Ing. Ind. Mec. Gabriel Wilkins, Sqceem

RD

LrI

Renovación de laesaI Terra

F ese bien

.\ Repre v ¡ Ce:.:i^.1 Hidroeléctrica Dr. GabrielTer¡- e>É uL'r.-¿ü e n el centro de1 país, a 260k.¡ltrrTi3lrt-: d: \lrrnlerideo. sobre el Río Ne-

_ero. Con.t" Ja .-,.rJ.. unrd;¡des generadores las cualesfueron in"usur:ü. enre diciembre de 1945 (UnidadII) r di;iert'r: i¡ ,ü-: Unidad IV ). La capacidad de

generacr,in i: -'.& un¡ J¡ la: unidades es de 32 MW,aptili p;:: .rc€.i: 3nr. 16 r 18 m de caída neta.

En lv-::. 3. ¡,¡:L-"r.. para Ia construcción de la Cen-tral lue -::;j';¡i- : uD Ct¡o:orr-ioAlemán (CONSAL),inte_srrJc, i:r-J3 r-j¡: ¡rr \i-rith. Siemens, etc. El endu-recir::e:-:.-' ie -:. .-el¡--rt nes internacionales con Ale-manl, j';:=¡:¡ ." l' Guerra \{undial, llevó a que se

di....'.:::= :- ¡¡':---:¿!.. e.tando la represa prácticamenteten:::.:: -. ^: :enr¡l .-Lln algunos elementOS fijOs a lar¡b:: -:-,:. .= l. ñ):tTl¡.

.\--,:. 5- .ti-.¡uci.ín la RIONE (administradora del" É:= . :-rn¡l i un nue\ o contrato con un Consorcio de3lrri3:i-. :.+fl3Jmericanas. que adaptaron sus equipos

- . ::,--->-;-.ir-1!anal e\lstentes.L..: :..ri<Ies de las rurbinas del tipo Kaplan, de 6

¡jjre. a..n un diímetro de 4842 mm. fueron construi-de\ Erlr \ft¡rgun Smith.

Li: _lio3FJdLrres fueron fabricados por GeneralEle¡rnc. Je eje renical. con su rotor de 48 polos sa-lientes r de :-165 mm de diámetro. La velocidad derotación es de l15 r.p.m.. generando 30.4 MW nomi-nales a una tensión nominal de 13.8 kV.

Jurro 1998 T¡csrrERíA 23

Durante los años de operación, la Central ha sufri-

do importantes accidentes como la creciente de abril

de t9j9 que inundo la Sala de Máquinas quedando los

alternadores bajo agua. Debido a este problema se cam-

biaron los bobinados estatóricos de los alternadores'

entrando las unidades nuevamente en operación entre

marzo y junio de 1960. El rtante

fue que durante agosto de 1 6, Por

necesidades del sistema en s Pro-

ducen cada una 34 MW de continuo y 36'8 MW de

sobrecarga.

Esto produjo, aparte de los problemas normales de

operación con cargas superiores a las normales, en par-

ticular sobre las unidades N'II y N" III, el desprendi-

,miento del revestimiento metálico del tubo de aspira-

ción.

Debido al estado en que se encon-

traba la Central causado por las con-

diciones de funcionamiento de 50

años de trabajo y los accidentes men-

cionados, y viendo la necesidad de

modernizar la tecnología, aumentar la

vida útil de los equipos, incrementar

la eficiencia de la Central, proveer un

control totalmente automatizado y dis-

minuir el mantenimiento sobre las

unidades, UTE (Administración Na-

cional de Usinas Y Transmisiones

Eléctricas) decide en 1989 la apertu-

ra de la Licitación F 5 1, con aYuda de

fondos del BIRF, Para la Obra de Re-

novación de la RePresa Dr. G. Terra,

a la cual se Presentó un conjunto de

seis consorcios internacionales'La obra fue adjudicada a un con-

sorcio francés-uruguayo, integrado

por las siguientes empresas:

