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Memoria Descriptiva OC 8AGO Hydro

Date post: 09-Dec-2015
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Memoria descriptiva central hidroelectrica 8ago
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“Estudio Definitivo CCHH El Carmen y 8 de Agosto” Cuarto Informe - Documentos de Licitación Parte I, Volumen 3 Especificaciones Técnicas Obras Civiles 1.1 SZ-12-345/004 Rev.01 SCL\R:\SZ-12-345\SZ-12-345-004\PARTE I\MEMORIA DESCRIPTIVA OC.DOC “Estudio Definitivo de la Central Hidroeléctrica 8 de Agosto” Cuarto Informe – Documentos de Licitación Parte I – Documentos de Licitación de Obras Civiles y Montaje del Equipamiento Electromecánico, Hidromecánico, Tubería GRP y Sistema de Control y Automatización Volumen 2 – Memoria Descriptiva Rev.01 Lima – Perú / Agosto 2012
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“Estudio Definitivo CCHH El Carmen y 8 de Agosto” Cuarto Informe - Documentos de Licitación Parte I, Volumen 3 – Especificaciones Técnicas Obras Civiles 1.1

SZ-12-345/004 Rev.01 SCL\R:\SZ-12-345\SZ-12-345-004\PARTE I\MEMORIA DESCRIPTIVA OC.DOC

“Estudio Definitivo de la Central Hidroeléctrica 8 de Agosto”

Cuarto Informe – Documentos de Licitación

Parte I – Documentos de Licitación de Obras Civiles y Montaje del Equipamiento Electromecánico, Hidromecánico, Tubería GRP y Sistema de

Control y Automatización

Volumen 2 – Memoria Descriptiva

Rev.01

Lima – Perú / Agosto 2012

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“Estudio Definitivo C.H. 8 de Agosto” Cuarto Informe - Documentos de Licitación Parte I, Volumen 2 – Memoria Descriptiva

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MEMORIA DESCRIPTIVA OBRAS CIVILES

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1.0 GENERALIDADES

La Central Hidroeléctrica 8 de Agosto aprovechará un caudal de 18 m3/s, con un salto bruto

de 145 m para generar 19,83 MW y producir 141 GWh de energía media anual. El proyecto

se desarrolla sobre la margen derecha del río Aucantagua en el distrito de Monzón, provincia

de Humalíes y departamento de Huánuco.

El barraje móvil se ubica a unos 56 m aguas abajo de la confluencia de las quebradas

Ayanunga y Pan de Azúcar, sobre el río Aucantagua.

La Casa de Máquinas será en superficie, ubicada en la margen derecha del río Monzón, sobre

una plataforma conformada para tal fin, ocupando un área de 2 313 m2. La cota de descarga

será 1 019,28 msnm, que garantiza una descarga libre al río en condiciones de flujo de estiaje

y caudal medio. Esta casa albergará dos turbinas tipo Francis de eje horizontal y dispondrá de

un salto bruto de 145 m y para el máximo caudal turbinable, un salto neto de 128 m que

permitirán generar hasta 9,92 MW por grupo.

El esquema hidráulico de la central 8 de Agosto está constituido por las obras siguientes:

Presa derivadora, con barraje móvil y compuerta de purga

Bocatoma, con rejilla, compuerta de admisión y desgravador

Desarenador

Cámara de carga con vertedero de excedencias

Conducto en baja presión en tubería GRP y túnel

Chimenea de equilibrio

Conducto forzado en acero

Casa de máquinas con turbinas Francis

Canal de restitución al río Mónzón

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2.0 OBJETIVO

El objetivo del proyecto es incrementar la generación de potencia y energía hidroeléctrica en

la región para abastecer al Sistema Interconectado Nacional.

El proyecto reviste especial interés por el origen de la energía producida y la creciente

demanda que se presenta en la Región Norte del país.

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3.0 UBICACIÓN

La ubicación política de la Central Hidroeléctrica 8 de Agosto se encuentra en el distrito de

Monzón, provincia de Humalíes y departamento de Huánuco.

La central hidroeléctrica se ubica en las cercanías del pueblo de Maravillas y para la

construcción de ésta, se ha previsto la construcción y mejoramiento de accesos hacia los

frentes de obra.

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4.0 VÍAS DE ACCESO A LA ZONA

La zona es accesible a través de la carretera asfaltada Lima – Cerro de Pasco – Ambo –

Huánuco – Tingo María. A partir de Tingo María, el acceso hacia los poblados de Cachicoto,

Monzón y Maravillas, se realiza vía carretera afirmada en regular estado de conservación; a

partir de ésta última localidad, parte una trocha peatonal hacia la captación del proyecto de la

central hidroeléctrica 8 de Agosto, siguiendo la margen derecha del río Aucantagua.

El acceso hacia la casa de máquinas proyectada se realizaría mediante una carretera afirmada

que se inicia por un desvío de la carretera existente alcanzando una longitud de 505 m.

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5.0 ESTUDIOS BÁSICOS DE INGENIERÍA

5.1 TOPOGRAFÍA

Los trabajos ejecutados abarcaron las siguientes áreas:

La zona de captación, desarenador y cámara de carga a escala 1/500.

Conducción y zonas de cruce de quebradas a escala 1/500.

Portal de inicio y salida del túnel de conducción a escala 1/500.

Zona de tubería forzada a escala 1/500.

Zona de casa de máquinas y canal de descarga a escala 1/500.

Accesos existentes y proyectados a escala 1/500.

Zona de patio de llaves de llegada a escala 1/500.

Ubicaciones de las calicatas ejecutadas.

Para estos levantamientos topográficos de detalle, se tomó como sistema de referencia el

punto del IGN SIRGAS, ubicado en la Plaza de Armas de Tingo María.

El sistema de coordenadas considerado es el PSAD 56, conforme a lo coordinado con

Generación Andina.

La medición geodésica fue realizada con equipo GPS de tipo diferencial con lecturas

simultáneas de señales de satélite con un mínimo de dos receptores.

Se establecieron en total 16 puntos de control en el área del proyecto.

La poligonal de control consideró como base los puntos de referencia GPS traslocados en la

zona de las obras. Esta poligonal permitió establecer puntos de apoyo para el levantamiento

de los diferentes sectores de las áreas de Estudio.

Los levantamientos de superficie y detalles fueron realizaros por el Método de Radiación.

Los equipos utilizados permiten determinar la posición espacial de los puntos con un error de

+/- 3 mm.

La información generada en campo y almacenada en las estaciones en formato vectorial se

procesó empleando el Programa STARNET para el cálculo de coordenadas y ajuste de redes.

Toda la información fue procesada con parámetros geodésicos para el Sistema PSAD 56.

Las mediciones para cada levantamiento fueron realizadas con el detalle suficiente a las

escalas indicadas. Los levantamientos topográficos consideran detalles de relieve, cursos de

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agua, exterior de viviendas existentes, carreteras, postes, entre otros.

Se realizó la restitución fotogramétrica digital de un total de 1 059,01 hectáreas de la zona de

interés del proyecto a escala 1/5000 e intervalos de curvas de nivel 5 m

En el Anexo A – Topografía, se detallan los procedimientos y cálculos realizados para el

desarrollo de estos trabajos y se incluyen los planos topográficos respectivos.

5.2 HIDROLOGÍA

El proyecto de la Central Hidroeléctrica 8 de Agosto se desarrolla en la parte alta de la cuenca

del rio Monzón, en el río Aucantagua.

El río Aucantagua forma parte del sistema hidrográfico del río Monzón, afluente principal del

río Huallaga, perteneciente a la vertiente del Atlántico.

El proyecto de la C.H. 8 de Agosto utilizará los recursos del río Aucantagua, aprovechando un

área aproximada de 318 km2 como se muestra en el Cuadro Nº 5.1.

