes de la siguiente forma:
- ELECTROMAG $13'700.000
- PESENCA $28'800.000
- TOTAL DEL PROYECTO $42'500.000
Diseños De Construcción: Con el objeto de evitar grandes desgastes en el
equipo, se diseñó un desarenador a dos cámaras para operación continua.
Se estudió la capacidad de transporte del canal de conducción, encontrándose
tramos que necesitaban realces en sus muros para permitir el paso del caudal de
operación de la turbina. En el equipo electromecánico, se diseñaron todos los
circuitos de mando y control y se implementaron los circuitos de señalización de
fallas.
Se modificó el sistema de enfriamiento de los casquetes de apoyo de la turbina,
pasándolos de enfriamiento por salpique a lubricación forzada, mediante una
bomba de aceite y enfriamiento por serpentines de intercambio de calor ubicados
en el canal de fugas.
Contratación: Se firmó un contrato llave en mano, con HIDROENERGIA Ltda.
Para la recuperación y entrega en operación de la PCH de Gaira, cuyo objeto
comprendía desde remodelaciones en la obra civil hasta la recuperación del
equipo electromecánico y su puesta en operación, las cuales consistieron en, el
diseño y construcción de un desarenador, el realce de algunos tramos de los
muros del canal de conducción, reconstrucción de las compuertas de lavado de
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO 44
presa y toma del canal la remodelación de la casa de máquinas y la recuperación
del equipo electromecánico.
Ejecución: Por la naturaleza de la obra, la propiedad del proyecto y el tipo de
contrato suscrito, la mano de obra especializada debió ser llevada desde la sede
de la firma, Barranquilla (Atlántico), en tanto que la mano de obra no calificada es
de la región vecina al proyecto.
Las vías de comunicación, tanto desde la casa de máquinas como desde la
bocatoma, son caminos de herradura de aproximadamente un kilómetro, por lo
que todos los materiales para las obras civiles que no se producen en la región
(cemento, hierro, madera, etc.) se transportan a lomo de mula. Los materiales
pétreos se obtuvieron del río y de las laderas a lo largo del canal de conducción. El
costo del transporte externo de los materiales desde el sitio de operación hasta el
sitio de obra, es un componente que incide notoriamente en el costo de total de los
materiales (Aproximadamente el 30 %). En cuanto al transporte de los materiales
externos, se tiene una incidencia pequeña en el costo total de ellos, del orden del
10 %. La mano de obra fue subcontratada y pagada por cantidades de obra
ejecutada, lo que permite mantener un control mayor sobre los costos del
proyecto; su incidencia en el costo total del proyecto es del orden del 25 % al 30
%. El personal que laboró en la recuperación electromecánica de la mano de obra
altamente calificada y su costo representa de un 50 % a un 60 % de los costos
totales de recuperación. Los trabajos de relleno y mecanización metalmecánica,
fueron efectuados en talleres especializados de Barranquilla, tales como el
realizado para los alabes directrices de la turbina Francis, la rectificación de las
tolerancias entre rotor y carcaza, reconstrucción y rehabilitado de los casquetes de
apoyo del eje de la turbina.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO 45
Se corrigieron defectos del montaje inicial, tales como ligeros desalineamientos
entre el generador y la turbina, así como errores en el sistema de enfriamiento del
pedestal; de apoyo principal. Originalmente se pasaba agua por unos serpentines
inmersos en el cuerpo de aceite que bañaba los casquetes. Se instaló una bomba
que toma el aceite caliente del pedestal y lo circula por unos serpentines
sumergidos en el canal de fugas, para luego regresarlo hacia los casquetes. Este
problema técnico mantuvo el equipo inhabilitado por mucho tiempo en su
operación anterior.
Estado Actual De La PCH. De Gaira Los datos de esta PCH para el proceso de generación es: un caudal de 794 l.p.s y
una caída bruta 162 m., se obtiene una capacidad de generación de 1090 Kw. El
costo por Kw., rehabilitado, seria de 125 US $/Kw.
El estado actual de esta pequeña central es muy precario ya que su infraestructura
se encuentra en un estado de deterioro muy avanzado, , mientras que en la parte
eléctrica su estado es algo similar.
Cabe resaltar que esta PCH sólo entra en funcionamiento o se podría generar
energía eléctrica durante 4 meses, ya que los niveles de esta fuente hidrológica
son muy bajos en los otros 8 meses del año; por esta razón no seria muy viable la
inversión para una futura remodelación, ya se quiera hacer en la parte civil o en la
parte eléctrica
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO 46
3.4.2 Pequeña Central Hidroeléctrica Del Palmor.
Identificación del proyecto: Dentro de la selección de zonas de planificación
para el proyecto PESENCA, en el Departamento del Magdalena, las entidades
oficiales escogieron a la población de Palmor, ubicada a 950 m.s.n.m. en la Sierra
Nevada de Santa Marta, como una región en donde existía mucho interés para
llevar la presencia del Estado y en donde la posibilidad de interconexión a la red
regional era muy remota.
El proyecto luego de una visita previa, encontró que la fuente energética renovable
que más posibilidades tenía de competir con las fuentes de energía
convencionales, era la hídrica y que este recurso abundaba en la región.
Reconocimiento y Estudio Preliminar: Personal especializado reconoció unas
cinco alternativas de solución al abastecimiento de energía al poblado y mediante
mediciones expeditas de caudal, caída y los demás parámetros que inciden en los
costos del proyecto. Se estimaron unos presupuestos preliminares para cada
alternativa y se escogió la más favorable desde el punto de vista económico y
técnico teniendo en cuenta que era el primer proyecto que el programa iba a
ejecutar desde su planificación hasta su puesta en operación.
Estudio de factibilidad: Seleccionada la alternativa sobre el río Cherúa, con unas
características de caudal Q=500 [l/s] y caída H=90 [m], se procedió a efectuar un
levantamiento topográfico de la faja del proyecto y un reconocimiento geológico
micro regional para evaluar la estabilidad de la zona y la ubicación del material
petreo para la explotación de la obra.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO 47
Paralelamente, la comunidad instaló un vertedero permanente sobre una
quebrada en cercanías de la población, con el objeto de evaluar por un año
continuo el comportamiento hidrológico de las fuentes hídricas cercanas. A la vez
se efectuaron mediciones de caudal mensualmente en el sitio del proyecto por un
período de un año. Este estudio de campo se complementó con una
regionalización hidrológica mediante la evaluación de ríos cercanos con registros
hidrométricos por más de 17 años. La curva de duración de caudales en el sitio del
proyecto mostró cómo un caudal del 95% del tiempo no sería inferior a 600 [l/s], el
cual es superior al requerido por el proyecto.
La población a beneficiar cuenta con 160 viviendas nucleadas, dedicadas al
comercio y al cultivo del café y una población dispersa en el área rural de 140
fincas en un radio de 10 kilómetros con centro en Palmor.
El proyecto se dividió en dos etapas, una primera fase alimentaría el núcleo con
una demanda estimada en 125 [KW], para lo cual el caudal requerido llega a los
125 [l/s].
Diseño del proyecto. Los ríos de la Sierra Nevada presentan una gran pendiente
y el grado de colonización es alto, presentándose una tala apreciable para la
expansión de la frontera agrícola.
Se diseñó una bocatoma con una presa vertedero de cierre total y derivación
lateral mediante un orificio a un canal desgravador, controlándose estas
estructuras por las compuertas de limpieza y por medio de una tubería que
controla los pasos de caudales extremos hacia el desarenador de dos cámaras,
diseñado para operación continua. La conducción se hace por medio de una
tubería de asbesto-cemento de 18 pulgadas en una longitud de 520 metros. Se
previó una chimenea de equilibrio para controlar el golpe de ariete en la tubería de
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO 48
presión e impedir desbordes por excesos que provocaran erosión en el sitio. La
tubería de presión se diseñó en asbesto-cemento clase 20 para una presión de
trabajo de 100 metros de columna de agua y un diámetro de 12 pulgadas. La casa
de máquinas se proyectó para albergar un segundo equipo electromecánico en la
etapa de ampliación. El equipo electromecánico consta de una turbina Pelton de
dos inyectores, un volante de inercia y un generador fabricado especialmente e
importado para el proyecto.
Las líneas de conexión al poblado y las redes de distribución fueron diseñadas y
construidas por la Corporación Eléctrica de la Costa Atlántica, CORELCA.
Financiación: Se asignó una participación a la población con el objeto de hacerla
propietaria del proyecto, en una proporción que no supere el componente que de
otra forma hubiera sido subsidiado por el Estado. Las redes correrían por cuenta
de entidades estatales y PESENCA cubriría el saldo que garantizaría la
terminación y puesta en marcha del proyecto:
- Población de Palmor $ 15'000.000
- CORELCA y P.N.R. (Plan Nacional de Rehabilitación) $ 30'000.000
- PESENCA $ 100'000.000
- Total del proyecto $ 150'000.000
PESENCA llevaría la responsabilidad total del proyecto y garantizaría los
desembolsos requeridos durante su ejecución mediante créditos puentes para los
otros aportantes.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO 49
Ejecución: La obra civil se efectuó de forma similar a la ejecutada PCH de Gaira y
empleando personal no calificado de la región. Se contrató en su totalidad con
HIDROENERGIA Ltda. En su ejecución cabe mencionar algunos aspectos
relevantes:
Los agregados para el concreto se consiguieron en el cauce del río Cherúa, con
mucha dificultad. Este material fue suministrado por personas de la región a las
cuales se les pagaba por cantidades colocadas en los sitios de utilización.