NEYRPIC, Perleneciente al Gru-

po GEC-ALSTHOM, que se encargó

de los trabajos correspondientes a los

lotes 1, 2 y 5 (Turbina, Regulador de

velocidad y Equipos auxiliares). En

particular, dentro del lote 5 subcon-

frató a la emPresa Mecánica Pesada

de Brasil para los trabajos correspon-

dientes a los elementos auxiliares a

la turbina.ALSTHOM-JEUMONT, Perte-

neciente al gruPo GEC-ALSTHOMque fue responsable de los trabajos

descriptos como lote 3 (Altemador)'

SPIE-BATIGNOLLES, tealizó

los trabajos indicados como lote 4

llnstalación Eléctrica).Estas tres empresas aPortaron el

proyecto, suministro y la supervisión

24 I¡cENIERiA Jurro 1998

en sitio en cada uno de los lotes'

SACEEM, Perteneciente al gru-

po SPIE, fue la encargada de las si-

guientes tareas:

- Ejecución de todos los trabajos

en sitio, con personal calificado, bajo

la supervisión de los técnicos de las

firmas responsables de cada lote.

- Ejecución del ProYecto de la ins-

talación de iluminación y fuerza mo-

triz, de la instalación de ventilación y

aire acondicionado en la Central, ofi-cinas y la Presa, así como el diseño

de la instalación del sistema de tierra

para los equiPos electrónicos.

- Representación general Y técni-

ca del Consorcio frente al Cliente'

La Obra fue dividida en cinco lo-

tes, de acuerdo a la nomenclatura uti-

lizadapor UTE Para la licitación:

LOTE I:TURBINA

- ReemPlazo de los rodetes Y

álabes de unidad. El antiguo rodete

constaba de 6 alabes Y tenía un Peso

total de 64 toneladas (se puede obser-

var en una pl aza dela ciudad de Paso

de los Toros), Por un rodete de 5 Pa-

las de acero inoxidable diseñadas y

construidas por máquinas-herramien-

tas con control numérico. cuyo peso

total es de 40 toneladas' El diseño

del rodete y de los álabes fue tealiza-

do sobre la base de un modelo en es-

cala que reproduce e1 pasaje de agua

a través del rodete, que se realizó en

un laboratorio francés y fue verifica-

do en un laboratorio de Suiza.

- Cambio del cojinete de emPuje.

Se sustituyó el existente que consls-

tía en miles de resortes montados so-

bre la placa fija por nueva tecnología

de membranas autonivelantes.

Estos fueron los PrinciPales cam-

bios que se realizaron en la turbina,

los que generaron un aumento del ren-

dimiento de la misma de aProxima-

damente 67o.

- Puesta a nuevo del Distribuidor,

sustituyendo el sistema de engrase por

otro que utiliza cojinetes autolubrica-

dos y modificación del sistema de se-

llado de sus cojinetes superiores. De

esta forma se elimina el sistema de

lubricación centralizado'- Sustitución de parte del revesti-

miento de1 tubo de asPiración, que

consiste en un anillo de una altura de

1 m. ubicado Por debajo de la unión

con el anillo de garganta. Este fue e1

trabajo más importante de obra civilen la renovación y consistió en: des-

montar el tramo existente, reconstrulr

el hormigón de apoyo con honrrigona-

dos en dos etapas, montaje del nuevo

revestimiento en chapa inoxidable de

20 mm. de espesor fijada ai nuevo hor-

migón por medio de clavijas quími-

cas, soldadura de los cuatro sectores

y amolado para reconstruir el perfil

original.- Modificación del sellado del eje

de la turbina.- Puesta a nuevo de los cojinetes

guía (Superior e inferior del alterna-

dor y el de turbina). Debido al tama-

ño de las piezas (el cojinete guía de

turbina tiene un diámetro interior de

800 mm y una altura de 1 metro) Y elacabado necesario en metal blanco,

dichos trabajos fueron realizados en

los talleres de Mecánica Pesada (Gec

Alsthom-Neyrpic) en Brasil, dado que

no se poseen en el país las máquinas-

herramientas para realizarlos.- Puesta a nuevo del servomotor

de comando de álabes y tubos Kaplan.