Cuadro Nº 5.1

PARÁMETROS DE LA CUENCA DEL RIO AUCANTAGUA

DESCRIPCIÓN UNIDAD CUENCA

RÍO AUCANTAGUA

Área de la cuenca km2 317,89

Perímetro de la cuenca km 85,36

Longitud del río principal desde la naciente km 33,45

Pendiente del río principal m/m 0,09

Altitud Media de la Cuenca msnm 3 450

Fuente: Estudios de Prefactibilidad – Generación Andina Elaboración: El Consultor

5.2.1 Precipitación

El régimen de precipitación de la cuenca del río Monzón ha sido analizado con respecto a la

altitud geográfica del lugar. El resultado de este análisis confirma una relación entre la

precipitación y la altitud.

No se cuenta con información de precipitación dentro de la cuenca para altitudes mayores a

los 900 msnm. Sin embargo la tendencia de la curva estimada, muestra que la precipitación

media anual para altitudes de 4 000 msnm podrían alcanzar a los 2 500 mm/anuales. El

comportamiento real de la precipitación en la parte alta de la cuenca interesada solo será

verificado cuando se disponga de información dentro de las cuencas.

La consideración de las estaciones pluviométricas Carpish ubicadas a 2 705 y 1 950 msnm y

su precipitación media anual, permiten estimar una curva de Precipitación – Altitud probable

para la cuenca.

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Gráfico Nº 5.1

CURVA PRECIPITACIÓN – ALTITUD

CACHICOTO

TINGO MARIA(SENAMHI)

AUCAYACU

TINGO MARIA(UNAS)

PICOTA

SHAMBOYACU

PILLUANA

TINGO DE PONAZA

Carpish (2705 msnm)

Carpish (1950 msnm)

y = -0.0008x2 + 3.0774x + 711.4R² = 0.6183

r = 0.786

100.00

1,000.00

10,000.00

100.00 1,000.00 10,000.00

PR

ECIP

ITA

CIO

N (m

m)

ALTURA (m.s.n.m.)

PRECIPITACION - ALTITUD

Elaboración: El Consultor

La información analizada de las estaciones pluviométricas de la cuenca del Monzón y de

cuencas vecinas y el análisis de variación de las precipitaciones con la altitud, fue utilizada

para la elaboración y definición del plano de isoyetas de la cuenca, para establecer la probable

masa de agua precipitada sobre toda la extensión de la cuenca interesada.

Con el mapa de isoyetas elaborado, se determinó la precipitación media anual en la cuenca del

río Aucantagua, a la altura de la captación de la central propuesta.

Cuadro Nº 5.2

PRECIPITACIÓN MEDIA ANUAL - CUENCA DE INTERÉS

SUB CUENCA ÁREA (km2)

PRECIPITACIÓN MEDIA ANUAL (mm/año)

Captación C.H. 8 de Agosto 318,0 3 700

Elaboración: El Consultor

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5.2.2 Caudales

La información disponible de caudales mensuales, proviene de la estación hidrométrica de

Puente Bella, ubicada en el río Monzón en las cercanías de Tingo María y la de estación

hidrométrica Chinchavito ubicada en el río Chinchao antes de su afluencia al rio Huallaga,

que entraron en operación en 1978 y operaron hasta 1998 y 1986 respectivamente.

El análisis estadístico de la información de caudales mensuales de la estación Chinchavito, se

realizó utilizando técnicas de correlación con la información disponible de la estación Puente

Bella.

La extrapolación de los caudales mensuales al punto de captación se realizó utilizando la

relación entre áreas y sus precipitaciones medias, tomando como base la estación

Hidrométrica Chinchavito (359 km2) con un periodo de registros extendidos de 49 años. La

descripción de la metodología utilizada y los caudales mensuales generados para el periodo

1964-2011 se encuentra descrita en el Estudio Básico de Hidrología.

Cuadro Nº 5.3

CAUDALES MEDIOS MENSUALES GENERADOS – PUNTO DE CAPTACIÓN

AÑO Caudales medios mensuales (m3/s)

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC PROMEDIO

Media 32,36 38,71 37,82 31,20 20,15 14,11 9,33 9,56 13,13 17,71 22,19 27,33 22,80

Max 63,38 70,19 47,15 47,15 36,65 32,45 27,23 24,29 27,23 25,80 39,67 41,61 33,24

Min 22,78 25,11 28,77 19,68 11,94 6,34 5,11 5,16 8,32 8,54 12,78 19,02 18,23

Elaboración: El Consultor

5.2.3 Curva de Duración

Con la información de caudales mensuales generados en el punto de captación, se estableció

la curva de duración y los caudales para diferentes porcentajes de persistencia.

Cuadro Nº 5.4

CAUDALES MENSUALES PARA DIFERENTES PORCENTAJES DE PERSISTENCIA

PERSISTENCIA (%)

CAUDALES MENSUALES Q (m3/s)

99 6,7

95 8,2

90 9,3

75 13,4

50 20,9

20 33,9

Elaboración: El Consultor

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5.2.4 Caudal Ecológico

La determinación del caudal ecológico se ha realizado utilizando el método del 10%, ya que

la información disponible se ajusta mejor a este método.

Esta metodología aun no se encuentra normada por la Autoridad Nacional del Agua o el

Ministerio del Ambiente. Sin embargo es la metodología o el cálculo más aceptado.

En un futuro cuando la determinación del caudal ecológico sea normado y reglamentado por

las autoridades del Gobierno, los valores considerados en el presente estudio, de ser

favorables, podrían ser evaluados y modificados adecuándonos al nuevo reglamento.

Cuadro Nº 5.5

CAUDAL ECOLÓGICO

SUB CUENCA ÁREA (km2)

CAUDAL MEDIO ANUAL (m3/s)

CAUDAL ECOLÓGICO (10%) (m3/s)

C.H. 8 de Agosto 318 22,8 2,28

Elaboración: El Consultor

5.2.5 Máximas Avenidas

El análisis de avenidas se ha realizado para estimar las máximas avenidas probables para

diferentes períodos de retorno en el punto proyectado de captación y de descarga de la central

hidroeléctrica 8 de Agosto.

En la zona del proyecto no se cuenta con información que permita determinar el caudal

máximo de avenida para diferentes periodos de retorno. Debido a esto se ha procedido a

estimar las descargas máximas para diferentes períodos de retorno, utilizando el

procedimiento de Análisis Regional de las Avenidas en los Ríos del Perú, 1979, apoyado en

las Curvas Envolventes de Creager.

Cuadro Nº 5.6

CAUDALES DE MÁXIMA AVENIDA PARA DIFERENTES TIEMPOS DE RETORNO

CENTRAL HIDROELÉCTRICA

CONTROL AREA (km2)

CAUDAL DE AVENIDA (m3/s)

Tiempo de retorno (años)

10 25 50 100 200 500

8 DE AGOSTO Captación 318,0 172 240 292 344 395 463

Descarga 705,0 307 430 522 615 707 922

Elaboración: El Consultor

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5.3 GEOLOGÍA

Esta central está ubicada aproximadamente en las siguientes coordenadas UTM (PSAD 56): 8

968 538 N, 338 606 E.

El acceso a la zona se lleva a cabo por la margen derecha del río Aucantagua (afluente del río

Monzón) a la altura del poblado de Maravillas (Foto Nº 01).

Foto N° 01 Acceso por la margen derecha del río Aucantagua a la altura del poblado de Maravilla (foto tomada aguas arriba).

