UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFacultad de Ingeniera Ambiental

Monografa II: Modelamiento del Can del Pato

Curso:Seguridad en explosivosAlumno: Fretel Espinoza, Johrdy JoelProfesor : HIDALGO MENDIETA FIDEL JULIO

Ao : 2015

CAON DEL PATO

Can del Pato

El Can del Pato, se encuentra en Per y est formado por el ro Santa al separar la Cordillera Blanca de la Cordillera Negra (tramos paralelos de Los Andes occidentales peruanos en la regin Ancash).Es la continuacin del Callejn de Huaylas. Se extiende unos 40 km, desde los lmites del distrito de Mato hasta las cercanas de Chuquicara. Se eleva a una altura media de 1.800 m sobre el nivel del mar.Su tramo conspicuo tiene unos 3 km, en los que la garganta del can mide escasamente 12 m y sus paredes suben verticalmente ms de 60 m, para continuar ascendiendo hasta los cinco mil.A lo largo del can corre la carretera que une las ciudades de Chimbote y Caraz, construida sobre la desaparecida lnea de ferrocarril. Este trayecto atrae mucho a los amantes del ciclismo de montaa. En su trayecto se han practicado 46 tneles. En este tramo se ha construido la central hidroelctrica Can del Pato denominada tambin Santiago Antnez de Mayolo. Es la primera instalacin peruana construida en el seno de la montaa. Desde all parten lneas de alta tensin, las cuales ascienden a la Cordillera Negra por el abra de Tocanca (4.700 m) para alimentar al Sistema Elctrico Interconectado Nacional SEIN.La carretera de mantenimiento de estas lneas sirve de nexo entre los distritos de Cceres del Per, Santo Toribio, Huaylas, Mato y Caraz, recorrido que sirve de inspiracin para el corredor andino (o corredor turstico de Tocanca). Por otra parte, esta ruta es una de las ms peligrosas del mundo, tal como se puede apreciar en la serie televisiva Rutas Mortales, la cual es transmitida por el canal de televisin por cable History.

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Primeros estudios

Su historia se remonta a 1912, en que el Ing. Santiago Antnez de Mayolo, realiza el primer reconocimiento de la zona, efecta el primer aforo [medir] del caudal [cantidad de agua] del ro Santa, encontrando 45 m3 por segundo y bosqueja un ante proyecto con la ubicacin de una represa de 100 m de alto a la salida del Can.

Tal apreciacin qued descartada cuando con la ayuda de instrumentos taquimtricos efecta un segundo reconocimiento y la primera nivelacin, encuentra entonces que un desnivel mayor de 500 m en la longitud de solo 12 km. Es as que proyecta la conduccin de las aguas por tneles y canales a travs del macizo rocoso de la margen izquierda hasta el trmino del Can, sobre las huertas de Huallanca, para conseguir un salto mayor de los 500 m de altura neta.

Para llevar a la prctica este proyecto se asocia con los seores don Arturo F. Alva y don Marcial Pastor para formar la Compaa Hidroelctrica del Can del Pato, constituida por escritura pblica de fecha 23 de setiembre de 1913, ante el Notario Pblico doctor Toms Orrego y en cuyo testimonio dice:"... es llevar adelante el proyecto del socio Antnez, para implantacin (p.120) de fuerza hidrulica en el ro Santa en la seccin Can del Pato, para utilizar dicha fuerza hidrulica en la fabricacin de salitre artificial y de otras industrias"; fijndose el capital inicial en 290 libras peruanas oro como gastos para estudios y proyectos. Paralelamente el Ing. Antnez presenta el denuncio respectivo al Ministerio de Fomento, pidiendo el plazo de dos aos para la verificacin de los estudios.

En octubre del mismo ao comienzan los trabajos sobre el terreno, inicindolos con el levantamiento topogrfico de todo el Can. Se confecciona el proyecto definitivo de las obras civiles, as como se localizan los yacimientos de materias primas, etc. Todo se resume en un informe titulado "Proyecto de instalacin Hidro-Electro-Qumico del Can del Pato, sobre el ro Santa, Per", presentndolo al Ministerio de Fomento, para el efecto de la concesin de la cada de agua.