- Montaje de sensores de nivel,presión" temperatura, caudal y vibra-ciones para la medida, alarma Y con-trol de,la Unidad. Las señales de es-

tos equipos son enviadas a dos com-putadoras que monitorean el funcio-namiento de la Central así como otras

variables (eléctricas, de posición, va-

riables del alternador, etc.). Las prin-cipales variables medidas para la tur-bina son: niveles de aceite en los co-jinetes, presión y caudal de aceite en

las cañeías de lubricación de los coji-netes, temperatura de aceite y del me-

tal de cojinetes, medida de vibracio-nes del cojinete guía de turbina, etc.

- Instalación de nuevo sistema de

drenaje del sumidero de turbina. Se

montaron nuevas bombas que retiranel agua de riego del sistema de sella-

do de turbina así como las posibles

pérdidas del mismo.- Puesta a nuevo de válvulas Y ca-

ñerías de vaciado del tubo de aspira-

ción y del conducto forzado, así como

también de las v¡flvulas de aereación.Se renovaron válvulas de 16 y 30 pul-gadas.

- Revestimiento anticorrosivo de

superficie. Considerando que se tie-ne en las instalaciones distintos tiposde exigencias, se determinaron tres

tipos de sistemas de aplicación de pin-tura:

- Superficies en contacto con aire.- Superhcies en contacto con agua.

- Superficies en contacto conaceite.

LOTE 2:

REGULADOR DE VELOCIDAD

- Instalación de un sistema elec-

trónico regulador de acción continua,proporcional, integral y diferencial.Este sistema sustituye el antiguo sis-

tema mecánico por uno electrónicoaumentando la confiabilidad, sensibi-

lidad y rápidez de respuesta.

- Montaje de sensores e indicado-res de estado (abertura distribuidor,ángulo de palas, velocidad de giro) yaccesorios de automatismo, protec-ción y control para el nuevo sistema

de regulación.- Montaje del sistema para el fun-

cionamiento de las unidades en con-junto con los reguladores de las otras

unidades (Control Conjunto). De esta

forrna el sistema es capaz de aqonse-jar qué Unidad poner en funciona-miento de acuerdo a la potencia re-querida por la Central y las horas de

funcionamiento de las cuatro unida-des (tiene prioridad de encendido launidad con menor cantidad de horas

de funcionamiento).

LOTE 3:

Y GULACIÓN DE TENSIÓN

El proyecto determinó realizatmodificaciones en el alternador que

permitieron aumentar la generación

de potencia eléctrica de 32 a 40 MVA.Dichas modificaciones fueron:

Reemplazo del circuito magnéti-

LINEAS DE BAJA MEDIA Y AtTA TENSION

ESIACIONES TRANSFORMADORAS

ILUMINACION VIAL. TELEFONIA OBRAS CIVILES.

Pusimos y ponemostoda h ehefgla.

JuLro 1998 IroertERÍA 25

co y del bobinadoestatórico. Mantenien-do la estructura del al-

ternador y utilizandonuevos desarrollos de

tecnología, se realizóen sitio un nuevo cir-cuito magnético forma-do con chapas de 0.1

mm de espesor, mag-

netizado en sitio, con-

trolando 1a no-existen-cia de puntos calientes(vibración por falta de

apriete). El nuevo bo-

binado fue montado en

sitio. introduciendo las barras dentro

de las ranuras del circuito magnético,

para luego ser soldadas en posición,

formando el bobinado como las fases

del circuito. Todas las soldaduras se

aislan para que todo el alternador pre-

sente aislación Clase F.