5.3.1 Rasgos geomorfológicos

Zona de Captación y desarenador

Las obras de captación han sido ubicadas aguas abajo de la confluencia de los ríos Pan de

Azúcar y Anayunga. La pendiente de la ladera rocosa en la margen izquierda es bastante

pronunciada (80° - 90°); mientras que, en la margen derecha, los depósitos aluviales,

constituidos por bolonería de tamaños heterogéneos y bloques subangulosos, presentan

pendientes de 30° a 40°.

Conducción

La conducción se proyecta realizar por la margen derecha del río Aucantayacu, la morfología

del tramo entre la zona de toma y zona de caída corresponden a una ladera con pendiente

moderada a baja (30° aproximadamente). La zona, como en todos los casos, está cubierta con

vegetación y se requerirá la realización de accesos para la conformación de la plataforma de

conducción.

Zona de caída y casa de máquinas

Corresponde a una ladera de pendiente uniforme con una inclinación de 45°

aproximadamente. Tanto en la zona de caída como en la casa de máquinas es usada como

campo de cultivo parcialmente. La zona de la casa de máquinas corresponde a una terraza

amplia en la orilla de la margen derecha del río Monzón.

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5.3.2 Unidades litoestratigráficas

El tipo de roca predominante en la zona son Rocas Metamórficas pertenecientes al

Precámbrico como esquistos, fillitas, gneis y pequeñas proporciones de pizarras. Según los

bloques y cantos que se presentan en el cauce del río Aucantayacu, aparte de las rocas

anteriormente mencionadas también hay presencia de areniscas cuarcíferas a cuarcitas de

coloración rojiza.

5.3.3 Estructuras Geológicas

En la zona de toma, en la margen izquierda del río Aucantayacu, la roca presenta poco

diaclasamiento vertical. La conducción parece estar pasando por un deslizamiento. En la zona

del túnel posiblemente pase una falla, para lo cual se ejecutaron perforaciones.

5.3.4 Geodinámica externa

En la zona generalmente se observa deslizamientos y desmoronamientos en las partes altas de

fuerte pendiente. Los agentes geodinámicos más importantes que intervienen en el modelado

de la superficie de la zona son:

El agua, tanto fluvial como pluvial, produce cambios en el relieve. La confluencia de las

aguas procedentes de las quebradas Pan de Azúcar y Anayunga, da como resultado la crecida

del río Aucantayacu, originando inundaciones y acumulación de sedimentos, bloques y

gravas que podrían perjudicar la obra de captación.

Este proceso generalmente ocurre entre los meses de diciembre a abril, épocas donde las

lluvias son abundantes.

Por su parte, la cobertura vegetal produce efectos contra el impacto directo de la lluvia, ya sea

por dispersión o quiebre de la energía de las aguas de escurrimiento superficial; aumenta la

permeabilidad y porosidad de los suelos por acción de las raíces. Así mismo aumenta la

capacidad de retención de agua. Esto se presenta en mayor proporción en la margen derecha

del río Aucantayacu donde pasará la conducción.

Las fuerzas de gravedad, en conjunto con el agua, podrían producir deslizamientos, la zona no

presenta indicio alguno de que ocurra este tipo de fenómeno o, en su defecto, los producidos

ya están estables.

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5.3.5 Características geológicas de la obra proyectada

Captación

Estribo Izquierdo: Se involucrará a un macizo rocoso de naturaleza esquistosa, bastante

competente y poco fracturado, es decir, de buenas características para el empotramiento del

estribo izquierdo.

Estribo Derecho: Se afectará a depósitos aluviales con abundante bolonería de roca

competente, de 0,5 a 1 m de diámetro, embebidos en una mezcla de cantos y grava con algo

de arena. El terreno es permeable y de alta capacidad portante, con necesidad de

confinamiento o fijación para garantizar su estabilidad y tratamientos para su

impermeabilización.

Base: Se estima que involucrará a depósitos de características similares al indicado para el

estribo derecho.

Desarenador

El desarenador y acueductos comprendidos entre el barraje y el inicio de la conducción, se

emplazaran sobre los depósitos aluviales antes descritos, con presencia de algunos grandes

bloques de roca competente, con diámetros en el orden de 2 a 5 m.

Si bien el terreno presenta buena capacidad portante, el diseño de las estructuras deberá

contemplar medidas de confinamiento y/o fijación de sus componentes, a efectos de

garantizar su estabilidad y, por ende, la seguridad de las obras.

Tubería de Conducción

El eje de la conducción involucrará a los tipos de terrenos que se indican a continuación,

cuyos metrados, estimados en porcentaje de la longitud total, son:

Roca fija: 5%, de los cuales, constituida por roca fracturada de naturaleza esquistosa.

Roca agrietada: 20%, conformada por grandes bloques de roca competente desprendidos de

taludes de roca adyacentes.

Roca suelta: 35%, consistente en bloques de roca competente con diámetros de 0,5 a 2 m,

excepcionalmente de mayores diámetros, con relleno detrítico poco denso. Considerar la

posibilidad de ocurrencia de filtraciones locales.

Depósitos: 40%, constituidos por mantos detríticos limo arcillosos que yacen sobre roca

suelta o roca agrietada. Se estima que un 80% de la longitud en este tipo de terrenos (tramo

final de la tubería), presentará problemas de filtraciones.

En los dos primeros casos, la excavación deberá considerar trabajos de voladura en masa; para

el tercer caso, considerar excavación mecanizada y voladura puntual; finalmente, para el caso

de los depósitos, considerar excavación mecanizada y, eventualmente, voladura puntual,

acompañados de medidas para el drenaje de las aguas de infiltración.

Túnel de Conducción

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Considerando las características del macizo rocoso, investigados mediante perforaciones

diamantinas con continua recuperación de testigos, y su posible deterioro en los portales y

sectores de escaso encampane, además de la experiencia en estudios en terrenos similares, se

estima que los trabajos de excavación involucrará los siguientes tipos de roca:

Roca Tipo II : 10 %

Roca Tipo III : 60 %

Roca Tipo IV : 30 %

Conducto Forzado

La mayor parte del conducto a presión se emplazaría sobre una ladera de moderada pendiente

(40° en promedio), constituida por depósitos deluvio-coluviales, compuestos por una mezcla

poco densa de material limo-arcilloso con cascajo y fragmentos de roca de naturaleza

esquistosa. Los depósitos, cuyo espesor varía entre 1 (parte superior) y varios metros (parte

inferior), yacen sobre bloques de roca o roca agrietada. Se estima que los primeros 50 m

(parte superior) se emplazarán sobre un talud empinado (aproximadamente de 50°)

conformado por roca esquistosa fracturada.

Para efectos de diseño de las obras, en el caso de los depósitos considerar valores de

capacidad portante en el orden de 3 (parte superior) a 5 Kg/cm2 (parte inferior).

Chimenea de Equilibrio

Se estima que la chimenea de equilibrio se emplazará en esquistos bastante fracturados (Roca

Tipo III), apartado de cauce de drenaje natural.

El diseño deberá considerar medidas de protección ante la posibilidad de ocurrencia de

desprendimientos de la parte superior del talud rocoso.

Casa de máquinas

La casa de máquinas y obras de restitución involucrarán a la parte inferior de depósitos

deluvio-coluviales, caracterizado por la presencia de bloques de roca embebidos en material

areno-arcilloso poco denso. El elevado contenido de fragmentos y bloques de roca, permiten

asumir para el terreno una capacidad portante, similar al indicado para el caso de la parte

inferior de la tubería a presión.

Las obras deberán considerar muros de protección en el borde adyacente al río, a fin de

garantizar el confinamiento de los materiales constituyentes del depósito, así como evitar o

atenuar su erosión en tiempos de crecidas.

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6.0 DESCRIPCIÓN DE LAS OBRAS

La Central Hidroeléctrica 8 de Agosto aprovechará un caudal de 18 m3/s, con un salto bruto

de 145 m, para generar en una central ubicada en superficie, 19,83 MW y producir 141 GWh

de energía media anual.

