La Historia se

escribe con obras

Pequeña Central Hidroeléctrica Río Tunjita

Boyacá, Macanal, Colombia
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  • Constructora: Coninsa Ramón H
  • Diseño estructural: Coninsa Ramón H. en subcontrato con Integral S.A.
  • Interventoria: Asesor del cliente Ingetec S.A.
  • Tipo de proyecto: Infraestructura
  • Estado de la obra: Terminada
  • Director de obra: Edinson Garcia Cardona
  • Localización: Boyacá, Macanal, Colombia
Pequeña Central Hidroeléctrica Río Tunjita

Descripción del proyecto

La PCH del río Tunjita fue una obra que logró la reparación de un trasvase de 14 kilómetros y su modificación para el aprovechamiento de este flujo de agua, generando una producción extra de 20 megavatios por hora, adicionales a los 1.000 mw que ya generaba la hidroeléctrica Chivor. 


Argos diseñó un concreto para esta obra en específico

Contexto del proyecto

La PCH del río Tunjita se encuentra en el municipio de Macanal, en el departamento de Boyacá. El proyecto nació basado en el potencial que tenía este trasvase, por el que se transportan 40 m3/s de agua hacia el embalse la Esmeralda de la hidroeléctrica Chivor, para desarrollar un proyecto hidráulico de generación de 20 mw adicionales captando parte del agua y turbinándola.


La obra constó de dos partes. La reparación del trasvase de 14 kilómetros de largo y 3,5 metros de diámetro con una capacidad de 40 m3/seg.; la construcción de las obras civiles: construcción de un túnel de conducción de 400 metros de longitud, un pozo vertical de 190 metros, dos cámaras de válvulas subterráneas, una tubería metálica de carga de 550 metros de longitud y 1.50 metros de diámetro; una casa de máquinas exterior con su canal de descarga, el suministro, montaje y puesta en marcha de los equipos electromecánicos compuestos de 2 turbinas FRANCIS de eje vertical con una capacidad de generación de 19.8 MW.


El transvase existente cambió de flujo libre a presión. En las cámaras de válvulas, se montaron 2 válvulastipo Howell Bunger, por las cuales se captan 32 m3/seg que se descargan al embalse la Esmeralda, los 8m3/seg restantes se utilizan para la generación de energía en la casa de máquinas.


La reparación y construcción de la obra presentó un reto desde antes de comenzar. Una de las principales dificultades a superar fue la necesidad del cliente de mantener el trasvase en operación, ya que este representa el 20% del agua que alimenta la central CHIVOR la cual genera 1.000 MW. Cerrar el trasvase continuamente durante los meses que duraba el proyecto, no era viable para AES Chivor por la pérdida que representaba, y se decidió hacer cuatro cierres durante los veranos de 2012 a 2013 y de 2013 a 2014, que son los meses de menor flujo del trasvase intervenido.


El otro reto era el diámetro del trasvase. En los 3,5 metros de diámetro que tiene el túnel, no es posible siquiera ingresar con una mezcladora tradicional, mucho menos maniobrar a lo largo de 14 kilómetros con más de una mezcladora a la vez. Fue necesario comprar cinco mezcladoras de bajo perfil, con la cabina modificada, para que pudieran entrar. Para las maniobras de retroceso se construyeron unos puntos especiales llamados nichos, ubicados en los cruces de flujo.


Con el transporte del concreto apareció un nuevo reto. Los niveles de monóxido de carbono y humo de las máquinas ponían en riesgo la salud y la vida del equipo de trabajo. Se solucionó poniendo el túnel a trabajar como un solo ducto, bombeando aire por un extremo y succionándolo por el otro, cambiando la dirección del aire conforme la temperatura se invertía en los portales. A pesar de estas condiciones adversas, acumuladas una tras otra, el proyecto se llevó a cabo durante 19 meses sin un solo accidente. Una obra de alto riesgo como esta, en la cual se logró el record de 2.690.000 horas hombre trabajadas sin ningún incidente incapacitante. lo que constituye un gran logro para Coninsa Ramón H y AES Chivor.