- Sustitución de las bobinas Pola-res. Se mantienen exclusivamente los

núcleos polares, sobre los cuales son

montadas las bobinas y luego aisla-

das a través de un proceso de polime-

ización a 180" de temPeratura Paracumplir con el requisito de aislación

Clase F. En la araña del rotor no se

r eaTizan modific acione s.

- Reemplazo del sistema de refri-geración de agua de la Unidad. Debi-

do al aumento de potencia del altema-

dor se debió aumentar el intercambio

de calor, instalando mayores inter-

cambiadores aire-agua, así como la

caieríade alimentación de agua a es-

tos radiadores.- Sustitución de la Pista de frena-

do.- Reemplazo del sistema de levan-

tamiento y de frenado.- Montaje de dispositivo de Pre-

sión de aceite para el levantamientode la Unidad.

- Sustitución del sistema de exci-

tación por uno de excitación estática.

- Sustitución del sistema de regu-

lación de tensión.- Instalación del sistema de Detec-

ción y Combate de incendio Por COr.

En el recinto del altemador fueron dis-

tribuidos sensores de temperatura los

cuales, si detectan un aumento de tem-

peratura, ordenan a una batería de bo-

tellones de COrpara que descarguen

26 INGENIERÍ^ JuLro 1998

a través de un circuito de cañerías que

terminan en toberas especiales que

combaten el fuego Por desalojo del

oxígeno del ambiente.- Montaje de sensores Para medi-

da y control (termostatos, presostatos,

etc.), Las señales de estos instrumen-

tos principalmente temperatura del

hierro del circuito magnético, del co-

bre del bobinado estatórico, del aire

caliente y fresco de los intercambia-dores de calor, presión de aire del cir-

cuito de frenado, posición de la tur-

bina (elevada o en posición normal)

son enviadas a las comPutadoras Ya

descriptas para su análisis o dentro de

la secuencia de arranque de la Unidad.

- Revestimiento anticorrosivo de

superficies.

I,OTE 4:INS I,ACIONES

EI,ÉCTRICAS

- Montaje de celdas de 13.8 kV Y

tableros de baja tensión de corriente

alterna y de cor-riente conlinua. para

los servicios auxiliares, circuitos de

comando y control, de latoma de agua

y del vertedero.- Conexionado de los Circuitos de

protección, medida, comando Y con-

trol de cada unidad, desde el genera-

dor hasta las barras de 150 kY inclu-yendo servicios comunes a las unida-

des, servicios auxiliares generales de

1a Central y del vertedero.- Tendido de cables Y conexiona-

do del Sistema de comando Y control,

incluyendo automati smo de arranque

y parada, autómata de protección, re-

gulación de velocidad, limitación de

tierra aisladaelectrónicos.

potencia, desde unanueva Sala de Mandoconteniendo un sistema

de gerenciamiento de lainformación y un regis-

trador cronológico de

eventos.- Montaje de fuen-

tes auxiUares de bajatensión de corrientecontinua (125 Vcc y250 Vcc). Incluye ban-

co de baterías, ondula-dor, rectificador, etc.

- Tendido de cables

del Sistema de puesta a

para todos los equipos

- Tendido y conexionádo de cable

tanto para media tensión 13.8 kYcomo para baja tensión corriente al-

terna 380 y 220Yca, y corriente con-

tinua en 250 y 125 Vcc, con sus co-

nespondientes canalizaciones y pro-

tecciones en la Central, toma de agua,

vertedero, etc.

- Suministro y montaje de insta-

laciones completas de iluminación(interior y exterior) y de tomas de

fuerza distribuidas en la Central.

- Montaje de una red telefónica.- Montaje del Sistema de detec-

ción de Incendio.- Diseño e Instalación de sistema

de ventilación y presurización de lasala de máquinas.

- Instalación de sistema de aire

acondicionado en Sala de Mando Y

oficinas.- Instalación del sistema de aire

comprimido para la regulación de ve-

locidad y para el frenado de las uni-

dades.