El esquema hidráulico de la Central estaría constituido por las siguientes obras:

Presa derivadora, con barraje móvil y compuerta de purga

Bocatoma, con rejilla, compuerta de admisión y desgravador

Desarenador

Cámara de carga con vertedero de excedencias.

Conducto en baja presión en tubería GRP y Túnel.

Chimenea de equilibrio.

Conducto forzado en acero

Casa de máquinas con turbinas Francis.

Canal de restitución al río Monzón.

Complementariamente las obras civiles involucran los Caminos de acceso a todos los

componentes de la Central hidroeléctrica y la elaboración de la plataforma de la subestación.

A continuación se describen las características principales de estas obras.

6.1 OBRA DE DERIVACIÓN

El barraje móvil de derivación emplazaría su eje a 56 m aguas abajo de la confluencia de las

quebradas Ayanunga y Pan de Azúcar, sobre el río Aucantagua.

El barraje tiene la función de elevar el nivel del agua, para garantizar la derivación de 18

m3/s. La cota al nivel de operación normal (NAMO) será la 1 165,70 msnm y la cota para el

nivel que permite evacuar la crecida de diseño, para un período de retorno de 500 años igual a

463 m³/s, es 1 169,45 msnm.

El barraje móvil estará provisto de 3 compuertas de descarga y una compuerta de purga. Las

compuertas serán del tipo vagón de 4,80 m de ancho y 3,70 m de altura, con clapetas de 1,00

m de altura, la solera de las compuertas se ubicaría en la cota 1 161 msnm. Cada vano contará

con una guía para la colocación de una ataguía para las operaciones de mantenimiento de las

compuertas y de los canales de descarga. La cota de la plataforma de operaciones estará a 1

Page 17: Memoria Descriptiva OC 8AGO Hydro

“Estudio Definitivo C.H. 8 de Agosto” Cuarto Informe - Documentos de Licitación Parte I, Volumen 2 – Memoria Descriptiva 6.2

SZ-12-345/004 Rev.01 SCL\R:\SZ-12-345\SZ-12-345-004\PARTE I\MEMORIA DESCRIPTIVA OC.DOC

170,50 msnm, lo que permitirá la evacuación de la crecida de diseño previendo la no abertura

de una de las compuertas.

Para mantener la bocatoma libre de sedimentos en época de caudales reducidos, se ha previsto

construir un canal de limpia contiguo a la toma; accionado por una compuerta plana

sumergida de 2,00 x 2,50 m y bajo la toma un ducto de purga en concreto armado accionados

por una compuerta plana, que servirá adicionalmente para la descarga del caudal ecológico.

La solera del barraje móvil contará con una poza amortiguadora de 25 m de longitud de

constitución robusta para soportar las condiciones de flujo en la zona y el arrastre de fondo.

Su superficie estará protegida con roca canteada de buena calidad, protegiéndose el inicio y

fin de la solera aguas arriba y aguas abajo con rip-rap de piedras de 0,80 m de diámetro

medio.

Las operaciones de limpieza del cauce y del canal de limpia serán establecidas de acuerdo a

las condiciones que presente el río durante las diversas épocas del año, debiendo los

operadores estar debidamente instruidos para su correcta operación. Ver plano 8AGO-2000

(2-2).

6.2 BOCATOMA

La obra de toma se ubicará sobre la margen derecha del río Aucantagua, inmediatamente

aguas arriba del eje del barraje móvil. Su capacidad de captación será igual a 18 m3/s para

permitir la generación de hasta 19,83 MW de potencia.

El umbral de entrada se ubicará a la cota 1 163,50 msnm y la plataforma de maniobras a la

cota 1 170,50 msnm, que prevé el caso de no abertura de una de las compuertas del barraje

derivador durante la crecida de diseño.

Contará con dos ventanas de captación de 4,50 m de ancho y 2,30 m de alto, separadas por un

pilar y provistas de rejas finas. Aguas abajo se ubicarán dos compuertas de 3,40 m de ancho

por 2,30 m de alto para el control de ingreso al sistema, siendo conducidas las aguas por un

canal hacia las naves desarenadoras.

Para mantener el ingreso de la bocatoma limpio de materiales arrastrados por el río se ha

previsto debajo de la toma un canal de purga que será accionado por una compuerta de 1,60 x

1,50 m.

Las operaciones de limpieza del cauce y del desgravador será establecido de acuerdo a las

condiciones que presente el río durante las diversas épocas del año, debiendo los operadores

estar debidamente instruidos para la correcta operación de las descargas. Ver plano 8AGO-

2001.

Page 18: Memoria Descriptiva OC 8AGO Hydro

“Estudio Definitivo C.H. 8 de Agosto” Cuarto Informe - Documentos de Licitación Parte I, Volumen 2 – Memoria Descriptiva 6.3

SZ-12-345/004 Rev.01 SCL\R:\SZ-12-345\SZ-12-345-004\PARTE I\MEMORIA DESCRIPTIVA OC.DOC

6.3 DESARENADOR

El desarenador se ubica aguas abajo de la estructura de captación y constará de los siguientes

componentes:

Transición de entrada

Desarenador propiamente dicho

Sistema de purga de finos

Conducto de evacuación

Vertedero de salida

La transición de entrada tiene una longitud de 9 m y permitirá el paso de la sección

rectangular del canal aguas arriba, a la sección rectangular de cada nave del desarenador

propiamente dicho.

El desarenador propiamente dicho, consta de 2 naves de 5,00 m de ancho y 3,50 m de altura

efectiva, cada nave tiene una longitud de 80 m y permitirá la decantación de los sedimentos

finos con partículas mayores o iguales a 0,20 mm.

En el fondo de cada nave se ubicará un canal de limpia para las operaciones de purga, con

pendiente 1,75%, además de compuertas de purga y conductos de evacuación para que

durante la operación de limpieza, se descarguen los sedimentos eliminados hacia el río.

Al final de cada nave se ubica un vertedero con umbral en la cota 1 164,60 y que permitirá el

paso del caudal aguas abajo del desarenador.

La limpieza del material depositado, se realizará por nave para no interrumpir la operación de

la central cerrando el ingreso de agua a la nave considerada y abriendo la descarga de fondo.

Una vez vaciada la nave se procederá a abrir la compuerta de admisión, que al paso del agua y

con reducido volumen de sedimentos y gran energía, limpiará el material depositado en la

nave descargándolo hacia el río. Concluida la limpieza se procederá al cierre de la compuerta

de descarga hasta el llenado de la nave para continuar con la operación normal del

desarenador y de la central. Ver plano 8AGO-2005.

6.4 CÁMARA DE CARGA

A continuación del vertedero ubicado al final de las naves desarenadoras se ubicará la cámara

de carga.

Está conformada por una estructura de concreto de ancho variable de 11,0 m al inicio y 5 m

al final. Su volumen será del orden de los 300 m3 para absorber variaciones de caudales

generados por el estatismo de las máquinas. Su profundidad al inicio del ducto de conducción

a presión será de 8,00 m. Antes de la entrada al ducto en baja presión, se ha previsto instalar

la rejilla de 4,20 x 4,20 m, con pendiente 6:1. Aguas abajo al inicio de la tubería de baja

presión, se ubicará una compuerta plana de seguridad que servirá como elemento de

protección.

Los excesos podrán ser descargados directamente al río por un vertedero lateral con capacidad

igual a 36 m3/s.

