Diseño para disminuir el ingreso de sedimentos por la bocatoma Montevideo
Cliente: Central Hidroeléctrica de Caldas (CHEC)
Año: 2008
Este proyecto fue ejecutado en dos etapas. En la primera etapa se realizó una evaluación de alternativas para disminuir el ingreso de sedimentos por la bocatoma y en la segunda etapa se realizaron los diseños hidráulicos y estructurales de las obras propuestas en la etapa inicial.
La Central Hidroeléctrica de Caldas S.A. E.S.P. (CHEC), ahora propiedad de Empresas Públicas de Medellín, capta las aguas del río Chinchiná en la bocatoma Montevideo y a través de un canal de conducción las conduce hacia el embalse Cameguadua, el cual había perdido buena parte de su capacidad por los altos aportes de sedimentos provenientes de la bocatoma Montevideo. La CHEC consideró conveniente analizar detalladamente la posibilidad de mejorar las condiciones de operación de la bocatoma y de los desarenadores existentes.
En la etapa de evaluación de alternativas se realizó una evaluación hidráulica de las estructuras existentes en la bocatoma Montevideo, las deficiencias identificadas en relación con la operación y el ingreso de sedimentos hacia el canal que transporta las aguas al embalse Cameguadua, así como el planteamiento y la evaluación de las posibles medidas por implementar para reducir el ingreso de sedimentos en Montevideo.
Durante la segunda etapa se realizaron los diseños hidráulicos y estructurales de las obras recomendadas para la bocatoma Montevideo en la etapa inicial. Estos diseños comprenden la adecuación del cauce, la modernización de las estructuras y equipos de captación, la repotenciación del azud y muro vertedero, la adecuación del canal de conducción, y el rediseño de los tanques desarenadores para mejorar la eficiencia de retención de sedimentos.
Con toda esta intervención integral de las estructuras y equipos que conforman la bocatoma Montevideo se logró incrementar significativamente la eficiencia de retención de sedimentos y mitigar el rápido proceso de sedimentación que presentaba el embalse Cameguadua.
Análisis de alternativas y diseños técnicos para la reparación de la solera por desgaste debido a la operación de la compuerta radial
Este proyecto comprende el Análisis de alternativas y diseños técnicos para la reparación de la solera del canal de la descarga de fondo de la presa Calderas en la central Hidroeléctrica Calderas, y el drenaje de las aguas provenientes del túnel de desviación de la presa Guillermo Cano de la central hidroeléctrica Jaguas.
El canal de descarga de fondo de la presa Calderas evidencia un desgaste en la solera producto de las aperturas de la compuerta radial desde la entrada en funcionamiento del proyecto, lo cual ha generado exposición parcial del acero de refuerzo a pesar de algunas intervenciones correctivas que se han llevado cabo.
Se describen a continuación los estudios técnicos realizados que permitieron implementar una solución a largo plazo, considerando el estado de sedimentación en el que se encuentra el embalse Calderas y la necesidad de realizar dichas aperturas.
Se realiza en primer lugar la inspección y el diagnóstico estructural del canal de descarga. Luego se realizan los ensayos de caracterización granulométrica y la modelación y diagnóstico del funcionamiento hidráulico del canal de descarga. Con base en todo lo anterior se define la alternativa de solución, para la cual se desarrollan los estudios hidrológicos e hidráulicos, los diseños estructurales y la definición de los procedimientos constructivos detallados.
En cuanto al drenaje de las aguas provenientes del túnel de desviación de la presa Guillermo Cano de la central hidroeléctrica Jaguas se realizaron en primer lugar estudios geotécnicos y levantamientos topográficos, para la modelación hidráulica de diferentes alternativas para el drenaje de las aguas. Una vez seleccionada la alternativa de drenaje, se le realizan los estudios hidrológicos e hidráulicos, los diseños estructurales y la definición de los procedimientos constructivos detallados.
Analisis y diseño por elementos finitos para la reparación del blindaje en el Pandeo II
Cliente: SOCOLCO (para AES)
Año: 2019
La central hidroeléctrica de Chivor está ubicada en el municipio de Santa María, en el departamento de Boyacá. Fue construida entre 1970 y 1982, y abarca un total de 44 km2 y tiene una capacidad de 1.000 MW. Debido a presiones externas transmitidas a través de fallas en las rocas alrededor del túnel, el blindaje de este sufrió un pandeo que redujo la capacidad hidráulica para transporte de agua hacia la casa de máquinas y puso en riesgo la integridad estructural del túnel. El túnel fue operado en estas condiciones por 38 años, pero en una de las inspecciones realizadas, se detectaron fisuras que podían producir el colapso completo de este.