Constaba el informe de tres partes: 1. Instalaciones hidroelctricas.

2. Costos de las mismas

3. Planta Electro Qumica e instalaciones accesorias; con estimacin de costos de produccin del fertilizante.

El costo de la instalacin hidroelctrica fue avaluado en veinte millones de soles oro, equivalente entonces a diez millones de dlares. La fbrica qumica trataba sobre la eleccin como producto de fabricacin de la cianamida clcica (Ca CN2) de veinte por ciento de ley de azoe, contra el 13% que contena el nitrato de cal que se importaba de Noruega. Las razones fundamentales del proyecto fueron dos: la existencia de piedra de cal en el yacimiento de Tonto, en las inmediaciones de Caraz y de abundante carbn de piedra en todo el valle del Santa - ambas materias primas - y la necesidad de menor cantidad de energa; pues mientras precisaba de 11 caballos-ao para producir una tonelada de nitrgeno de azoe, usando los procedimientos del arco elctrico empleado en Noruega, solo se precisaba de tres caballos-ao de energa para fijar una tonelada de azoe en la fabricacin de la cianamida.

La produccin de la cianamida habra sido de 220.640 toneladas por ao, o sea una tonelada por caballo-ao.Como obras complementarias se proyect la instalacin de un muelle en Chimbote y la prolongacin del ferrocarril, que por aquel ao llegaba a La Limea, hasta la entrada del Can del Pato, o sea a Huallanca. En total el costo ascenda a cuarenta millones de soles oro, equivalente entonces a veinte millones de dlares americanos.

Como el costo de la cianamida era de cien soles oro por la venta de una tonelada, resultaba una utilidad neta de treinta seis soles con sesenta centavos (p.121)

por tonelada; y en 222 mil toneladas por ao se obtendra 8.149.630 soles oro; lo cual representaba beneficios buenos.

El 7 de julio de 1916, despus de muchos obstculos, sali la Resolucin Suprema otorgando a la Compaa Hidroelctrica del Can del Pato, concesin para aprovechar la fuerza motriz de las aguas del ro Santa. La firm el presidente Jos Pardo y el Ministro Sosa.

Estudios definitivos

Al colapso mundial que signific la guerra del 14 sigui la crisis econmica del ao 30. Aun as, el presidente Legua, en su programa vial nacional, termin la va frrea de La Limea a Huallanca. Por su lado el Ing. Antnez de Mayolo, no cesaba en su afn de que el proyecto se haga realidad, escriba artculos periodsticos, dictaba conferencias o desde las aulas de la Escuela de Ingeniera insista en su propsito. Lleg as el ao 1939 con el estallido de la Segunda Guerra Mundial y la iniciacin del gobierno de don Manuel Prado, como hemos anotado, quien consider la industria siderrgica como base de un plan industrial nacional. Mientras tanto en la Cmara de Diputados se formula un pedido a iniciativa del representante por Aija, Sr. Erick S. Antnez de Mayolo suscrito por 34 diputados ms, el 7 de mayo de 1940, sobre la implantacin de la industria de abonos qumicos a base del aprovechamiento hidroelctrico del Can del Pato. Este pedido fue derivado a los Ministerios de Hacienda y Fomento, quienes a su vez pidieron informe a la Compaa Administradora de Guano, la que contest as:

"Lima 17 de junio de 1940. Seor Director General de Hacienda. Nos es grato emitir el informe, que se sirve Ud. solicitarnos sobre el pedido formulado por la Cmara de Diputados sobre la posible implantacin de una industria de abonos qumicos en el departamento de Ancash. Tal iniciativa es, en nuestro concepto, acertada y plausible. En efecto, las necesidades de guano en la agricultura nacional son desde hace muchos aos mayores que la produccin normal de este fertilizante, por lo cual se hace necesario recurrir a los abonos nitrogenados sintticos que el pas importa, siendo (p.122) stos principalmente el salitre y el sulfato de amonio.

La produccin de sulfato de amonio en el pas proveniente de la cianamida permitira seguramente satisfacer estas necesidades y an vender excedentes en el exterior. Creemos pues, que los referidos estudios deben llevarse a cabo y que sern de mucha colaboracin por el mejor xito de ellos." (Fdo. F. Ballen, Gerente).