Page 19: Memoria Descriptiva OC 8AGO Hydro

“Estudio Definitivo C.H. 8 de Agosto” Cuarto Informe - Documentos de Licitación Parte I, Volumen 2 – Memoria Descriptiva 6.4

SZ-12-345/004 Rev.01 SCL\R:\SZ-12-345\SZ-12-345-004\PARTE I\MEMORIA DESCRIPTIVA OC.DOC

La cota de coronamiento de los muros de la cámara de carga será de 1 165,50 msnm.

Los niveles característicos de la Cámara de carga serán los siguientes:

Nivel de operación normal N.A.M.O 1 164,30 msnm

Nivel de operación mínimo N.A.M.I 1 162,50 msnm

Nivel máximo extraordinario N.A.M.E 1 165,18 msnm

Nivel del umbral del vertedero de excedencias 1 164,30 msnm

Se contará también con un sistema de control de niveles de agua, para en caso de registrarse

niveles bajos, actúen dando señales de alerta, pudiendo hasta sacar de servicio a los grupos

generadores en caso de no recibirse los caudales de operación requeridos por las máquinas, e

impedir el vaciado de la conducción. Ver plano 8AGO-2008.

6.5 SISTEMA DE CONDUCCIÓN El sistema de conducción está constituido por un tramo de 3 243 m de tubería en GRP y un

tramo de túnel de 897,60 m de longitud.

Tubería enterrada

Se inicia en la Cámara de Carga y se desarrolla hasta la progresiva 3+240 correspondiente a la

entrada del túnel. La capacidad de conducción será de 18 m³/s.

El conducto en baja presión ha sido proyectado en tubería de Poliester reforzada con fibra de

vidrio (GRP), de sección variable a lo largo de su recorrido con diámetros entre 2 500 mm y 2

300 mm e instalado en una zanja excavada. Irá apoyada a lo largo de su extensión sobre

material granular y estará cubierta con material seleccionado hasta el tope superior de la

misma. El espacio excavado restante, hasta el nivel del terreno natural, se cubre con relleno

común compactado. La cobertura mínima no deberá ser menor a 1,20 m. A lo largo de su

desarrollo se han previsto anclajes de concreto en el arranque, los cambios de pendiente

vertical y horizontal y en todos aquellos puntos donde se requiera.

La sección tipo propuesta consta de una plataforma superior de 7,80 m de ancho, que

constituirá durante la fase operativa el camino de servicio de la tubería y será tratada mediante

un lastrado artificial y en los tramos que se requiera irá protegida con roca asentado con

concreto. Se ha dispuesto también de una cuneta que garantice el drenaje longitudinal de la

traza.

El trazo en planta se ubica entre el camino de acceso a la toma y la margen derecha del río

Aucantagua. El alineamiento de la tubería se desarrolla en el tramo inicial sobre la margen

derecha del río Aucantagua, en los tramos que el trazo se aproxima al río será debidamente

protegido, tal como se muestra en las secciones típicas del plano (ver plano 8AGO-2021).

Se dispondrá también, en las zonas que así lo requiera el trazado, un adecuado drenaje

transversal.

El eje de la conducción involucrará a los tipos de terrenos que se indican a continuación,

cuyos metrados, estimados en porcentaje de la longitud total, son:

Page 20: Memoria Descriptiva OC 8AGO Hydro

“Estudio Definitivo C.H. 8 de Agosto” Cuarto Informe - Documentos de Licitación Parte I, Volumen 2 – Memoria Descriptiva 6.5

SZ-12-345/004 Rev.01 SCL\R:\SZ-12-345\SZ-12-345-004\PARTE I\MEMORIA DESCRIPTIVA OC.DOC

Roca fija: 5%, constituida por roca fracturada de naturaleza esquistosa.

Roca agrietada: 20%, conformada por grandes bloques de roca competente desprendidos de

taludes de roca adyacentes.

Roca suelta: 35%, consistente en bloques de roca competente con diámetros de 0,5 a 2 m,

excepcionalmente de mayores diámetros, con relleno detrítico poco denso. Se considera la

posibilidad de ocurrencia de filtraciones locales.

Depósitos: 40%, constituidos por mantos detríticos limo arcillosos que yacen sobre roca

suelta o roca agrietada. Se estima que un 80% de la longitud en este tipo de terrenos (tramo

final de la tubería), presentará problemas de filtraciones.

Túnel de Conducción El túnel de conducción con una longitud total de 897,60 m, será de sección tipo baúl de 2,5 m

de alto y 2,5 m de ancho, que se inician al final de la tubería de GRP seguida de una

transición hasta la sección del túnel propiamente dicho, la parte inicial y final del túnel en un

tramo de 100 m a cada lado será blindado en acero de sección circular.

El diámetro de excavación de 2,90 m del túnel ha sido determinado en función al requerido

para su excavación y posterior revestimiento en concreto f’c= 210 kg/cm2 y 0,20 m de

espesor, el tramo inicial y final blindado será embebido en concreto de las mismas

características, de sección circular de 2,50 m de diámetro.

Para la estimación de costos de las obras de conducción se ha previsto en porcentaje, los tipos

de roca que interesarán la excavación del túnel:

Roca Tipo II : 10 %

Roca Tipo III : 60 %

Roca Tipo IV : 30 %

La excavación se prevé que se realizará por dos frentes de trabajo, uno a cada extremo de

túnel. Para lo cual se ha previsto la implementación de los accesos respectivos.

Las secciones de excavación y el detalle del sostenimiento requeridos para cada tipo de roca

se muestran en el plano 8AGO-2030 (2/2).

6.6 CHIMENEA DE EQUILIBRIO

La chimenea de equilibrio se ubicará en la progresiva 3+940 y será excavada en roca. La

sección con 2,50 m de diámetro será revestida de concreto desde la clave del túnel hasta la

cota 1 165,00 msnm, a partir de la cual se ensancharía a un diámetro de 7,5 m hasta la cota 1

187 msnm que será estabilizada con concreto lanzado.

Las características operativas serían las siguientes:

Page 21: Memoria Descriptiva OC 8AGO Hydro

“Estudio Definitivo C.H. 8 de Agosto” Cuarto Informe - Documentos de Licitación Parte I, Volumen 2 – Memoria Descriptiva 6.6

SZ-12-345/004 Rev.01 SCL\R:\SZ-12-345\SZ-12-345-004\PARTE I\MEMORIA DESCRIPTIVA OC.DOC

En el caso de la salida brusca de dos unidades, el nivel máximo del agua alcanzaría a

la cota 1 184,00 msnm.

En la caso de arranque de una máquina, el nivel mínimo de agua no deberá ser inferior

a la cota 1 119,24 msnm.

La Chimenea de equilibrio parte del túnel de conducción, 197,45 m aguas abajo del portal de

salida del túnel. Será vertical del tipo no vertiente.

La parte superior de la chimenea terminará en una cámara en superficie construida sobre una

plataforma excavada y conformada, que servirá durante el proceso constructivo, como

plataforma de operación y que se conectará con el acceso a la chimenea de equilibrio.

6.7 CÁMARA DE VÁLVULAS

Al final del túnel de conducción se ha ubicado la Cámara de Válvulas provista de una válvula

mariposa de seguridad de 2,50 m de diámetro.

El propósito de esta válvula será la de proteger a las obras civiles del salto y la Casa de

Máquinas de daños por la rotura o pérdidas de agua de la tubería.

La Cámara de Válvulas, tendrá un ancho de 13,0 m (medido perpendicularmente al eje de la

tubería), 15,0 m de longitud y 13,0 m de altura. La entrada se realizará por el camino de

acceso, construido para los requerimientos de la obras de túnel.

6.8 TUBERÍA FORZADA

A partir del portal de salida del túnel, el transporte de agua hasta las turbinas continúa por una

tubería de Acero de sección variable desde 2,5 m a 2.3 m de diámetro. Todo el tramo de

tubería será expuesta, apoyada sobre sillas de concreto y anclada sobre bloques de concreto.