HIDRAMSA fue contratada por SOCOLCO para realizar el diseño del reemplazo del blindaje con base en los requerimientos del cliente, el cual se llevó a cabo a cabo mediante el análisis y diseño por elementos finitos de un nuevo sistema de blindaje modular que pudiera resistir las condiciones esperadas de operación del blindaje. El sistema seleccionado se compuso de una sección externa de segmentos en SGI (Spheroidal Graphite Iron) e internamente por un blindaje metálico en acero al carbono. Adicionalmente, se realizó la selección de un mortero para que fuera inyectado entre el blindaje y las rocas circundantes para mejorar las condiciones de operación.
Gracias a la coordinación entre nuestro equipo de diseño y el personal encargado de la construcción de la obra se pudo lograr con éxito la reparación del túnel y ponerlo nuevamente en servicio.
Consultoría para el diagnóstico hidráulico y estructural del sistema de captación de la central hidroeléctrica del río Amoyá – La Esperanza
Localización: Chaparral, Tolima, Colombia.
Cliente: ISAGEN
Año: 2015
Consultoría para el diagnóstico hidráulico y estructural del sistema de obras (azud, canal recolector, desgravador, canal de aducción, desarenador, vertederos de rebose, tanque de carga, etc.) que conforma la captación de la central hidroeléctrica del río Amoyá – La Esperanza y para el diseño detallado para construcción de las medidas de mejora propuestas en el diagnóstico. Las actividades comprendieron: la recopilación y análisis de información hidrológica y sedimentológica necesaria para la estimación de caudales medios y máximos del río Amoyá para el diseño de obras; la inspección y diagnóstico estructural y patológico del estado de las obras que componen el sistema de captación desde el azud hasta el tanque de carga; el levantamiento topobatimétrico del río Amoyá en una longitud de 260 m (aprox.), incluyendo la confluencia aguas arriba con el río Davis; verificación topográfica de las características hidráulicas (cotas, secciones, pendientes, etc) de las estructuras que componen el sistema de captación; campañas de aforos líquidos y sólidos en el río Amoyá y pruebas hidráulicas de funcionamiento del sistema de captación; análisis de la dinámica fluvial del río Amoyá ; modelación hidráulica 1D mediante el software HEC-RAS e hidrodinámica 2D mediante el modelo bidimensional IBER del río Amoyá y de las estructuras del sistema de captación con el fin de establecer patrones de sedimentación y de proporcionar el diagnóstico del funcionamiento hidráulico del sistema de captación, respectivamente; elaboración de alternativas de solución más viables desde el punto de vista técnico, económico y ambiental; selección y diseño detallado de la alternativa de seleccionada; modelación hidrodinámica 2D para las condiciones proyectadas en el río Amoyá y en las estructuras del sistema de captación.
Estudios y diseños para reducir los efectos de los abrasivos de los sedimentos
Este proyecto comprende la realización de estudios y diseños específicos para reducir o mitigar los efectos abrasivos de los sedimentos sobre algunas estructuras y sobre las turbinas existentes en las pequeñas centrales hidroeléctricas Providencia I y Providencia III.
El proyecto se desarrolló en tres fases: Evaluación inicial, diseño de medidas por implementar a corto plazo y diseño de medidas por implementar a largo plazo.
Como resultado de la primera fase se emite un concepto técnico respecto a las medidas que se venían implementando por parte del contratante y la presentación de recomendaciones sobre dichas medidas. En las fases 2 y 3 se realiza una exhaustiva evaluación del comportamiento hidráulico de las distintas estructuras hidráulicas previas a los tanques de carga, a partir de la cual se diseñaron las modificaciones a estructuras existentes y la proyección de nuevas obras para lograr incrementar la eficiencia de retención de sedimentos. La modelación hidráulica para las condiciones existentes y proyectadas se realizó con el modelo bidimensional IBER.
Para la central Providencia I se mejoró la eficiencia de los tanques desarenadores con la instalación de perfiles disipadores de energía a la entrada a los tanques, el diseño de un muro vertedero al final de los tanques desarenadores, y la instalación de un sistema de purga de sedimentos Para la central Providencia III se mejoró la eficiencia de los tanques desarenadores con la instalación de perfiles disipadores de energía a la entrada a los tanques y la instalación de un sistema de purga de sedimentos para el tanque de carga.