Solucionados los temas logísticos se comenzó con el primer cierre del trasvase, desde finales de 2012 a principios de 2013, desarrollando el cronograma sin impases. Pero al comenzar el segundo cierre se detectó lo que se constituiría el principal reto logístico del proyecto en la PCH del río Tunjita: aparecieron unas nuevas socavaciones considerables que no se detectaron durante la exploración.


Después de nueve meses de túnel funcionando tras el primer cierre, cuando se reiniciaron las operaciones en noviembre de 2013 se encontró que las rocas sedimentarias, mezcladas en paquetes de areniscas y lutitas, se habían desagregado con el paso del agua.


Las socavaciones estaban a lo largo de 5 kilómetros de túnel, con diferentes características. Se incorporaron diferentes equipos, entre ellos especialistas mundiales de AES Chivor, para que estudiaran el túnel en detalle. Se hizo el mapeo geológico metro a metro del estado de la roca y potenciales fallas.


Se clasificó el túnel y se sectorizó en unidades independientes de trabajo. Se necesitaban entre 8.000 y 10.000 m3 de concreto para rellenar las socavaciones, lo que implicaba tres o cuatro cierres adicionales. Las gigantescas modificaciones que esto conllevaba, tanto en la metodología como en el contrato en sí, fue el reto más grande que se tuvo que enfrentar. Se logró de la mano de Argos.


Lo primero fue el cambio en el método constructivo, en el primer cierre se había colocado el concreto directamente de la mezcladora al piso, pero ahora había que bombear grandes cantidades de concreto hacia los socavones. Argos diseñó una mezcla especial, con una pequeña variación, que permitió ser bombeada de forma más eficiente. Durante el segundo cierre, con esta nueva mezcla, se llegó a colocar 5.600 m3 deconcreto de solera, es decir, más del doble de lo que se había logrado durante el primer cierre, pero no se logró colocar ni un centímetro cúbico de concreto lanzado.


Por otro lado, la planta dosificadora que Argos tenía en el lugar de la obra, incrementó su producción de 30 m3/h a 40 m3/h, y esa producción adicional permitió que se afrontaran esos volúmenes adicionales en un tiempo menor que el estimado. Además, los requerimientos del concreto eran bastante especiales. Por las condiciones del túnel, no era posible transportar un concreto tradicional sin que comenzara ningún tipo de fraguado, pues las mezcladoras, además de la media hora que tardaban cargando la mezcla, y una vez cargados no podían avanzar a más de 10 k/h por los 6 o 7 kilómetros de túnel hasta el lugar donde bombear la mezcla.


Al final la reparación del trasvase, se tardó cuatro cierres; solo dos más de lo estimado: desde el 1 de julio de 2012 hasta 29 de junio de 2016. En total fueron más o menos 21.000 m3 de concretos colocados, entre hidráulicos de 2.500 hasta 5.000 libras, bombeables y no bombeables; lanzados de 26 megapascales y concreto autocompactante. Los concretos convencionales se colocaron en las cámaras de válvulas, el revestimiento del blindaje, el deslizado de la almenara, la solera del túnelexistente, el blindaje de las tuberías, la casa de máquinas con su canal de descarga y los anclajes de la tubería de conducción. Los concretos lanzados se utilizaron para los taludes y los revestimientos del túnel existente.


El concreto autocompactante se utilizó en un contrato anexo que se desarrolló a la par para el mismo cliente, la reparación del deflector del canal de descarga de 320 metros de longitud con una pendiente de 45° que, tras 35 años de trabajo, estaba completamente deteriorado. La tarea no era sencilla por las condiciones de transporte del concreto hasta el sitio final de colocación, el cual era a través de una tubería de 10” de diámetro con una longitud de 380 metros que no permitía acceder al deflector de forma directa y era necesario llevar 500 m3 de concreto hasta allí. Argos propuso una mezcla especial de concreto autocompactante que solo se debía deslizar por una cañuela hasta el deflector sin que se segregara, y sin necesidad de hacerle nada más. Fue un concreto diseñado por Argos para esta obra en específico.


La PCH del río Tunjita entró en funcionamiento, con las reparaciones y las nuevas estructuras, el 27 de junio de 2016 y genera 20 mw adicionales a los 1.000 mw que genera la hidroeléctrica Chivor.