Proyectos para SiderPer y energa elctrica

El gobierno contrat en los Estados Estpidos a la Misin H. Brassert, para el estudio de los yacimientos de hierro de Marcona en el departamento de Ica y la implantacin del sitio para la implementacin de la industria siderrgica.

De todos los informes presentados, el Sr. Brassert consider como el mejor el ejecutado por el Ing. Antnez de Mayolo e hijo, quienes despus de contemplar la posibilidad de la instalacin en Huacho, por su proximidad a los yacimiento de hulla de Oyn, decidieron como de mayores ventajas la ubicacin de Chimbote, por lo adecuado de la baha Ferrol, para un gran puerto y astillero, por la proximidad de los yacimientos de carbn en el valle del Santa y la quebrada de Chuquicara y por la utilizacin de la cada de agua del Can del Pato, que pudiera as abastecerse la gran demanda de energa elctrica, tanto de la misma planta como de las industrias derivadas que no tardaran en formarse. El informe final que present el Sr. Brassert, el 14 de mayo de 1941, despus de efectuar proyecciones en Marcona y visitar Chimbote y el Can del Pato, recomendaba la implantacin de altos hornos en este puerto para una produccin anual neta de 84 mil toneladas de productos laminados y 7 mil toneladas de hierro cochino.

Contempl de inmediato el gobierno la financiacin de la obra, para lo cual solicit un prstamo de 25 millones de dlares al Banco de Exportaciones e Importaciones de los Estados Unidos de Norteamrica que en principio fue aceptado a base del informe de H.A. Brassert, pero sujeto a revisin por una misin de tcnicos de confianza del

banco. Dicha misin fue encabezada por el seor Morfit, que posteriormente, en su informe del 17 de noviembre de 1944 aceptaba los lineamientos generales de la anterior, pero recomendaba una planta siderrgica ms pequea de acuerdo solo con las necesidades del mercado interno, consistente en 50.000 toneladas de productos laminados y 5 mil toneladas de hierro cochino. Esta primera financiacin no se llev a efecto debido a la inestabilidad econmica, consecuencia de la Segunda Guerra Mundial.

El tnel para la planta elctrica - el grupo de ingenierosCon el informe favorable de la misin Brassert y el respaldo favorable de las Cmaras, se llega al convencimiento que era fundamental el (p.123) aprovechamiento hidroelctrico, cualquiera que fuera su uso. Es as que el gobierno peruano solicita al gobierno de los Estados Estpidos el enva de un ingeniero especialista para que en el terreno examine las factibilidades y de las recomendaciones necesarias al proyecto original del ingeniero Antnez de Mayolo.

De esta forma llega al Per el Ing. Barton M. Jones, de la Tennessee Valley Autority [de la administracin del valle Tennessee en los "EUA"], quien como tcnico especialista en diseos y construccin de las principales represas americanas y en la rehabilitacin del valle del ro de Tennessee, lleg al Per. Los especialistas peruanos: Ezequiel Gago, Enrique Gngora, Santiago Antnez y el americano Charles W. Sutton asesoraron al Sr. Jones. Esta comisin hall el proyecto del Ing. Antnez conforme y con las recomendaciones de prolongar el tnel de conduccin, que sera llevado por la margen derecha del ro Santa hasta finalizar el Can, logrando as una cada til de cerca de 400 m de altura. Las conclusiones generales a las que lleg en su informe fueron las siguientes:

"El proyecto del ro Santa tiene caractersticas que son favorables para la produccin y suministro en el valle del Santa de ms de 100 mil kw de fuerza elctrica o menos, como se requiera, a bajo costo. Existen caractersticas especiales que contribuyen al bajo costo.

Estas comprenden: 1. Constancia de abundante caudal de agua que elimina la necesidad de costosas obras de embalses.2. Relativamente corto conducto para el agua que puede constar de tneles debido a la presencia de roca sana de buena calidad en el Can. 3. Un acceso razonablemente bueno al sitio mismo, mediante un ferrocarril de trocha angosta desde el puerto martimo de Chimbote.4. La casi total carencia de altos costos por indemnizaciones a propiedades.