El transporte de la tubería se efectuó en camiones, hasta unos 500 metros de la
casa de máquinas y de allí hasta la zona de utilización; se hacía por medio de
aparejos y mediante grupos de 8 a 10 obreros; los cuales los transportaban
amarrados a una estructura de madera que permitía el izaje y movilización por
varias personas a un tiempo. La madera para formaletas se adquirió de la región a
costos razonables.
En cuanto al equipo electromecánico, se contrató otra empresa creada e
impulsada por PESENCA, COLTURBINAS Ltda., la fabricación, montaje y puesta
en operación de dicho equipo. Utilizando la capacidad instalada de los talleres de
Barranquilla, mediante planos del fabricante de turbinas WKV de Alemania, se
construyó la turbina Pelton de dos inyectores y el volante de inercia fue fabricado
en Bogotá, capital de Colombia, en donde existía la capacidad de fundición en
acero requerida, de 1800 [kg]. Posteriormente se efectuó el balanceo dinámico del
volante. El rotor de la turbina fue construido mediante cucharas fundidas en hierro
modular, apernadas y pinadas a un disco de acero previamente fresado en su
periferia para recibir las cucharas.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO 50
Sólo las cucharas presentaron un problema técnico significativo, por porosidades
en la unión entre las patas y el cuerpo. No obstante, luego de tres ensayos de
fundición, se corrigió esta anomalía. La unión turbina - generador se hace
mediante acople directo. El regulador oleomecánico, los acoples flexibles y el
generador eléctrico, fueron importados desde Alemania por conducto de la G.T.Z.
El equipo fue armado sobre una base metálica común en el taller, donde se
chequearon los alineamientos y tolerancias de montaje para luego desmontar,
transportar y montar en el sitio del proyecto. La obra se inició en enero de 1988 y
se entregó en operación en septiembre de 1990, en donde hubo un período
muerto de 5 meses por trámites de legalización de los equipos importados.
Operación y Mantenimiento de PCH de Palmor: Mediante contrato suscrito
entre la Acción Comunal de Palmor e HIDROENERGIA Ltda., esta empresa tiene
la responsabilidad de operar, mantener y administrar la PCH de Palmor, por un
costo fijo de $ 3'840.000 (US $ 6.982) anuales. La tarifa aprobada de común
acuerdo con la población se compone de un costo fijo de $2.500 (US $ 4.50)
mensuales más un costo de la energía de $ 5 /[kW-h] (US $ 0.009). De esta forma
PESENCA, mediante el impulso y apoyo a empresas especializadas, logra un
manejo integral del proyecto desde su planeamiento hasta su operación y
administración.
Estado actual de la PCH. Palmor
Ubicada sobre el rió Cherúa, la obra beneficia a unos 1300 usuarios de la
localidad del Palmor, e indirectamente a mas de 3000 habitantes de veredas
cercanas a ésta. Además, se prevé una segunda etapa de ampliación a 300 Kw.,
con una caída de 32 m. y caudal de verano de 1330 l.p.s., con un costo estimado
de $106 millones de pesos en 1985.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO 51
El estado actual de esta pequeña central hidroeléctrica es el mejor ya que en este
momento es una de las PCH cuyo funcionamiento es excelente y se encuentra en
muy buenas condiciones.
Lo más importante de esta PCH, es la solicitud de manera formal hecha al
gobierno central para la adquisición de una nueva turbina, ya que este proyecto
fue diseñado para funcionar con dos turbinas, puesto que todas las obras civiles
tienen la capacidad suficiente para mover otra turbina de igual capacidad a la ya
existente.
La turbina que poseen es de 125 KW y se necesita otra de la misma capacidad, es
importante resaltar que las turbinas y las redes eléctricas son operadas y
mantenidas por la comunidad, organizada en una empresa denominada
ELECTROPALMOR.
Esta solicitud nace por cuanto el corregimiento de ciénaga está localizado en las
estribaciones de la Sierra Nevada de Santa Marta con el objeto de solucionar el
problema de energía eléctrica, el cual actualmente es insuficiente para satisfacer
las necesidades de la comunidad. Básicamente se necesita: la turbina con un
generador que tenga su respectivo tablero, el transformador de potencia y la
turbina de conducción.
La inversión en esta PCH es viable ya que, como se menciona, ésta funciona
permanentemente; lo mas importante es que es esta PCH fue construida para
trabajar con dos turbinas, y sólo tiene una instalada hasta hora. Esta inversión
sería recuperada en unos 5 años, por tal motivo sí es viable todo tipo de
inversiones en esta PCH del Palmor. Además de que se esta satisfaciendo
necesidades de la comunidad
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO 52
3.4.3 Pequeña Central Hidroeléctrica De Paucedonia.
Identificación del Proyecto: La vereda de Paucedonia se encuentra ubicada a
unos cinco kms de la PCH de Palmor. Las líneas de interconexión con Palmor se
proyectaron hasta unos 2.5 [km] de la vereda.
Se identificó un aprovechamiento hidroeléctrico para abastecer una demanda de
seis fincas cafeteras, que podría competir con la línea de interconexión desde la
PCH de Palmor, y en el cual los usuarios estaban interesados en participar.
Reconocimiento y Estudio de Factibilidad: Mediante un reconocimiento se
efectuaron mediciones de caudal y caída, encontrándose un salto aprovechable de
43 metros y un caudal mínimo de 100 [l/s]. Los parámetros para bocatoma,
conducción, desarenador y casa de máquinas se midieron a cinta, nivel locke y
mira topográfica. Los diseños se estimaron en obra y se afinaron en la oficina de
tal forma que los presupuestos puedan ser considerados con una precisión
aceptable para proyectos a esta escala. Las líneas de distribución por baja tensión
se midieron a cinta.
Se realizó un estudio de rentabilidad, comparativo entre la microcentral y la línea
de interconexión, resultando más favorable el proyecto hidroeléctrico. La demanda
estimada del proyecto es de 10 [KW] y se proyectó para suplirla en un
aprovechamiento de 13 [KW].
Diseños: La bocatoma se diseñó con una toma de rejilla de fondo o tipo tirol y
lateralmente un pequeño desarenador que almacene material grueso que en
crecientes podría ir directamente a la turbina. Desde esta estructura se instaló una
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO 53
tubería de presión de 8 pulgadas en PVC hasta la casa de máquinas en una
longitud aproximada de 300 metros. El equipo electromecánico es una turbina T-3
de diseño SKAT, construida por Colturbinas Ltda. en Barranquilla y acoplada a un
generador comercial sin escobillas, mediante poleas y correas.
La regulación se hace mediante un regulador electrónico de carga que mantiene el
equipo a potencia constante. Las redes de distribución a los usuarios se
construyen en baja tensión en calibres No.6, 4 y 2 AWG, ACSR hasta distancias
máximas de 700 metros.
Financiación: El costo total del proyecto ascendió a la suma de $ 11'250.000 (US
$ 32.143) y su financiación se efectuó así:
- PESENCA $ 3'000.000
- Comité de Cafeteros $ 1'600.000
- Usuarios $ 6'650.000
-Total del proyecto $ 11'250.000
PESENCA garantizó su ejecución mediante crédito puente a los usuarios, y el
Comité de Cafeteros de la región les donó el cable eléctrico para las redes.
Ejecución: La ejecución del proyecto estuvo a cargo de HIDROENERGIA Ltda.,
mediante contrato de construcción a todo costo. Los usuarios propietarios del
proyecto aportaron los agregados de construcción obtenidos en la región, así
como también los transportes desde la población de Palmor hasta el sitio de
utilización en obra. Esta participación de los usuarios representa un 5 % del costo
total del proyecto. La naturaleza y sencillez de esta obra permite una construcción
rápida (1 mes) y con poco personal, pero es necesario tener mano de obra
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO 54
calificada con experiencia y una dirección permanente para lograr los objetivos
propuestos. El equipo electromecánico se construyó e instaló hace
aproximadamente un año y no ha presentado problemas apreciables en la parte
mecánica. La eficiencia de la turbina se mantiene en un rango del 65 % al 70 % y
el regulador electrónico de carga viene siendo sometido a un proceso de
seguimiento y optimización.
Estado Actual De La PCH de Paucedonia En este momento el estado actual de esta PCH de Paucedonia es muy bueno
pues ésta PCH sólo presta sus servicios o entra a generar energía eléctrica
únicamente para el abastecimiento de sietes fincas cafeteras, motivo por el cual el
uso de esta PCH es el adecuado.
También cabe mencionar que esta PCH cuenta con una organización muy
parecida a la del Palmor, la única diferencia es que no se ha organizado una
empresa electrificadora con la comunidad y que sólo presta sus servicios para
estas fincas cafeteras.
En cuanto a la parte de su estructura civil y eléctrica, se encuentra en muy buen
estado. Esta es una de las pocas PCH construida dentro del programa PESENCA
que esta en capacidad de generar energía eléctrica por los menos de 8 a 9 meses
del año. Este fenómeno se da por la gran cercanía a las estribaciones de la Sierra
Nevada de la ciudad de Santa Marta.