La longitud total de la tubería, siguiendo su eje, a partir del final del portal de salida hasta el

comienzo de la bifurcación horizontal, es de 113 m.

Al final de su desarrollo se ha considerado una bifurcación y tuberías de menor diámetro hasta

cada turbina. Este último tramo estará embebido en concreto. El pantalón de distribución y

tuberías de conducción de 1,70 m de diámetro y 33,70 m de longitud total hasta la Casa de

Máquinas.

En este estudio se asumió que la tubería se montará en tramos de 8,0 m.

Page 22: Memoria Descriptiva OC 8AGO Hydro

“Estudio Definitivo C.H. 8 de Agosto” Cuarto Informe - Documentos de Licitación Parte I, Volumen 2 – Memoria Descriptiva 6.7

SZ-12-345/004 Rev.01 SCL\R:\SZ-12-345\SZ-12-345-004\PARTE I\MEMORIA DESCRIPTIVA OC.DOC

6.9 CASA DE MÁQUINAS

La Casa de Máquinas será en superficie, ubicada en la margen derecha del río Monzón, sobre

una plataforma conformada para tal fin en la cota 1 021,35 msnm, ocupando un área de 2 313

m2.

La cota de descarga será 1 019,28 msnm, que garantiza una descarga libre al río en

condiciones de flujo de estiaje y caudal medio. Durante el período de las avenidas y en

particular con la máxima avenida de diseño la descarga será interesada por el nivel en el río, 1

022,94 msnm, pero la central podría continuar operando, dependiendo de las

recomendaciones dadas por los fabricantes de las unidades.

Las turbinas dispondrán de un salto bruto de 145 m y para el máximo caudal turbinable, un

salto neto de 128 m que permitirán generar hasta 9,92 MW por grupo.

La casa de máquinas corresponde a un edificio con una estructura de acero y cimientos de

concreto reforzado. Las dimensiones serían de 13,60 m de ancho, 36,70 m de longitud y

10,70 m de alto.

La casa de máquinas de la central estará dividida en dos zonas, una en la que estarán

emplazados los equipamientos electromecánicos turbina-generador y su equipamiento

asociado y otra en la que estará instalado el equipamiento eléctrico, de la subestación y de

instrumentación y control, para lo que se dispone de una oficina con sus respectivos servicios

higiénicos.

En el área de montaje y desmontaje de la casa de máquinas, se dispondrá de un puente-grúa

de 50 Tn accionado eléctricamente, para movilizar la maquinaria de la central, el mismo será

soportado por columnas metálicas.

Cada una de las zonas contará con una cubierta independiente de láminas esmaltadas

corrugadas, la fachada tendrá ventanas exteriores y estará dotada de una ventilación por

medio de rejillas. La cubierta de la nave central será a dos aguas mientras que la cubierta del

edificio adosado será a un agua.

La Casa de Máquinas albergará dos unidades generadoras Francis de eje horizontal, siendo la

energía producida evacuada por cables en 13,8 kV hacia el patio de llaves.

Contará también con órganos de cierre, válvulas mariposas a la salida de los tubos de

alimentación y ataguías en correspondencia al canal de descarga, así como los sistemas de

control, drenaje y refrigeración.

El patio externo o de salida que servirá como lugar de maniobras será una plataforma en la

cota 1 021,35 msnm, conformada por material de relleno confinada en el lado contiguo al río

de un contrafuerte de concreto.

Las aguas turbinadas por cada una de las unidades de generación se restituyen al río Monzón,

mediante canales de descarga que serán de concreto armado y tendrá una sección rectangular

de 5,00 m de ancho, 5,50 m de altura y 13,70 m de longitud aproximada. Contará con una

compuerta de emergencia.

La zona de restitución al río será protegida con roca de diámetro medio de 0,80 m.

Page 23: Memoria Descriptiva OC 8AGO Hydro

“Estudio Definitivo C.H. 8 de Agosto” Cuarto Informe - Documentos de Licitación Parte I, Volumen 2 – Memoria Descriptiva 6.8

SZ-12-345/004 Rev.01 SCL\R:\SZ-12-345\SZ-12-345-004\PARTE I\MEMORIA DESCRIPTIVA OC.DOC

6.10 OBRAS DE DESVÍO

Para la construcción de las estructuras de captación se ha previsto preliminarmente realizar el

encauzamiento del río Aucantagua en la zona de obras, sobre la margen derecha, para permitir

la construcción de dos vanos de descarga y posteriormente derivar el río por el tramo

construido y construir el muro de la toma, el canal de limpia y el vano restante de descarga.

La zona de trabajo será aislada mediante una ataguía de materiales sueltos, que permitirán

dejar en seco la zona de cimentación de la parte del barraje en construcción.

Una vez construida esta parte se procederá a desviar el río por la compuerta de limpia y dejar

en seco la zona de la presa derivadora.

A continuación se presentan las características más importantes de la C.H. 8 de Agosto.

Cuadro 6.1

CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LA C.H. 8 DE AGOSTO

OBRAS DERIVACIÓN Y CAPTACIÓN

Caudal de Diseño, m3/s 18

Nivel Máximo Normal de Operación, m.s.n.m. 1 165,70

Nivel Máximo Extraordinaria, m.s.n.m. 1 169,45

Crecida de Diseño del Vertedero (Tr=500 años), m3/s 463

Longitud de barraje móvil, m 21

Número de compuertas del barraje 03 tipo vagón con clapeta

Toma 02 Compuertas tipo vagón+ 02 Compuerta tipo vagón de purga

DESARENADOR

Longitud, m 80

Ancho y profundidad efectiva, m 5 / 3,5

Diámetro de la partícula a eliminar, mm

0,2 con 88% de eficiencia

CÁMARA DE CARGA

Nivel de agua máxima ordinaria, m.s.n.m. 1 164,30

Nivel de agua máxima extraordinaria, m.s.n.m. 1 165,18

Longitud del vertedero (m) 20

SISTEMA DE CONDUCCIÓN

Tubería/ diámetro/longitud, m GRP, Variable 2,50-2,3 / 3 243

Túnel/ diámetro/longitud, m Revestido concreto/2,50/697,60 Blindaje de acero/2,50/200

Chimenea de equilibrio/diámetro/altura, m Revestida concreto/2,50-7,50/109

TUBERÍA FORZADA

Tubería tipo Acero

Diámetro, m Variable 2,50-2,30

Longitud, m 146,70

CASA DE MÁQUINAS

Tipo de Casa de Maquinas Al Exterior

Canal de Descarga

Cota de Restitución, m.s.n.m. 1019,28

Caída Total Bruta, m 145

Caída Neta, m 128

Caudal de diseño, m3/s 18

Tipo de Turbina/RPM Francis eje horizontal/720

Page 24: Memoria Descriptiva OC 8AGO Hydro

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SZ-12-345/004 Rev.01 SCL\R:\SZ-12-345\SZ-12-345-004\PARTE I\MEMORIA DESCRIPTIVA OC.DOC

Válvulas de Entrada de Turbina Si

Número de Unidades y Tipo 2 Francis

Potencia de la Turbina kW 2 x 9 915

Potencia del Generador, kVA 2 x 11 664

Energía Promedio Anual Generada, GWh 141

Factor de Planta, % 81

Elaboración: El Consultor

Page 25: Memoria Descriptiva OC 8AGO Hydro

“Estudio Definitivo C.H. 8 de Agosto” Cuarto Informe - Documentos de Licitación Parte I, Volumen 2 – Memoria Descriptiva

SZ-12-345/004 Rev.01 SCL\R:\SZ-12-345\SZ-12-345-004\PARTE I\MEMORIA DESCRIPTIVA OC.DOC

7.0 EQUIPAMIENTO HIDROMECÁNICO

El equipamiento hidromecánico de la C.H. 8 de Agosto estará compuesto conforme se

describe a continuación:

(03) Compuertas de barraje móvil 4,80 x 3,70+ clapetas de 1,00 m

(01) Compuerta desripiadora 2,00 x 2,50

(01) Ataguía de compuerta barraje móvil 4,80 x 4,70

(01) Ataguía de compuerta desripiadora 2,00 x 2,50

(02) Reja fina 4,50 x 2,30

(02) Compuerta de admisión 3,40 x 2,30

(02) Reja gruesa 4,50 x 1,10

(02) Compuerta desgravadora 1,60 x 1,50

(02) Compuerta purga desarenador 1,50 x 1,40

(01) Compuerta salida 2,50 x 2,50

(03) Reja de seguridad 4,20 x 4,20

En el cuadro Nº 7.1 se muestra en detalle las características principales del equipamiento

hidromecánico.