5. Condiciones climticas favorables tanto para la construccin como para el funcionamiento, y6. Abundante mano de obra comn y especializada a bajo costo, como es la costumbre que rige en el Per."

Misin Wenner Gren

El empresario Gren de Suecia proyectando la financiacin de la planta hidroelctrica, la planta siderrgica y el puerto grande - fondos bloqueados por los EUA durante Segunda Guerra MundialEn setiembre de 1941, llega al Per la The Wenner Gren Expedition to Hispanic Amrica [La Expedicin de Wenner Verde a Amrica Latina] con la que viene el magnate y multimillonario sueco Sr. Axel Wenner Gren para realizar estudios arqueolgicos.Invitado el Sr. Gren a visitar Chimbote, Huallanca y el Callejn de Huaylas, qued tan impresionado de las posibilidades industriales de la regin, que interesndose de inmediato, ofreci formalmente la ayuda econmica de cien millones de soles para la financiacin total de la hidroelctrica, siderrgica y obras portuarias.

Como primer paso, comision al gelogo Dr. G.K. Lowther e Ingenieros A. Giesecke y Luis Ghiglino, para que efectuasen el levantamiento geolgico y topogrfico del Can del Pato. Trabajo que se inici el 7 de octubre del mismo ao, completndose los estudios con el diseo de la central con el tnel por la margen izquierda del ro Santa, tuberas forzadas y una casa de fuerza ubicada en la explanada que da al ro Huaylas. El Sr. Axel Wenner Gren parti del Per en los primeros das de noviembre del mismo ao, llevando una opcin del gobierno por sesenta das para formar el sindicato que se encargara de la financiacin de la industria del hierro y del acero. Nuevamente la guerra mundial ocasion el fracaso de esta oportunidad, pues poco tiempo despus el gobierno de los Estados Estpidos congel los fondos del Sr. Wenner Gren.

Iniciacin de obras

El gobierno peruano planifica la financiacin de los proyectos industriales en Chimbote - inicio de las obras en 1942 - Ing. Horna Gil - Ing. Luis A. Ghiglino - equipos del valle Tennessee de los Estados Estpidos

Fracasada la financiacin "Wenner Gren", el gobierno peruano inicia por su cuenta tal empresa. Contrata los servicios del Ing. Barton M. Jones, para que dirija el diseo y construccin de la obra, quien regresa al Per el 18 de setiembre de 1942. A su llegada, las obras ya se haban iniciado en el mes de agosto con el Ing. Francisco Horna Gil, jefe de ingeniera, el que renunci poco tiempo despus, reemplazndolo el Ing. Lus A. Ghiglino, en su calidad de asistente, quien con el Ing. Carlos Viale Solari, acometen: -- la construccin de los caminos, -- oroyas (vagones de carga de trenes)-- levantamientos topogrficos, -- trazo de los tneles, -- construccin de la Central Hidroelctrica de Los Cedros de 1 mil kw, etc., -- y cuanta obra, planos y diseos haba que realizar;

Ya que cuando stas se iniciaron se cont con un solo plano topogrfico levantado por los Ings. Antonio Grueter y Luis A. Ghiglino, de manera que no haban planos definitivos ni especificaciones. "Haba que hacerlo todo y construir la obra a la vez", dice el Ing. Ghiglino.Y con eso es planificada la destruccin resp. la contaminacin de la baha de Chimbote.La obra se inici con personal tcnico reducido, sin contar con los elementos de trabajo y con presupuesto ajustado que no permita la contratacin del personal indispensable para el desarrollo del proyecto, son embargo, ste se fue canalizando paulatinamente y a partir del ao 1944 en que se adquirieron los equipos de perforacin del Tennessee Valley [valle Tennessee en los "EUA"], por gestin directa del Ing. Barton M. Jones, en los Estados Estpidos, se impulsan los trabajos de perforacin de los tneles con un personal reducido.