La inversión en esta PCH es viable ya que, como se menciona, ésta funciona
permanentemente y es una de las que podría generar de 8 a 9 meses del año.
Cualquier tipo de inversión se recuperará en muy poco tiempo. Además de estar
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO 55
satisfaciendo las necesidades de la comunidad y cumpliendo con el objetivo
principal del programa PESENCA, el cual era energizar o abastecer las zonas
donde el sistema de interconexión no llegara, dando así prioridad la todo estas
poblaciones donde se cultiva en espacial el café.
3.4.4 Microcentral De Palestina
Con un caudal de 75 l.p.s. y una caída de 22.5 m., se obtiene una capacidad de
generación de 8.4 Kw. Los costos del proyecto alcanzaron un total de $5`637.145
para la financiación de este proyecto. PESENCA aporta el 70% y los usuarios el
30% del valor de las obras.
Estado Actual De La PCH Palestina Esta es una de las PCH construida por el programa PESENCA la cual se
encuentra en total funcionamiento, conforme al tope de su capacidad. Claro está
que su estado de deterioro en la parte civil es muy notorio, mientras que en la
parte eléctrica ésta cuenta con unos equipos recientes, que fueron donados por
una empresa extranjera que tiene convenio de cooperación y de ayuda con esta
población del Magdalena. Cabe mencionar que estos equipos no son nuevos, pero
según la alcaldía de esta población los equipos se encuentran en buen estado y
en un promedio de uso del 50% de su vida útil.
Los equipos entregados para esta planta fueron: un generador, una turbina
hidráulica y algunos otos equipos que conforma la casa de maquina.
También cabe resaltar que esta PCH al igual que la de de Paucedonia está
ubicada en sitios muy buenos hídricamente, motivo por lo cual son PCH que
podrían generar mas meses que las otras.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO 56
3.4.5 Pequeña Central Hidroeléctrica De Sacramento.
Con un caudal de 43 l.p.s. y una caída bruta de 108 m., se obtiene una capacidad
de generación de 23 Kw. El valor total de las obras es de $30`424.126 y los
aportes que se realizaron fueron de: usuarios el 12%, Alcaldía de Fundación el
12%, Comité de Cafeteros el 13% más el 25% del PNR, CORELCA el 17% y
PESENCA el 21%.
Estado Actual De La PCH De Sacramento Estas PCH de sacramento fue diseñas por PESENCA, para suplir las necesidades
de todos los cafeteros de esta zona y para algunas fincas bananeras de la zona;
pero el gran problema que ésta presenta es la falta de mantenimiento y de
remodelación por parte de la empresa encargada o a la cual fue entregada,
después de desaparecer el gran programa de energización de la costa más
conocido como PESENCA.
Esta PCH está ubicada en zona roja, motivo por el cual, lo que ha facilitado su
deterioro, pues en los últimos años no se ha permitido la entrada o ingreso del
personal calificado por parte de las empresas encargadas de realizar el
mantenimiento. Motivo suficiente para no realizar cualquier clase de inversión
siempre, incluso para dar un diagnóstico real de los equipos y de las obras civiles.
Otra razón de su no funcionamiento son las escasas lluvias, fenómeno que tiende
a disminuir las fuentes hidrológicas e impedir el funcionamiento de las pequeñas
centrales.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO 57
3.4.6 Microcentral Hidroeléctrica De Macho Solo.
Ubicada en la Tagua Magdalena. con un caudal de 48 l.p.s. y una caída bruta de
108 m., se obtiene una capacidad de generación de 10 Kw. para beneficiar a 23
habitantes, con un costo por Kw., instalado de 2377 US $/Kw.
Estado Actual De La MCH De Macho Solo Algunos habitantes de esta humilde población contaron que esta planta sólo
funcionó 5 años, 1990 a 1995 después de esta fecha no ha funcionado más esta
planta, ya que la fuente hidrológica prácticamente no existe [34].
Esta MCH se encuentra en un estado de abandono y deterioro del 100%, lo más
preocupante de la situación es que a la fecha de hoy algunos de estos equipos
que conforma la parte eléctrica o electromecánica están en condiciones
aceptables y podrían llegar a ser utilizados en otras PCH que conformaron el
programa PESENCA.
Si sería bueno que el gobierno nacional por medio de entidades privadas y
empresas regionales prestadoras del servicio de energía eléctrica en la zona
(Electricaribe, Electrocosta) tomen cartas en le asunto, ya que es una población
muy humilde y pobre. El producto agrícola que hoy es de gran importancia para el
desarrollo de las poblaciones vecinas y de las grandes poblaciones o ciudades a
sus alrededores hoy. Esta población se abastece de energía eléctrica por medio
de una planta Diesel, la cual es recargada una vez a la semana y se utiliza sólo 5
horas diarias; el combustible se compra todos los días sábado en la ciudad de
Fundación.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO 58
Por todo lo expuesto en esta evaluación no seria rentable la construcción de una
nueva PCH en esta zona, y mucho menos la inversión en lo que hoy en día exista,
ya que no hay lo principal, el recurso hídrico.
3.4.7 Microcentral De Río Piedras 250 Kw.
Ubicada cerca del corregimiento de Bonda, Municipio de Santa Marta. Beneficiaría
a 57 usuarios del Comité de Cafeteros del Magdalena. La obra civil esta terminada
en su totalidad y el montaje de los equipos en un 100%, casa de maquinas
superficial, dos turbinas de tipo Francis está totalmente terminada al igual que las
redes eléctricas para la prestación del servicio.
Está constituido por una presa de derivación en concreto, estructura de toma,
desarenados de 29m de longitud, canal en concreto con tapas a media ladera con
una longitud de 800 m, tanque de carga, tubería de presión con un diámetro de
24” y caída neta para las turbinas de 50m.
La casa de máquinas es de tipo superficial, para albergar dos turbinas tipo Francis
adquiridas por el Comité de Cafeteros, las cuales prestaron servicio en la
población de Rovira (Tolima) con una capacidad de generación de 125Kw cada
una y un canal de fuga en concreto de 30 m de largo.
Estado Actual De La MCH De Rió De Piedras
Al igual que las anteriores MCH, el estado actual de esta pequeña central es
apenas aceptable, pues alguna parte de esas obras civiles se encuentran un poco
deterioradas; pero esto no limita o dificulta su funcionamiento, mientras que en la
parte de eléctrica o los equipos electromecánicos de esta MCH o PCH se
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO 59
encuentran en muy buen estado, ya que esta ha sido una de las pocas MCH o
PCH por la cual la empresa prestadora de servicio de energía de la zona se han
preocupado, dándole mantenimiento bueno y oportuno.
Es importante destacar que esta MCH sólo entra en funcionamiento o se podría
generar energía eléctrica solo 4 meses del año, ya que los niveles de esta fuente
hidrológica son muy bajos en los otros 8 meses del año razón por la cual no sería
muy viable la inversión para una futura remodelación tanto en la parte civil como
en la parte eléctrica
Una nota importante de esta MCH, es que se está adelantando un estudio por
parte de una firma constructora interesada en la ampliación y remodelación de las
obras civiles de la MCH. Para este estudio, a (Bonda) corregimiento de la ciudad
de Santa Marta le fue asignado un dinero, el cual será invertido en los resultados
que arroje el proyecto en estudio; el mismo consiste en la construcción y
remodelación de las obras civiles de esta MCH.
4.6.8 Pequeñas Centrales Hidroeléctricas de Bonda, Miguel Medina, Siervo Arias
DATOS OBTENIDOS:
No UNIDADES
POTENCIA
INSTALADA
POTENCIA EFECTIVA
Q. DISPONIBLE
H. BRUT
A H.
NETA ENTIDADES A CARGO
RECURSO
HIDRICO NOMBRE
DE LA PCH 1 - - - - - - - BONDA
1 3000 - 0.215 90 82 CORELCA R.
CHERVA MIGUEL MEDINA
1 13 - 0.2 - 30 CORELCA Q.
PALMAR SIERVO ARIAS
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO 60
Estado actual de las PCH de Bonda, Miguel Medina, Siervo Arias
De estas tres pequeñas centrales hidroeléctricas no se tuvo información debido a
que estas PCH se encuentran o zonas catalogadas como rojas. Debido a este
gran inconveniente y al poco acceso que se tuvo en las diferentes poblaciones, se
conoció que ninguna de estas pequeñas centrales está en funcionamiento, debido
a que algunas han sido desvalijadas o desmanteladas por los mismos habitantes
de las poblaciones y por los diferentes grupos.
Como una nota importante de esta evaluación de estas PCH la de Siervo Arias fue
saqueada por los pocos trabajadores que actualmente laboraban, ya que algunos
de estos trabajadores fueron mal liquidados por parte de la empresa CORELCA
encargada del pago de sus labores y la cual hoy en día ya no existe
Según un ex-funcionario de esta institución (CORELCA), que estuvo muy
vinculado con la realización de este programa especial de energía de la Costa
Atlántica PESENCA y el Gobierno de la Republica Federal Alemania,
representada por GTZ (Sociedad Alemana para la Cooperación Técnica), los
malos manejos impidieron la realización y ejecución de estos proyectos; se afirma
también que la cuota política y burocrática del momento era muy grande.