LOTE 5:

ORGANOS DE CIERREYEQUIPOS DE MANIPU I-ACIÓN

- Montaje de un pórlico de 30 Ton

para manipular las compuertas del

vertedero, incluyendo ensayos, barade carga y los rieles para las vías de

rodadura.- Puesta a nuevo de las comPuer-

tas del vertedero, incluyendo los se-

llados laterales e inferiores y el man-

tenimiento de los tornos de levanta-

miento de las mismas.

- Montaje de un pórtico de 15 Ton tación de las conducciones for-

para manipular los cierres de servi- zadas, por nuevas en chapa de

cio de los tubos de aspiración inclu- 20 mm remachadas (se requie-

y los ren para la fijación de las dosyendo ensayos, barra de carga

rieles para las vías de rodadura

- Puesta a nuevo de los cierres de

servicio incluyendo el sellado y mo-

dificación para ser operados de a dos,

de forma tal de disminuir el tiemPo

de maniobra.- Reparación de los umbrales de

cierre mediante trabajos subacuáticos,

incluyendo el montaje de pantallas

eliminadoras de corrientes de agua

(generadas por las unidades adyacen-

tes.que no se detienen durante esta

taréa) como protección de los buzos'

- Puesta a nuevo de los Paneles de

rejas de la toma de agua, incluYendo

desmontaje y montaje subacuático,

aplicación de revestimiento antico-rrosivo, y montaje de pantallas elimi-nadoras de corriente como protección

de los buzos.- Puesta a nuevo de comPuerta de

toma, incluyendo el cambio del sella-

do y el revestimiento anticomosivo'- Puesta a nuevo de servomotores

de compuertas de toma de agua in-cluyendo modificación en el sistema

de sellado.- Sustitución de lasjuntas de dila-

juntas de cada unidad unos 5000

remaches).- Protección anticorrosiva

del conducto lbrzado tanto in-

terior como exterior, incluYen-

do el caracol y el predistribuidor.

El contrato fue firmado en

Junio de 1991. Luego del Proce-so de proyecto, fabricación Y en-

lrega de todo el equiPamiento.

las obras auxiliares en sitio comen-

zaron en Octubre de I 993 Y la Prime-ra unidad (Grupo IIl, debido al esta-

do de cortocircuito en algunas de 1as

bobinas estatóricas) fue detenida para

la renovación en el mes de Enero de

1 994. Comenzó a geterar Para la red

eléctrica nacionat, bajo un régimen de

marcha semi-industrial durante dos

meses, controlado Por el Consorcio,

a mediados de diciembre del mismo

año.

Se muestran en un cuadro, las di-ferentes fechas de comienzo y fin de

la marcha semi-industrial (MSI) y se

comprueba como la confiabilidad de

los equipos se traduce en un mayor

conocimiento de los mismos.

El plazo promedio que demandó

el desmontaje, montaje, ensayos Ypuesta en marcha de cada unidad fue

de 40 semanas. con un pico máximo

de personal obrero de 120 Personas,lo cual generó más de 650.000 horas

hombre trabajadas.Todo lo anteriormente descriPto

significó un desafío tecnológico que

implicó el desarrollo de procedimien-

tos constructivos específicos por tra-

tarse de la renovación de una Central

Hidroeléctrica y no de una obra nue-

va, así como el desar-rollo personal de

todos los participantes en las distin-tas etapas de los trabajos realizados.

En síntesis, los trabajos detallados

generaron un aumento del orden del

6 7o de la eficiencia de la Central, una

prolongación mínima de 20 años de

la vida útil de los equipos, una dismi-nución significativa del costo de man-

tenimiento y un control computariza-do que genera mayor exactitud, Pre-cisión y seguridad en las variables de

operación de la Central.

Unidad Comienzo MSI Fin de MSI Paradas Tiempo detenido

(horas)

Obra I

Obra tr

Obra III

Obra IV

rl t'12t94

09/12t95

30n0196

04n0t91

t6t01t9s

01t02196

29tr2t96

03n2t91

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Jrrto 1998 TNCENLERÍA 27