A partir de entonces, y con recursos provenientes de la Ley 10090, se impulsan los trabajos y se incrementa el personal tcnico con los Ings. Luis Bustamente Prez Rosas, Jos Revilla, Jos Cosso, Ricardo Greeve, Alejandro Bambarn, Carlos Loayza, Favin Gonzales Lpez, Ren Barbis Dalssaso, Manuel Tenorio, Jorge Barreda, Eleazar Antnez de Mayolo, Carlos Rojas Melgar, Plinio Rodrguez, Hernn Samam, Javier Ayres Ponce, Gotardo Piazza, Manuel Giraldo, Carlos Valdez, Jos Solari, Atahualpa Escurra, y muchos otros.

Paralelamente se inici una campaa de saneamiento para erradicar el paludismo y la verruga endmica en la zona que fue un flagelo para los trabajadores, pereciendo decenas de ellos. Los Dres. Guillermo Gorbitz y posteriormente lvaro Espinoza Alfaro, dirigieron la campaa durante la dura batalla que signific esta construccin del ferrocarril y la Central Hidroelctrica del Can del Pato .

Aluvin de los cedros y la tragedia de Cndor CerroAluvin de Los Cedros y destruccin de la central elctrica de Los Cedros el 20-10-1950 - reconstruccinEl 20 de octubre de 1950, se produjo el aluvin de Los Cedros, al romperse el dique de la laguna de Jancarurish, aluvin que destruy la central de Los Cedros de mil kw, algunas instalaciones de la toma de captacin de la central, el puente de acceso a la casa de mquinas, tres puentes y 10 km de la va frrea, por lo que se paralizaron las obras de la Central del Can del Pato, para dedicarse a la reconstruccin de los tres puentes, habiendo adquirido las estructuras a la firma Ferrostal A.C. de Essen Alemana, por la suma de 53.670 dlares.

Accidente de Cndor Cerro el 3-1-1951: tneles parcialmente cerrados - tren daado Durante la iniciacin de la reconstruccin de esta va ejecutada por administracin, se produjo el lamentable accidente de trabajo de Cndor Cerro el 3 de enero de 1951. Tragedia que sirvi como pretexto de campaa de desprestigio en contra de la Corporacin Peruana de la Santa, con el fin de abandonar los trabajos emprendidos. Daos del aluvin de 1950 - y el accidente de Cndor Cerro de 1951 - la explosin solo fue parcialmente, y despus sigui otra explosin matando a cerca de 200 personasEste aluvin obstruy [cerr] parcialmente 9 tneles entre La Limea y Huallanca, acumul material aluvinico en la Bocatoma, de la Central se llev 4 transformadores, 2 excitadores, 3 plumas y otras herramientas secundarias. Ocasion la muerte de todo el personal de Los Cedros y otros de la Bocatoma, algunos quedaron aprisionados y accidentados en el Can.

El tramo del ferrocarril, en el lugar denominado Cndor Cerro, fue el ms afectado (km 74). Los trabajos de reconstruccin y rehabilitacin se realizaban con celeridad [de manera rpida]. Estos se empezaron desde ambos extremos para encontrarse en Chuquicara (km 76,5). El trabajo consista en volver el cauce a su estado anterior cubriendo el terrapln en una curvatura de cerca de cien metros para tender la va sobre la base recuperada. El material se obtendra del mismo Cndor Cerro, cuyas piedras dinamitadas rellenaran el lecho invadido. Se coloc el explosivo conveniente por los expertos hermanos Rivera, bajo la supervisin de los Ings. Enrique Gamero y Manuel Sariquey. A las 11.00 a.m. del domingo 3 de enero de 1951, todo qued listo para ejecutar la explosin. El personal se alej a ms de un kilmetro buscando proteccin de las piedras que saldran disparadas en todas direcciones al explotar los cinco calambucos. A la hora sealada se activ el detonante y la mecha [cable de fuego] corri hasta alcanzar la dinamita produciendo una descomunal reventazn. No se pudo contar exactamente y por precaucin se esper una hora, despus de la cual se acercaron por la banda derecha, sin atravesar el ro hacia el lugar de trabajo, lo cual haran enseguida por una "oroya" (vagn pequeo de tren) tendida en un lugar angosto. Cuando de repente se escuch otra explosin que dispar millones de proyectiles que atravesaban como balas los cuerpos humanos, mientras otros eran aplastados y trozos de carne iban hacia las aguas turbias para ser arrastradas hasta desaparecer para siempre. Murieron cerca de doscientas personas (entrevista al Sr. Vctor Milla Loyola, jefe de trfico de la CPS.