Una manera acertada para la ejecución de un proyecto de PCH, son los estudios
preliminares, la figura de Gerencia de Proyectos y la asesoría durante las etapas
de construcción.
Durante las etapas de esta clase de proyecto, el programa PESENCA nunca tuvo
personas encargadas de la supervisión o revisión de estos proyectos, afirmo el ex-
funcionario de CORELCA.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO 61
3.4.9 Microcentral Hidroeléctrica De Villa Germania. Dpto. del Cesar
Ubicada en la vereda de Villa Germania, Cesar. Con un caudal de 245 l.p.s. y una
caída bruta de 27.20 m., se diseño para que generar entre 30 Kw. y 60 Kw. La
microcentral se encuentra en diseños y su costo se estima en $131`500.000 pesos
colombianos, en el año de 2000.
Estado actual de la Microcentral Hidroeléctrica De Villa Germania. Esta PCH fue la última construida por el programa PESENCA. Fue diseñada con
el objetivo de suministrar energía a todas las poblaciones y veredas cercanas a la
ciudad de Valledupar que es el gran lugar de consumo.
Actualmente esta PCH se encuentra sin terminar, con las obras civiles inconclusas
y la parte electromecánica sin usarse, ya que se encuentran algunos equipos en
una bodega de almacenamiento dentro de la misma PCH. Y si se pudiera
cuantificar la estructura civil, podemos decir que se construyó un 70%, del cual
hoy en día, con el paso de los años el estado de deterioro ha aumentado de
manera notoria y se puede decir que es del 35%, mientras que los equipos
electromecánicos están sin usar y algunos de estos todavía se encuentran con sus
respectivos empaques en los cuales llegaron a la ciudad.
Análisis General de las PCH Evaluadas y que Conformaron el Programa PESENCA.
Una ves termina de recolectar esta información correspondiente a las pequeñas
centrales hidroeléctrica, que conformaron el proyecto PESENCA, se entraron a
analizas de los diferentes factores, que impiden o afectan el funcionamiento de la
PCH de la costa atlántica.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO 62
Estos factores que se entran a analizar, son los más comunes en cada una de las
PCH, y por este motivo, afectan el funcionamiento o la operación de las PCH de la
Costa Atlántica, estos factores son los siguientes:
FACTORES ANALIZADOS CANTIDADES PORCENTAJES % Deterioro En La Parte Civil 6 16% Deterioro En La Parte Eléctrica 5 13% Falta De Mantenimiento 8 21% Obras Inconclusas 1 3% Falta De Plantación Del Proyecto 7 18% Desmantelamiento De La PCH 2 5% Falta De Recurso Hídrico 2 5% Robo De Los Equipos 4 11% Falta De Información 3 8% TOTAL 38 100%
factores que afectan las pch de la costa
Falta De Inform ación
8%Robo De Los Equipos
11%
Falta De Recurso Hídrico
5%
Desm antelam iento De La PCH
5%
Falta De Plantación Del Proyecto
18% Obras Inconclusas3%
Deterioro En La Parte Eléctrica
13%
Deterioro En La Parte Civil
16%
Falta De Mantenim iento;
21%
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO 63
Tabla 3. Información De Las Pequeñas Centrales Hidroeléctricas Evaluadas.
DEPTO NOMBRE DEL
PROYECTO LOCALIDAD POTENCIA
(kW) FUENTE HIDRICA CANT. UND.
POBLACION A ATENDER
ESTADO ACTUAL
COSTO TOTAL
ESTIMADO (US $)
COSTO UNITARIO (US $/KW)
MAGDALENA MINICENTRAL RIO PIEDRAS BONDA 200 RIO PIEDRAS 60 FUNCIONA 94.950.000 1.266
MAGDALENA BONDA BONDA 200 RIO BONDFA 300 DESCONOCIDO 94.950.000 1.266
MAGDALENA GAIRA GAIRA 1090 RIO GAIRA FUNCIONA 42.903.647 125
MAGDALENA MICROCENTRAL DE MACHOSOLO LA TAGUA 10 RIO CHERVA 40 NO FUNCIONA 25.149.000 2.243
d) Identificación y potencialización de los impactos positivos: Se debe
procurar en lo posible por destacar, identificar y valorar los factores que son
favorables a los proyectos, de igual forma como se identifican los impactos
negativos. Esta comparación permitirá hacer un balance real sobre la
conveniencia de la obra.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO
91
e) Avance gradual en la evaluación: La evaluación ambiental de cada una
de las etapas avanzará gradualmente en el conocimiento del ambiente y en los
análisis que se deben realizar. Este procedimiento permitirá reducir las
incertidumbres que existan, aclarar los aspectos con información deficiente y
optimizar el consumo de recursos.
f) Utilidad de la información en etapas futuras: Durante el desarrollo del
proyecto, cada etapa que se plantee debe estar estrechamente ligada con la
siguiente para que con el avance de la obra se vayan fortaleciendo cada uno
de los criterios y así llegar a sugerir las estrategias más acertadas en las
etapas finales del proyecto. Es así como el Estudio de Impacto Ambiental
(EIA), el Plan de Manejo Ambiental (PMA) y los procesos de seguimiento y
control del proyecto deben ser el reflejo profundo y concienzudo de las etapas
anteriores.
4.20. MODELO PARA LA CONSTRUCCIÓN DE PEQUEÑAS CENTRALES HIDROELÉCTRICAS PARA LA COSTA.
4.20.1 Pequeñas Centrales Hidroeléctricas
Las Pequeñas Centrales Hidroeléctricas - PCH, son una alternativa para las zonas
aisladas, dado que ofrecen la posibilidad de cubrir la demanda de energía en
forma confiable y continua. Si bien presenta unos costos elevados en la etapa de
montaje, su condición especial de contar con la energía primaria, el agua en forma
natural, hace que en la etapa operativa se eviten los costos de transporte de
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO
92
combustible, que resultan onerosos en otras soluciones energéticas como las que
utilizan combustibles fósiles.
4.20.2. Generación Hidráulica
Mediante las plantas de generación hidráulica, se aprovecha la energía potencial
almacenada en el agua contenida en un embalse, con base en una diferencia de
nivel, para transformarla inicialmente en energía mecánica o cinética, haciéndola
pasar por una turbina hidráulica a la cual se le ha acoplado un generador que
finalmente es el encargado de transformar la energía mecánica en eléctrica.
Clasificación De Los Sistemas De Generación Hidráulica
Diferentes organismos Internacionales, regionales y nacionales han adoptado
algunos parámetros para facilitar el diseño, construcción, administración,
operación y mantenimiento de las denominadas Pequeñas Centrases
Hidroeléctricas (PCH). Guardando similitud de criterios y considerando el
importante potencial de este recurso, Colombia ha considerado necesario
establecer la siguiente clasificación;
En cuanto a las PCH, para efectos de facilitar su estudio, ejecución y adaptación
tecnológica se han clasificado según su potencia y cabeza
Clasificación De Las PCH
Tradicionalmente las PCH se han clasificado por la forma de captación así:
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO
93
• PCH filo de agua: En este tipo de proyectos no se cuenta con embalse, lo
que implica que la planta solo utiliza el agua que fluye por el río en
condiciones normales. La potencia de salida de estas plantas de hidrología
por lo cual generalmente se dimensionan para que el mínimo flujo del río
pueda suplir la demanda requerida.
En los proyectos filo de agua se requiere un sistema para desviar el agua
del río y así aprovechar al máximo el flujo de agua disponible, por lo general
se emplea un dique de derivación o una pequeña presa para esto.
• PCH con embalse: En este tipo de desarrollos el agua es almacenada en
un reservorio (puede ser un lago existente o un embalse), esto implica la
construcción de una o mas presas que puede tener un alto impacto
ambiental. Aunque estos proyectos ofrecen una potencia firme, los costos
de las obras para el almacenamiento del agua generalmente hacen que el
proyecto no sea viable económicamente.
Otras Clasificaciones De PCH.
Por su funcionamiento diario: Puede ser de uso continuo cuando operan
durante las 24, horas de! día o discontinuo cuando se opera solo en algún periodo
del día.
Por su Sistema de Control: Se clasifican en plantas de carga variable cuando la
planta se regula con un sistema automático o manual, ó, de carga constante la
cual es mantenida mediante sistemas de disipación de carga o utilizando los
excedentes de energía en aplicaciones complementarias
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO
94
Por el Uso Final de la Energía: Pueden ser de fin hidráulico es decir cuando la
turbina es conectada directamente a una bomba o elevador de agua; de finalidad
mecánica, cuando la turbina es conectada a través de correas de transmisión para
molinos de grano, motosierras, etc.; de finalidad eléctrica cuando la turbina es
conectada a un alternador y por lo tanto a una red eléctrica,
Por su Conexión con el Sistema Eléctrico: Las plantas pueden ser aisladas,
conectadas a una pequeña red comunitaria, o, integradas al Sistema
Interconectado Nacional.