Page 26: Memoria Descriptiva OC 8AGO Hydro

“Estudio Definitivo C.H. 8 de Agosto” Cuarto Informe - Documentos de Licitación Parte I, Volumen 2 – Memoria Descriptiva 7.2

SZ-12-345/004 Rev.01 SCL\R:\SZ-12-345\SZ-12-345-004\PARTE I\MEMORIA DESCRIPTIVA OC.DOC

Cuadro 7.1

EQUIPO HIDROMECÁNICO C.H. 8 DE AGOSTO

Descripción Ubicación

Dimensión del Vano

Cantidad Tipo Accionamient

o

Nivel Normal

de Operación de agua (msnm)

Nivel máximo de agua (msnm)

Nivel de solera

(msnm)

Nivel de Plataforma

de operación

(msnm) Ancho Alto

Compuertas de barraje móvil+ clapetas Captación 4,80 3,70 3 vagón Hidráulico 1165,70 1169,45 1161,00 1170,50

Compuerta Desripiadora Captación 2,00 2,50 1 vagón Hidráulico 1165,70 1169,45 1161,00 1170,50

Ataguía de compuerta barraje móvil Captación 4,80 4,70 1 vagón Pórtico 1169,45 1169,45 1165,70 1170,50

Ataguía de compuerta desripiadora Captación 2,00 2,50 1 vagón

1165,70 1169,45 1161,00 1170,50

Reja fina Captación 4,50 2,30 2

1165,70 1169,45 1163,50 1170,50

Compuerta Admisión Captación 3,40 2,30 2 vagón Hidráulico 1165,70 1169,45 1163,50 1170,50

Reja gruesa Captación 4,50 1,10 2

1165,70 1169,45 1161,80 1170,50

Compuerta Desgravadora ducto desgravador 1,60 1,50 2 vagón Hidráulico 1165,70 1169,45 1159,50 1167,00

Compuerta purga desarenador desarenador 1,50 1,40 2 deslizante Hidráulico 1165,63 1166,56 1160,15 1167,00

Compuerta Salida Cámara de carga 2,50 2,50 1 vagón Hidráulico 1164,30 1165,18 1156,03 1165,50

Reja de seguridad Cámara de carga 4,20 4,20 3

1164,30 1165,18 1153,03 1165,50

Elaboración: El Consultor

Page 27: Memoria Descriptiva OC 8AGO Hydro

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SZ-12-345/004 Rev.01 SCL\R:\SZ-12-345\SZ-12-345-004\PARTE I\MEMORIA DESCRIPTIVA OC.DOC

8.0 EQUIPO MECÁNICO

8.1 TURBINA

La central hidroeléctrica 8 de Agosto estará equipada con dos turbinas Francis de eje

horizontal, con rodete simple en voladizo, montado sobre el eje del generador, por medio de

brida de acoplamiento o buje cónico.

La turbina tipo Francis deberá ser capaz de operar en forma continua y producir la máxima

potencia para las siguientes condiciones de flujo y caída neta:

Nº de grupos 2

Caudal nominal total 18,00 m3/s

Caída neta nominal 128 m

Caudal máximo por unidad (Qmax) 9,00 m3/s

Caudal mínimo por unidad (Qmin) 2,70 m3/s

Potencia nominal por unidad 10,40 MW

Eficiencia estimada al 100% 93,00

Velocidad seleccionada 720 rpm

Altura de instalación 1 021,35 msnm

Altura de succión - 1,50 m

8.2 VÁLVULA DE ADMISIÓN

La turbina estará provista de una válvula de aislamiento ubicada inmediatamente aguas arriba

de la entrada a la turbina, con el fin de interrumpir el paso de flujo en caso de falla de la

turbina ó parada de emergencia y para permitir el vaciado de la turbina.

La válvula será del tipo mariposa de eje horizontal excéntrico. Sus características básicas son

las siguientes:

Cantidad 2

Método de cierre Contrapeso

Diámetro nominal 1 700 mm

Caudal nominal 9,00 m3/s

Tiempo de cierre normal 60 s – regulable

Tiempo de apertura normal 60 s – regulable

Page 28: Memoria Descriptiva OC 8AGO Hydro

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8.3 VÁLVULA MARIPOSA DE EMERGENCIA

La válvula mariposa de emergencia será instalada a la salida de la cámara de carga de la

central y servirá como protección en caso de rotura ó para realizar labores de mantenimiento

y/o reparación de la tubería de presión.

Las características principales de la válvula mariposa de emergencia son las siguientes:

Diámetro 2 500 mm

Presión nominal 16 bar

Presión máxima 18,5 bar

Apertura Hidráulica

Cierre Gravedad

Dispositivo de sobre velocidad Mecánico

8.4 PUENTE GRÚA

La capacidad del puente grúa necesaria para trabajos de montaje, desmontaje y mantenimiento

de los equipos instalados en la casa de máquinas de la central será de 50 toneladas. La

capacidad final de la grúa será definida por el fabricante del generador.

Las características principales del puente grúa son:

Capacidad del gancho principal 50,0 t

Capacidad del gancho auxiliar 15,0 t

Ancho de la nave 11,00 m

Largo de la nave 33,00 m

Altura libre al piso 8,0 m

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9.0 EQUIPO ELÉCTRICO

9.1 GENERADOR

El generador será de tipo síncrono trifásico con potencia nominal aparente de 11 150 KVA,

con tensión nominal de salida de 13,8 kV, y frecuencia de 60 Hz, trabajando a una velocidad

de rotación nominal de 720 RPM y un factor de potencia de 0,90.

Los generadores son refrigerados mediante ventiladores de aire.

Las características principales del generador, serán las siguientes:

Tipo Síncrono

Factor de potencia 0,90

Tensión nominal 3 x 13,8 kV

Potencia 11 150 KVA

Frecuencia nominal 60 Hz

Conexión Estrella

Excitación Brushless PMG

Velocidad 720 rpm

Eje Horizontal

Grado de protección IP23

Refrigeración IC 21

Cojinetes Deslizantes

Altura de instalación 1 021,35 msnm

Norma de fabricación IEC 60034

Servicio Red interconectada

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10.0 SISTEMA DE CONTROL, AUTOMATIZACIÓN Y TELECOMUNICACIÓN

10.1 ALCANCES DEL PROYECTO

El Proyecto Sistema de Generación y Transmisión de la Empresa Generación Andina S.A.C.,

comprende la construcción de tres centrales de generación hidroeléctrica denominadas, 8 de

Agosto, El Carmen y Nueva Esperanza.

La operación de las centrales está prevista con operador en cada central asistido por una

consola de operador basado en una PC. La operación será automática y supervisada

permanentemente desde el puesto de control, es decir que a través de un puesto de operador

basada en PC, podrá monitorearse y controlar las tres centrales.