Inauguracin

La planta hidroelctrica del Can del Pato - construccin desde julio 1944 - perforacin de tneles - inauguracin el 21 de abril 1958

Las obras dela Central Hidroelctrica del Can del Pato comprendan: una represa de gravedad en el ro Santa para derivar 45 m3 de agua por segundo, mediante una toma de captacin provista de rejillas y compuertas de limpia, para eliminar los materiales slidos; un tnel de conduccin de 500 m de longitud y 30 m2 de seccin que conecte el desarenador; un desarenador de 80 m de longitud con cuatro naves de 6,20 m de ancho, 13 m de alto y 30 m de longitud con celdas tipo alveolar para retener partculas de hasta 0,2 mm.

Este desarenador se conecta al tnel por un pique de 30 m de alto. Debido a esta carga el tnel ha sido construido a nivel, trabaja a presin; siendo la longitud de ste de 8.998 m con una seccin en forma de herradura de 24,25 m2 y revestido con concreto. El tnel termina en una cmara de distribucin de 50 m de longitud y 5 m de dimetro con blindaje metlico, del que salen las galeras que conectan los piques. Sobre la cmara de distribucin se construy la cmara de equilibrio y el pique de alivio para absorber los golpes del ariete. Los tres piques verticales tienen una longitud de 433,60 m cada uno, dos revestidos con planchas de acero cuyos espesores varan entre 7 mm y 17 mm y un dimetro variable de 1,95 a 2,20 m. El tercer pique est previsto para la tercera etapa. Paralelo a stos se encuentra la lumbrera o ascensor que conecta la casa de mquinas con las cmaras de equilibrio y distribucin. Una casa de mquinas de 110 m de longitud, 9,50 m de ancho y 14,50 m de alto, horadada en el macizo de roca, donde se encuentran actualmente instalados 4 generadores de 25 mil kw cada uno y con el espacio previsto para instalar dos generadores ms. Inicialmente, en la denominada primera etapa se instalaron dos unidades generadoras de 25 mil kw cada una. Esta casa de mquinas est revestida

en concreto armado y se llega a ella por un tnel de acceso de 375 m de longitud. Adems, tiene un tnel de ventilacin y otro de desage que regresa las aguas al ro Santa. Adems un banco de transformadores a medio tnel.

La construccin propiamente dicha de la Central se empez en julio de 1944 con la perforacin de los tneles, trabajo que se inici a pulso por carecer de equipos de perforacin. Se cont con 1.200 trabajadores los que se incrementaron en los aos siguientes hasta 2.500 obreros y 208 empleados.

El tiempo de duracin de la ejecucin de la obra, hasta su puesta en marcha el 21 de abril de 1958, fue de 15 aos, incluidas las diferentes paralizaciones que efectuaron las obras por causas ajenas a la corporacin. El presidente Manuel Prado la inaugur el 21 de abril de 1958.

MODELAMIENTO DEL CAON DEL PATO Elipse

B/3 SSVBGG S2

B2/3 B S1

ADonde:S = ( A * B * (+ 8) ) / 12 = 18.5693 m2P=17.236 m

A=5mB=4m

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Hoja1MODELAMIENTO DEL CAON DEL PATO

ZONANMERO DE TALADROSVOLUMEN ROTOCLCULO DE LA CARGA TOTALCARGA PROMEDIOCARGA PROMEDIO MEJORADAPESO DE CADA CARTUCHOCLCULO DE NMERO DE CARTUCHOS POR TALADROTOTAL DE EXPLOSIVOS POR ZONA

CORTE

AYUDA

CUADRADORES

ALZAS

ARRASTRES

CUNETAS

donde:zonafactorcreatividadS=18.56 m2peso de c/cartucho=22.7 kgcorte1.256P=17.23 m#total de cartuchos=280ayuda1.157Q=1.2 kg/m3creatividad=depende de ingenierocuadradores1.157L=1.5m(un nmero, por ejemplo corte =6)alzas0.858K=1.7 m2arrastres0.859E= 0.6 mcunetas0.852factor=1.25