Por sus Características Técnicas: Se pueden clasificar en:
Plantas Convencionales: Todos los componentes, obras civiles, captación
del agua, canales, desarenadores, tanques de agua, túneles, tubería de
presión, equipo electromecánico e hidráulico, son diseñados construidos y
probados de acuerdo con tecnologías comprobadas y estrictamente
normalizadas. Las instalaciones de control, medida, protección,
señalización, sincronización, etc., son fabricados, probados y puestos en
servicio, mediante protocolos que deben cumplir indicadores
internacionales que cumplen con normas internacionales establecidas por
países desarrollados.
Plantas No Convencionales: Utilización y adaptación de captaciones
existentes para otros usos (canales de irrigación, acueductos), tubería de
presión en materiales menos exigentes (concreto, PVC), equipos
electromecánicos e hidráulicos diseñados, construidos y fabricados con
tecnologías apropiadas y paneles de control, medida y protección, con un
mínimo de Instrumentos.
Plantas Parcialmente Convencionales: Obras civiles con cierta calidad y
equipo electromecánico e hidráulico adaptado de oras plantas
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO
95
convencionales fuera de servicio por diferentes razones (abandonadas,
dañadas, vencimiento de vida útil, etc.).
4.21. COMPONENTES PRINCIPALES DE LAS PCH
En la graficas mostradas a continuación se presentan los esquemas típicos de una
PCH.
En una PCH se pueden identificar dos componentes principales: las obras civiles y
los equipos eléctricos y mecánicos.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO
96
4.21.1. Obras Civiles
Las obras civiles más importantes son:
Dique de toma o vertedero: La función del dique de toma es desviar agua
del río al canal de alimentación de la planta. Generalmente las PCH son de
tipo filo de agua y por esta razón los diques o vertederos son de
construcción sencilla. Los materiales más frecuentes para su construcción
son concreto y madera.
El dique de toma cuenta con una bocatoma construida generalmente en
concreto reforzado, una compuerta construida generalmente en madera o
acero y una rejilla que sirve de filtro de los sólidos que pueden deteriorar la
turbina.
El canal de alimentación: Es una excavación que generalmente sigue el
contorno del terreno y lleva el agua hasta la cámara de carga.
La cámara de carga: Es un tanque que mantiene agua entre el canal de
alimentación y el tubo de carga, éste debe ser lo suficientemente profundo
para asegurar que la bocatoma del tubo de carga este completamente
sumergida.
El tubo de carga: Conecta la cámara de carga con la casa de maquinas,
puede estar construido en acero, hierro, fibra de vidrio, plástico, concreto o
madera.
El tubo de descarga: Lleva el agua desde la salida de la turbina al río, al
igual que el canal de alimentación es una excavación.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO
97
La casa de maquinas: Contiene las turbinas y la mayoría de los equipos
eléctricos y mecánicos. Típicamente la construcción es en concreto o en
otros materiales de construcción convencionales.
5.21.2. Componentes Eléctricos Y Mecánicos
Los principales equipos son la turbina y el generador
Turbinas: Las turbinas son las máquinas que transforman la energía
hidráulica (presión y velocidad del agua) en energía mecánica rotativa al
producir el movimiento continuo del eje de la turbina. Las turbinas se
clasifican en dos grupos:
De impulsión: En las que el agua entra y sale de las turbinas a la presión
atmosférica (Pelton, Turgo, Michell-Banki).
De reacción: En las que el agua llena totalmente el rodete de la turbina y
tiene una gran diferencia de presión entre la entrada y salida del agua
(Francis, Kaplan o de Hélice).
Generalmente las turbinas empleadas en PCHs son versiones en pequeña
escala de las turbinas utilizadas en los proyectos convencionales de
generación.
Generador: Es el equipo usado para la conversión de la energía
mecánica en eléctrica. Consta de una parte giratoria (rotor),
conectada al eje de la turbina, y una parte fija (estator). La
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO
98
electricidad se produce en el inducido, cuando los conductores
atraviesan el campo magnético del inductor. Los tipos de
generadores utilizados en PCHs son sincrónicos y de inducción o
asincrónicos
Otros componentes son:
El regulador de velocidad: equipo auxiliar que sirve para mantener la
velocidad sincrónica del generador y parada de emergencia de la unidad.
El tablero de control: para la señalización, protección, mando, medida,
sincronismo y operación de la PCH.
Válvulas de control de flujo para la turbina: Son requeridas para el
control del flujo de agua a la turbina, son necesarias para operaciones de
mantenimiento y salidas de operación. Por lo general estos componentes
están hechos en acero y hierro.
Subestación.
Sistema de control hidráulico para las turbinas y válvulas.
Sistema de ventilación.
Sistema de lubricación y enfriamiento de agua.
Sistema de telecomunicaciones, entre otros.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO
99
4.22. Información Básica Para El Diseño De Las PCH.
El análisis de las posibilidades hidroeléctricas de las cuencas hidrográficas, parte
del conocimiento de estudios de topografía, hidrología, geología y suelos, ya que
es la base para el diseño de todas las obras civiles necesarias, en la construcción
de las Pequeñas Centrales Hidroeléctricas.
• Estudios de Topografía: En el desarrollo de los proyectos se debe
consultar con la cartografía del IGAC, relacionada con la zona de interés,
así como sus vías de acceso actuales o proyectadas. Los mapas
topográficos dan una buena descripción del drenaje, análisis tectónico
preliminar y el trazado de las vías de penetración presentes.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO
100
• Estudios de geología y geotecnia: Juega un papel importante debido a
que las características del material rocoso se deben tener en cuenta al
momento de diseñar y construir las obras.
• Estudios Hidrológicos: E! comportamiento hidrológico de la cuenca esta
en función de sus características de clima, cobertura vegetal, geomorfología
y fisiografía de !a misma. El estudio hidrológico incluye e! análisis de las
cuencas donde se localiza el proyecto, con el fin de determinar los caudales
en el punto escogido como sitio de capacitación, tanto en valor medio, a
escala mensual o diaria como en sus valores máximos y mínimos.
5.23. Costo Por KW Instalado
Los costos asociados a las PCH son variados y dependen de ¡os equipos
eléctricos y mecánicos y de la magnitud de las obras civiles, las causas son
particulares a cada sitio. Así mismo, los costos de distribución dependen de la
localización del proyecto, e! cual puede estar ubicado a varios kilómetros del
centro de demanda.
En la figura mostrada, aporta una idea sobre los costos que inciden en este tipo de
proyectos, con turbinas Michell - Banki, aclarando que las obras civiles dependen
de las dificultades de acceso.
En la figura se observa que los costos oscilan desde US $3.000/kW instalado para
33 kW, hasta US $380/kW instalado para 2.700 kW.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO
101
Los estudios de factibilidad, de impacto ambiental y en general todos los estudios
anteriores a la implementación de este tipo de proyectos representan entre el 10%
y 20% del costo total, cuya variación depende de las condiciones particulares de
cada región y proyecto y teniendo en cuenta que esta fase toma 1 año en la
recopilación de la información (especialmente por variables climatológicas y
comportamiento durante ese periodo de la localización de! proyecto para estimar
los Kwh. que pueden ser generados en cada periodo del año y otro año para
realizar los estudios pertinentes.
5.24. Estado Del Arte
Los desarrollos tecnológicos actuales en las PCH, buscan mejorar la eficiencia del
sistema y la relación costo - beneficio en sitios con bajas caídas de agua, lo que
permitirá que se desarrollen proyectos de este tipo en sitios donde antes no era
técnica o económicamente viable.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO
102
Los temas sobre los que en la actualidad se esta trabajando son:
- Uso de turbinas de velocidad variable: desarrollos recientes en la electrónica
de potencia permiten que las turbinas no giren necesariamente a la velocidad
sincrónica. Esto permite usar turbinas más simples y menos costosas, que
presentan una baja disminución de la eficiencia en comparación con las turbinas
reguladas usadas normalmente.
- Uso de generadores de inducción, control electrónico y telemetría: los
generadores de inducción son menos costosos que los alternadores usados
actualmente, por otro lado, el uso de sistemas de control electrónico y telemetría
permite la operación remota de la planta de una forma eficiente y menos
costosa.
- Uso de turbogeneradores sumergibles: esta tecnología es similar a la de las
bombas eléctricas sumergibles, el mantenimiento es bajo y no se tiene la
necesidad de una casa de maquinas y/o un operador.
- Uso de nuevos materiales: el uso de nuevos materiales como plásticos,
materiales anti-corrosivos, fibra de vidrio, tubería en PVC, etc., permite reducir
costos y facilitar la implementación de este tipo de proyectos.
- Aumento artificial de la cabeza: un exceso de finjo de agua puede ser usado
para crear una succión extra en el tubo de aspiración en PCHs con muy baja
cabeza, y de esta forma aumentar artificialmente la cabeza efectiva- Esto puede
reducir la eficiencia pero incrementar la relación costo - beneficio siempre que
se tenga disponible un exceso de flujo suficiente.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO
103
- Optimización de pequeños sistemas a través de herramientas de cómputo: Estas herramientas permiten dimensionar con mayor exactitud los sistemas.
- Desarrollo de "Kits estándar" de instalación apropiados para condiciones
preestablecidas: lo que permitirá disminuir los costos significativamente por la
estandarización tanto de los componentes como de las instalaciones en
pequeños proyectos.