Se ha previsto un sistema de control principal en la C.H. 8 de Agosto que permita gestionar el

complejo (las 3 Centrales Hidroeléctricas), no sólo mediante funciones de control y monitoreo

sino funciones de análisis e intercambio de información con el centro coordinador nacional

COES.

Las comunicaciones entre las centrales hidroeléctricas así como al SINAC serán redundantes.

La comunicación con el COES se realizará a través de una compañía especializada en

comunicaciones satelitales.

10.2 ESQUEMA DE PRINCIPIOS DEL SISTEMA DE CONTROL

10.2.1 Niveles de Control

Se ha previsto el control de las Centrales Hidroeléctricas teniendo en cuenta la arquitectura de

control basado en niveles de control.

El primer nivel es el Nivel 0 o nivel de Campo. En este nivel se encuentran todos los

elementos de control primarios del Sistema de Generación y Transmisión; entre ellas se

encuentran por ejemplo compuertas, válvulas, bombas y demás elementos que permitan un

completo control y monitoreo del Sistema Hidráulico así como del conjunto Turbina-

Generador. En el caso de las Subestaciones elevadoras se encuentran los seccionadores e

interruptores. Los dispositivos a este nivel pueden ser operadas mediante un selector que

provee los siguientes mandos/estados: Localmente, estar Desconectadas, o ser Operadas

Remotamente cediendo el control al siguiente nivel.

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El segundo nivel es el nivel 1 donde se encuentra el PLC o controlador, elemento base de

control con capacidad de poder adquirir señales discretas y además poder realizar mandos a

distancia, así mismo este PLC o Controlador deberá tener capacidad para interactuar con los

sistemas de control y protección de las unidades y subestación elevadora.

En el nivel 2 se encuentra la estación de trabajo o consola de operación desde donde se va a

controlar y monitorear toda la planta. Está compuesta por PC donde correrá el programa que

se utilizará para realizar las funciones propias de una estación de trabajo. Bajo este esquema

se tiene prevista la operación de las tres centrales hidroeléctricas.

En el nivel 3 se tiene el control para la operación global de las tres centrales y de las

subestaciones elevadoras y se realizará en la C.H. 8 de Agosto donde se contará con equipo

para realizar la gestión del complejo y para realizar el intercambio de información de los

principales parámetros de operación del complejo hidroeléctrico con el Centro Coordinador

COES.

10.2.2 Arquitectura de Control

Para la operación de las Centrales Hidroeléctricas se va a instalar equipos que permitan la

operación automática de cada central, mediante la adquisición y tratamiento de datos de la

central a través de un programa de operación.

El control se realizará a través de controladores lógicos programables PLC’s, interconectados

mediante un bus de datos, de preferencia Ethernet utilizando enlaces de Fibra óptica. El bus

Ethernet permitirá integrar las instalaciones relacionadas con la operación de la central como

tableros de control de la casa de máquinas y la subestación.

Para la interface Hombre-Máquina se va utilizar una estación de trabajo compuesta por

computador, monitor, teclado.

La forma de operación prevista para las centrales es un control a distancia desde el centro de

control de la C.H. 8 de Agosto, donde se contará con los elementos requeridos para las

funciones de control y monitoreo de las centrales; sin embargo cada central contará con su

operador y sus herramientas de mando para intervenir en caso de emergencia. Opcionalmente

se debe ofrecer equipos para supervisión remota desde la ciudad de Lima.

Como la potencia generada excede los 10 MW, el Sistema de Generación está obligado a

reportar información seleccionada de su operación hacia el Centro Coordinador de

Operaciones, COES, por lo que deberá contar con facilidades de intercambio de información

en protocolo normalizado ICCP.

Para las comunicaciones se está previendo en todos los casos fibras ópticas, en los tramos

cortos de línea será del tipo ADSS 8 fibras.

Se prevé una red de radios de datos para enlaces de respaldo de la fibra óptica.

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10.3 SISTEMA DE TELECOMUNICACIONES

10.3.1 Fibra Óptica

El sistema de telecomunicaciones principal será estructurado sobre enlaces de Fibra Óptica.

En los tramos de las líneas de 22,9 kV serán del tipo ADSS (All Dielectric Self Supported),

monomodo, tercera ventana. El número de hilos será de 8 hilos.

10.3.2 Sistema Telefónico

Se creará una red telefónica del tipo VoIP para comunicar las centrales entre si y la

Subestación Tingo María.

10.3.3 Radio Modem

Se instalará un sistema de radio-modem como sistema de respaldo de los enlaces de datos

entre las centrales hidroeléctricas.

10.3.4 Comunicaciones VSAT

Para comunicar el centro de control de la C.H. 8 de Agosto con el Centro de Control del

COES se va instalar un sistema de comunicaciones del Tipo VSAT.

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CONTENIDO

MEMORIA DESCRIPTIVA OBRAS CIVILES

MEMORIA DESCRIPTIVA MONTAJE DEL EQUIPAMIENTO ELECTROMECÁNICO E HIDROMECÁNICO

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ÍNDICE

Pág.

1.0 GENERALIDADES 1.1

2.0 OBJETIVO 2.1

3.0 UBICACIÓN 3.1

4.0 VÍAS DE ACCESO A LA ZONA 4.1

5.0 ESTUDIOS BÁSICOS DE INGENIERÍA 5.1

5.1 TOPOGRAFÍA 5.1

5.2 HIDROLOGÍA 5.2

5.2.1 Precipitación 5.2

5.2.2 Caudales 5.4

5.2.3 Curva de Duración 5.4

5.2.4 Caudal Ecológico 5.5

5.2.5 Máximas Avenidas 5.5

5.3 GEOLOGÍA 5.6

5.3.1 Rasgos geomorfológicos 5.6

5.3.2 Unidades litoestratigráficas 5.7

5.3.3 Estructuras geológicas 5.7

5.3.4 Geodinámica externa 5.7

5.3.5 Características geológicas de la obra proyectada 5.8

6.0 DESCRIPCIÓN DE LAS OBRAS 6.1

6.1 OBRA DE DERIVACIÓN 6.1

6.2 BOCATOMA 6.2

6.3 DESARENADOR 6.3

6.4 CÁMARA DE CARGA 6.3

6.5 SISTEMA DE CONDUCCIÓN 6.4

6.6 CHIMENEA DE EQUILIBRIO 6.5

6.7 CÁMARA DE VÁLVULAS 6.6

6.8 TUBERÍA FORZADA 6.6

6.9 CASA DE MÁQUINAS 6.7

6.10 OBRAS DE DESVÍO 6.8

Pág.

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7.0 EQUIPAMIENTO HIDROMECÁNICO 7.1

8.0 EQUIPO MECÁNICO 8.1

8.1 TURBINA 8.1

8.2 VÁLVULA DE ADMISIÓN 8.1

8.3 VÁLVULA MARIPOSA DE EMERGENCIA 8.2

8.4 PUENTE GRÚA 8.2

9.0 EQUIPO ELÉCTRICO 9.1

9.1 GENERADOR 9.1

10.0 SISTEMA DE CONTROL, AUTOMATIZACIÓN Y

TELECOMUNICACIÓN 10.1

10.1 ALCANCES DEL PROYECTO 10.1

10.2 ESQUEMA DE PRINCIPIOS DEL SISTEMA DE CONTROL 10.1

10.2.1 Niveles de Control 10.1

10.2.2 Arquitectura de Control 10.2

10.3 SISTEMA DE TELECOMUNICACIONES 10.3

10.3.1 Fibra Óptica 10.3

10.3.2 Sistema Telefónico 10.3

10.3.3 Radio Modem 10.3

10.3.4 Comunicaciones VSAT 10.3


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