5.25. Fabricantes De Equipos
La diversidad de modelos de turbinas y equipo eléctrico, electrónico y mecánico,
ha permitido una gran oferta mundial, para distintas capacidades, eficiencias y
materiales de construcción. Sin embargo los precios siguen en ascenso en una
forma que impide su fácil adquisición. De ahí que sea importante que los usuarios
que cuente con potenciales importantes del recurso de PCH, traten de crear su
propia infraestructura tecnológica, en el mundo industrializado se ha generado un
número abundante de Fabricantes de Turbinas Hidráulicas para PCH (< 10 MW),
de distintos tipos (Pelton, Francis, Kaplan, Turgo, Michell - Banki, etc.), series
(código del fabricante), disposiciones (horizontal, vertical, inclinada), capacidades
(desde 1kW hasta 10.000kW), materiales de confección (acero inoxidable y
materiales sintéticos), accesorios complementarios (reguladores hidráulicos o
electrónicos), operación (manual, automática y semiautomática), ensamble
(desagregado o compacto) y algunas otras características (elementos de control,
señalización, medida, protección, etc.). En el mundo existen más de 100 fábricas
especializadas en PCH.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO
104
Dentro de la tecnología cambiante, ya se encuentran en el mercado, equipos
compactos que facilitan su transporte e instalación en las ZNI, como los
CINKTAINER para situaciones de inundación y erosión, hasta la tipo sumergible
para unos pocos kilovatios, que se está instalando actualmente en el Amazonas y
el Chocó. [0]
4.26. Conclusiones Del Modelo Para La Construcción De Pequeñas Centrales Hidroeléctricas Para La Costa
En Colombia, se ha estimado un potencial de Hidroenergía en pequeña escala
(PCH), entre 25 y 30 GW2. Sin embargo, dada la complejidad que reviste la
evaluación de este recurso, se requiere avanzar en los estudios hidrológicos y de
balances hídricos de las regiones para formular el inventario de recursos
hidroeléctricos con que se cuenta.
La experiencia alcanzada en las ZNI del país con respecto a las PCH ha sido
relativamente desafortunada, en la siguiente tabla se muestra en resumen, el
estado de los proyectos de PCH en las ZNI:
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO
105
ESTADO ACTUAL DE LOS PROYECTOS DE PCH EN ZNI
ABANDONADO; 1; 1%
PROYECTO IDENTIFICADO; 132;
68%
NO DETERMINADO; 10; 5%
REPOTENCIACIÓN; 2; 1%
CONSTRUCCIÓN; 1; 1%
OPERACIÓN; 2; 1%
ESTUDIOS PRELIMINARES; 14; 7%
PREFACTIBILIDAD; 4; 2%
FACTIBILIDAD; 2; 1%
DESCARTADO; 3; 2%
DISEÑO; 10; 5%
DISEÑO CONCLUIDO; 11; 6%
Estado Actual Proyectos Con PCH En ZNI
Estado actual Cantidad de proyectos Potencia total (kw) Porcentaje del total de potencia
OPERACIÓN 2 2584
2,1
ABANDONADO 1 35
1,1
REPOTENCIACIÓN 2 2120
2,1
CONSTRUCCIÓN 1 2000
1,1
DISEÑO CONCLUIDO 11 58100
11,6
DISEÑO 10 71206
10,5
DESCARTADO 3 10630
3,2
FACTIBILIDAD 2 8200
2,1
PREFACTIBILIDAD 4 2110
4,2
ESTUDIOS PRELIMINARES 14 18213
14,7
PROYECTO IDENTIFICADO 132 43503
132,68
NO DETERMINADO 10 1898
10,5
TOTAL 196 220599 100.00%
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO
106
Como se observa, de los 220488 kW identificados solamente se encuentran en
operaciones 2584 kW.
Lo anterior obedece principalmente a que el desarrollo de estos proyectos ha
resultado bastante oneroso, asimilándose a los grandes proyectos hidroeléctricos
y al manejo inadecuado de los mismos.
Pese a lo anterior, no se debe perder el objetivo de aprovechar las PCH como
recurso energético disponible, que tiene entre otras ventajas el ser altamente
competitiva frente a otras alternativas energéticas, y que aunque tienen
limitaciones hidrológicas, topográficas y de traslado al sitio de generación, permite
ahorrar el alto costo de los combustibles utilizados comúnmente para generación
de electricidad.
Para promover el desarrollo masivo de las PCH en Colombia, se deberá actuar en
los siguientes aspectos:
Continuar con la recolección de la información hidrológica, geológica,
aerofotográfica y ambienta! que permita una evaluación más acertada del recurso.
Simplificar esquemas de manera que no se requieran exageradas construcciones
y la configuración de complejos equipos, para que los proyectos no resulten
onerosos.
Insistir en la retroalimentación "feed back", de proyectos ejecutados para asimilar
las experiencias negativas y exitosas
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO
107
Encontrar el equilibrio entre la sencillez de las obras civiles y la confiabilidad y la
estabilidad de las obras. En los últimos años han surgido ofertas en el mercado de
equipos hidromecánicos y electromecánicos para soluciones operativas
simplificadas, económicas y ambientalmente recomendables
Adoptar criterios definitivos en la concepción de proyectos para ZNI, los cuales no
se pueden concebir como en el caso del Sistema Nacional Interconectado, en
donde las economías de escala recomiendan proyectos de mayor potencial y
cobertura. En las ZNI se deben mantener criterios de solución local, muy próximos
al lugar de consumo, con esquemas simplificados y compactos, con pocas obras
civiles, que no requieran líneas extensas por zonas selváticas y que puedan ser
operados por personas de la zona. [0]
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO
108
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Las conclusiones siguientes son, además del producto de investigación
bibliográfica, aportes de opinión del Director de tesis [3].
Se hace necesario que el Estado promueva y patrocine la construcción de
PCH’s donde no ha llegado el sistema de interconexión eléctrica (ZNI).
Es prioritario que el Ministerio del Medio Ambiente, entre ha controlar y
supervisar que con la construcción de las PCH no se afecte ni se altere el
ecosistema y el medio ambiente.
Es fundamental que el Estado genere la creación de una entidad que
controle convenios y consorcios con el fin de evitar los malos manejos de
dinero que se han presentado en el pasado, e impedir la corrupción en la
selección de personas o entidades que no estén en capacidad de asumir
dicha responsabilidad.
Otra acción de gran importancia es la necesidad de realizar un monitoreo
ambiental que detecte los posibles problemas que surgen de la puesta en
operación de estos proyectos.
Otra propuesta de carácter indispensable es que exista la figura de
“Gerencia de Proyectos”, ente que podría encargarse de la planificación,
ejecución y control del proyecto.
Además de las conclusiones mencionadas, se pueden agregar algunas
observaciones de orden mucho más técnico:
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO
109
No pretender construir con planos de licitación que no garanticen un
conocimiento total del terreno y ambiente en el que se ha de ejecutar el
proyecto.
Actualizar los estudios de demanda de energía sin dejar que transcurra un
tiempo excesivo entre las etapas de cada proyecto (estudios preliminares,
diseño, factibilidad, construcción, etc.); de esa manera se evitará que el
proyecto sea, o no, viable en el momento de su ejecución.
Invertir presupuestos en equipos de eficiente calidad, que respondan a las
especificaciones que se requieren para las regiones o poblaciones en que
se han de instalar y con los cuales se pueda garantizar una prestación
igualmente eficiente del servicio.
No adelantar procesos de construcción sin tener claridad en aspectos
topográficos y geomorfológicos y con ello la imprecisión en el trazado y la
ubicación dé las obras civiles.
Efectuar un control más cercano a los proyectos, con el objeto de mantener
informadas a las personas encargadas sobre posibles alteraciones que
puedan presentarse.
Continuar en ese ánimo de concertación con las comunidades beneficiadas
atendiendo sus necesidades sociales básicas, tal como se evidencia en los
procesos de gestión ambiental realizados últimamente.
Finalmente, se exponen unas recomendaciones generales en lo referente a las
PCH como tales:
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO
110
Los proyectos hidroenergéticos giran en torno al concepto de la economía
de escala, por la cual, no deberá descuidarse la parte civil ni la
electromecánica a fin de evitar posibles sobrecostos.
La adjudicación de licitaciones debe contemplar, como primera medida, la
calidad de la ingeniería dentro de la misma, no únicamente los costos que
involucra.
Capacitar a la población en el manejo y mantenimiento de las pequeñas
centrales hidroeléctricas, así como en la investigación tecnológica de las
mismas; de esa manera se garantizará el mejoramiento de los proyectos y
programas ligados.
Las PCH deben diseñarse de acuerdo a las necesidades de los
ecosistemas y zonas de amortiguamiento adyacentes a la zona donde han
de funcionar.
Se recomienda minimizar los costos del diseño y montaje de las PCH por
medio de financiamientos especiales, no reembolsables, de fondos como el
Global Enviroment Facility (GEF)
Durante las fases de reconocimiento y prefactibílidad de los estudios de las
PCH se debe verificar la línea base y diagnóstico ambiental de alternativas
para la cuenca y para alternativas de diferentes recursos (solar, eólica y
biomasa).
Las conclusiones y observaciones planteadas en este trabajo son el fruto de la
investigación y el aporte de personas que, gracias a su experiencia y
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO
111
conocimiento, responden de manera idónea a las exigencias y necesidades de
orden hidroenergético que presenta nuestro contexto colombiano.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO
112
6. PALABRAS CLAVE
⇒ PCH = Pequeñas Centrales Hidroeléctricas.
⇒ GHPE = Generación Hidráulica A Pequeña Escala.
⇒ OLADE = Organización Latinoamericana De Energía.
⇒ ICA = Instituto Colombiano Agropecuario.
⇒ GTZ = Sociedad Alemana para la Cooperación Técnica.
⇒ CORELCA = Corporación Eléctrica De La Costa Atlántica.
⇒ ESSE = Estudio Del Sector De Energía Eléctrica.
⇒ PEN = Plan Energético Nacional.
⇒ INEA = Instituto De Ciencias Nucleares Y Energía Alternativa.
⇒ UPME = Unidad De Plantación Minero Energética.
⇒ SIN = Sistema Interconectado Nacional.
⇒ ICEL = Instituto Colombiano De Energía Eléctrica.
⇒ CVC = Corporación Autónoma Del Valle.
⇒ PERCAR = Programa De Electrificación Rural De La Costa Atlántica Y San
Andrés Y Providencia
⇒ PNR = Plan Nacional De Rehabilitación.
⇒ CELGAS S.A. = Compañía De Electricidad Y Gas De Cundinamarca.
⇒ PNER = Plan Nacional De Electrificación Rural.
⇒ FEN = Financiera Energética Nacional.
⇒ FOB =
⇒ ESSE = Estudio Del Sector De Energía Eléctrica
⇒ IRH = Inventario De Recursos Hidroeléctricos.
⇒ PMA = Plan De Manejo Ambiental.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO
113
⇒ EIA = Estudio De Impactos Ambientales.
⇒ CASEC = Comité Ambiental Del Sector Eléctrico.
⇒ GEF = Global Enviromental Facility.
⇒ MSNM = Metros Sobre El Nivel Del Mar.
⇒ MMA = Ministerio Del Medio Ambiente
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO
114
7. BIBLIOGRAFÍA.
[0] AENE CONSULTORIA S. A. (CAPITULO 6). Establecimiento De Un Plan
Estructural, Institucional Y Financiero Que Permite El Abastecimiento
Energético De Las Zonas No Interconectadas Con Participación De Las
Comunidades Y Del Sector.
[1] BARAJAS E. LUÍS. Apueste Para Un Manual De Diseño Estandarizado Y
Fabricación De Equipos Para Pequeñas Centrales Hidráulicas. Volumen VI
(OLADE) 1998.
[2] CAMPOS PAREDES ALEXANDER – GARCÍA MONTAÑA MIGUEL.
Adecuación Y Análisis De Las Normas Para El Montaje De Generadores En
Pequeñas Centrales Hidroeléctrica PCH S. Universidad De La Salle, Santafé
De Bogotá D.C. 1998.
[3] GRUPO FORMACIÓN DE EMPRESAS ELÉCTRICAS-CENTRALES HIDROELETRICAS TOMO 2; Ed. Paraninfo S.A; Pgs. 1-59.
[4] DÍAZ ALEXANDER – OTALORA OSCAR EDUARDO. Inventario Nacional
De Pequeñas Centrales Hidroeléctrica. Universidad Nacional De Colombia,
Bogota 1992.
[5] GARCÍA ELKIN – MORENO KYLERO. Guía Para El Cálculo De Costo De
Remodelación O Repotenciación De Pequeñas Centrales Hidroeléctricas.
Universidad Nacional De Colombia, Santafé De Bogotá D.C. 2002.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO
115
[6] HERNÁNDEZ LEONARDO – SILVA JOSÉ. Evaluación Para La
Recuperación De La Pequeña Central Hidroeléctrica Del Rió Neusa.
Universidad Nacional De Colombia, Bogotá D.C. 1996.
[7] HUERTA ROBERTO – GUERRERO JAIME. Análisis De Los Programas
De Pequeñas Centrales Hidroeléctricas PCH S En Colombia. Universidad
Nacional De Colombia, Bogotá D.C. 1997.
[8] INSTITUTO DE CIENCIAS NUCLEARES Y ENERGÍA ALTERNATIVAS (INEA). Guía De Diseño Para Pequeñas Centrales Hidroeléctricas.
Característica General, Santafé De Bogotá 1997.
[9] MACHADO HERNANDEZ LUIS EDUARDO; opinión
[10] MARIA ARRIETA RAFAEL – INDIGNARES R. GERSON; Inventario de
los Recursos Hidroeléctricos de la Costa Atlántica (PESENCA); abril de 1986;
Págs. 18-25. [11] MARIA ARRIETA RAFAEL – INDIGNARES R. GERSON; Situación
Energética De La Costa Atlántica. Tomo V, (Recurso Hidroeléctrico). Edición:
Lito Barranquilla 1987.
[12] MARÍN RAMÍREZ RODRIGO. Estadísticas Sobre El Recurso Agua En
Colombia. Segunda Edición, Santafé De Bogotá 1992.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO
116
[13] MEMORIA V ELACPH (ENCUENTRO LATINOAMERICANO Y DEL CARIBE DE PEQUEÑOS APROVECHAMIENTOS HIDROELÉCTRICOS), MARIA ARRIETA RAFAEL. Transferencia De Tecnología En La Planificación
Diseño Y Construcción De Microcentales Hidroeléctricas. Editorial: Lito
Camargo LTDA. Santa Marta 1993.
[14] MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS Y URBANISMO (M.O.P.U). Pequeñas Centrales Hidroeléctricas. Manual. Editorial Centro De Publicaciones
Secretaria General Técnica 1988 (Segunda Edición).
[15] OCHOA RUBIO TOMAS. Centrales Hidráulicas. Tomo I Y II. Editorial:
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO
117
[22] www.gobcesar.gov.co [23] www.valledupar.gov.co [24] www.corelca.gov.co [25] CADENAS ANGELA. Estudio Sobre Hidroelectricidad a pequeña Escala –
HePe- Programa Nacional de Energías No Convencionales. INEA, CNE, 1992 [26] CORELCA. Proyecto Hidroeléctrico de Urrá. Descripción General y
Estudio Actual. Corporación Eléctrica de la Costa Atlántica. Barranquilla 1984
[27] Enciclopedia Encarta 2004 [28] ICEL, “Plan de Pequeñas Centrales Hidroeléctricas”, 1985 [29] ICEL, “La Electrificación En Colombia”, 1992. [30] ISA. Inventario de los Recursos Hidroeléctricos. Bogota 1979. [31] PEDRO ESPITIA. Atlas De Colombia Por Departamentos.2004 [32] _________________ Informe Sobre el Proyecto de la Microcentral
Hidroeléctrica de Palmor. Barranquilla 1984. [33] __________________ La Turbina Pelton. Conferencia Dictada en el
Segundo Seminario Sobre Pequeñas Microcentrales Hidroeléctricas.
Barranquilla 1985.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO
118
[34] ZAPATA JOSÉ VICENTE; opinión
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO A-1
ANEXOS
ANEXO 1. (MAPA DEL DEPARTAMENTO DEL MAGDALENA.)
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO A-2
ANEXO 2. (MAPA DEL DEPARTAMENTO DEL CESAR.)
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO A-3
ANEXO 3. (PEQUEÑAS CENTRALES HIDROÉLECTRICAS EN ESTUDIO.)
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO A-4
ANEXO 3.1 (PEQUEÑAS CENTRALES HIDROÉLECTRICAS EN ESTUDIO.)
INSTITUTO DE CIENCIAS NUCLEARES Y ENRGIAS ALTERNATIVAS
GRUPOS DE PEQUEÑAS CENTRALES HIDROELECTRICAS
NOMBRE UBICACIÓN CARACTERISTICAS GENERALES
No
CENTRAL LOCALIDAD DEPTO POT. INST. POT. EFECT CAUDAL DISP. CAUDAL BRUTO CAIDA NETA ENTIDAD CARGO RECURSO HIDRICO AÑO ESTADO PCH
(Kw) (Kw) (m3/s) (m) (m)
1 LA CHORRERA LA COCHORRERA AMAZONAS 40 0,25 20 RIO IGARA/PARANA PREFACTIBILIDAD
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO A-14
FORMATO PARA LA RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN EN LA VISTA DE CAMPO
FORMATO 1.
HOJA FECHA OBSERVACION NOMBRE DE LA CENTRAL LOCALIDAD DEPARTAMENTO POTENCIA INTALADA (KW) POTENCIA DISPONIBLE (KW) CAIDA BRUTA (m) CAIDA NETA (m) CAUDAL DISPONIBLE ENTIDAD ENCARGADA RECURSOS HIDRICOS AÑO DE INSTALACIÓN OBSERVACIÓN
ANEXO 5.1 (FORMATOS DE VISITA CAMPO.)
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO A-15
FORMATO PARA LA RECOPILACIÓN DE INFORMACION EN VISTAS DE CAMPO FORMATO 2.
CARACTERÍSTICAS DE LAS OBRAS CIVILES
CENTRAL DEPARTAMENTO
A. PRESA TIPO MATERIAL ALTURA ANCHO VERTEDERO B. BOCATO TIPO MATERIAL LONGITUD (m) ANCHO (m) OBSERVACIONES
C. CODUCCION TIPO LONGITUD (m) ANCHO ALTURA (m) MATERIAL OBSERVACIONES
D. TURBIAN DE PRESION TIPO MATERIAL LONGITUD (m) ANCHO (m) OBSERVACIONES
ANEXOS 5.2. (FORMATOS DE VISITA CAMPO.)
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO A-16
FROMATO PARA LA RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN EN VISTAS DE CAMPO FORMATO 3.
CARACTERÍSTICAS ELECTROMECÁNICAS INFORMACIÓN GRUPOS GENERADORES
CENTRAL GRUPO No.
TURBINA TIPO POTENCIA (KW O HP) R.P.M. FABRICANTE AÑO DE FABRIC. PAÍS DE ORIGEN TIPO DE REGULAD. FABRICANTE Y ORIGEN
DEL REGULADOR ALTERNADOR TIPO MATERIAL LONGITUD (m) ANCHO (m) FRECUENCIA Hz FACTOR DE POTENCIA FABRICANTE AÑO DE FABRICACION PAIS DE ORIGEN TIPO DE EXCITACION OBSERVACIONES
ANEXO 6. (CARACTERÍSTICAS ELECTROMECÁNICAS PARA PCH S MAYORES DE 500 KW.)
NOMBRE TIPO TURBINA REGULADOR DE VELOCIDAD
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO A-17
No CENTRAL POT. (KW) VELOC. R.P.M FABRICANTE AÑO DE FABRIC. PAIS DE ORIGEN TIPO MARCA TIPO NUM. FASES POT. (KVA) VEL. R.P.M. FREC. (Hz) F.P VOL.NOM (V) FABRICANTE AÑO DE FABRIC PAIS DE ORIGEN
1 SANTA RITA PELTON EE.UU SINCRONICO 3 216 60 0,8 BROWN BOVERY SUIZA
SANTA RITA FRANCIS SINCRONICO 3 900 60 0,8 BROWN BOVERY SUIZA
2 CAICEDO PELTON EE.UU SINCRONICO 3 145 BROWN BOVERY
3 REMEDIOS FRANCIS 340 720 TORVANIA 1954 YUGUSLAVIA ELECTROMECANICO TORVANA TURBIN SINCRONICO 3 425 60 0,8 500 CENEMESA 1954 ESPAÑA
REMEDIOS FRANCIS 340 720 CENEMESA 1954 ESPAÑA ELECTROMECANICO TORVANA TURBIN SINCRONICO 3 425 60 0,8 500 CENEMESA 1954 ESPAÑA
4 ABEJORRAL PELTON 520 7200 BROWN BOVERI 1954 AUSTRIA MECANICO VOITH SINCRONICO 3 650 900 60 0,8 500 BROWN BOVERY 1954 AUSTRIA
ABEJORRAL PELTON 200 600 NACIONAL 1947 COLOMBIA MECANICO VOITH SINCRONICO 3 425 600 60 0,8 400 SIEMENS 1950 ALEMANIA
5 AMAGA
6 AMALFI PELTON 300 1200 DRESS 1958 AUSTRIA MECANICO DRESS SINCRONICO 3 375 60 0,8 500 BROWN BOVERY 1958 AUSTRIA
ANEXO 6.1. (CARACTERÍSTICAS ELECTROMECÁNICAS PARA PCH S MAYORES DE 500 KW.)
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO A-18
NOMBRE TIPO TURBINA REGULADOR DE VELOCIDAD
No CENTRAL POT. (KW) VELOC. (R.P.MP) FABRICANTE AÑO DE FABRIC. PAIS DE ORIGEN TIPO MARCA TIPO NUM. FASES POT. (KVA) VEL. (R.P.M.) FREC. (Hz) F.P VOL.NOM (V) FABRICANTE AÑO DE FABRIC PAIS DE ORIGEN
32 EL CAIRO
33 SANTUARIO
34 SONSON PELTON 3600 900 CENEMESA 1965 ESPAÑA ELECTROMECANICO NERPIC SINCRONICO 3 4500 900 60 0,8 6600 CENEMESA 1965 ESPAÑA
ANEXO 6.2. (CARACTERÍSTICAS ELECTROMECÁNICAS PARA PCH S MAYORES DE 500 KW.)
NOMBRE TIPO TURBINA REGULADOR DE VELOCIDAD
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO A-19
No CENTRAL POT. (KW) VELOC. R.P.M FABRICANTE AÑO DE FABRIC PAIS DE ORIGEN TIPO MARCA TIPO NUM. FASES POT. (KVA) VEL. (R.P.M.) FREC. (Hz) F.P VOL.NOM (V) FABRICANTE AÑO DE FABRIC PAIS DE ORIGEN
63 SAN CANCIO PELTON 1120 257 VOITH 1929 SUIZA ELECTROMECANICO WOODWARD SINCRONICO 3 1400 60 0,8 4000 SIEMENS ALEMANIA
SAN CANCIO FRNCIS 1200 6000 J LEFFEL 1947 ALEMANIA ELECTROMECANICO WOODWARD SINCRONICO 3 1500 600 60 0,8 4160 GENE. ELECTRIC EE.UU
64 STA. R. DE CABAL PELTON 350 360 VERKSTAD 1927 SINCRONICO 3 312 360 60 0,8 2400 ASEA SUECIA
STA. R. DE CABAL FRNCIS 100 DRESS SINCRONICO 3 150 1200 60 0,8 2400 BROWN BOVERI SUIZA
ANEXO 6.3. (CARACTERÍSTICAS ELECTROMECÁNICAS PARA PCH S MAYORES DE 500 KW.)
NOMBRE TIPO TURBINA REGULADOR DE VELOCIDAD
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO A-20
No CENTRAL POT. (KW) VELOC. (R.P.MP) FABRICANTE AÑO DE FABRIC. PAIS DE ORIGEN TIPO MARCA TIPO NUM. FASES POT. (KVA) VEL. (R.P.M.) FREC. (Hz) F.P VOL.NOM (V) FABRICANTE AÑO DE FABRIC PAIS DE ORIGEN
ANEXO 6.4. (CARACTERÍSTICAS ELECTROMECÁNICAS PARA PCH S MAYORES DE 500 KW.)
NOMBRE TIPO TURBINA REGULADOR DE VELOCIDAD
No CENTRAL POT. (KW) VELOC. (R.P.MP) FABRICANTE AÑO DE FABRIC. PAIS DE ORIGEN TIPO MARCA TIPO NUM. FASES POT. (KVA) VEL. (R.P.M.) FREC. (Hz) F.P VOL.NOM (V) FABRICANTE AÑO DE FABRIC PAIS DE ORIGEN
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
153 DOS QUEBRADAS FRANCIS 1959 SINCRONICO 3 5000 720 60 0,8 4160
DOS QUEBRADAS FRANCIS 1953 SINCRONICO 3 5000 720 60 0,8 4160
154 SANTA ROSA
SANTA ROSA
155 CALICHAL FRANCIS 172 900 THE BEEL SINCRONICO 3 194 60 0,8 500 BROWN BOVERI SUIZA
ANEXO 6.5. (CARACTERÍSTICAS ELECTROMECÁNICAS PARA PCH S MAYORES DE 500 KW.)
NOMBRE TIPO TURBINA REGULADOR DE VELOCIDAD
No CENTRAL POT. (KW) VELOC. (R.P.MP) FABRICANTE AÑO DE FABRIC. PAIS DE ORIGEN TIPO MARCA TIPO NUM. FASES POT. (KVA) VEL. (R.P.M.) FREC. (Hz) F.P VOL.NOM (V) FABRICANTE AÑO DE FABRIC PAIS DE ORIGEN
CALICHAL FRANCIS 135 1200 MORGAN SMITH EE.UU MANUAL SINCRONICO 3 156 1200 60 0,8 2400 WESTINGHOUSE EE.UU
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
ANEXO 6.6. (CARACTERÍSTICAS ELECTROMECÁNICAS PARA PCH S MAYORES DE 500 KW.)
NOMBRE TIPO TURBINA REGULADOR DE VELOCIDAD
No CENTRAL POT. (KW) VELOC. (R.P.MP) FABRICANTE AÑO DE FABRIC. PAIS DE ORIGEN TIPO MARCA TIPO NUM. FASES POT. (KVA) VEL. (R.P.M.) FREC. (Hz) F.P VOL.NOM (V) FABRICANTE AÑO DE FABRIC PAIS DE ORIGEN
176 CAJAMARCA
177 LIBANO
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PABLO EMILIO VILLAR BLANCO A-23
178 VENADILLO
179 RIVERA FRANCIS 270 720 VOITH 1958 AUSTRIA SINCRONICO 3 270 720 60 0,9 500 VOITH 1958 AUSTRIA
180 NIMA I FRANCIS 2000 900 VOITH 1931 AUSTRIA SINCRONICO 3 2000 900 60 0,8 6900 SIEMENS 1929 ALEMANIA
NIMA I FRANCIS 2000 900 VOITH 1931 AUSTRIA SINCRONICO 3 2000 900 60 0,8 6900 SIEMENS 1929 ALEMANIA
181 NIMA II PELTON 2700 360 MORGAN SMITH 1947 EE.UU SINCRONICO 3 2340 360 60 0,8 6900 GENE. ELECTRIC 1947 EE.UU