La centrale idroelettrica El Platanal

> Dal cantiere Perù
di Mauro Nogarin – Credit foto: Celepsa
La centrale idroelettrica
El Platanal
Negli ultimi cinque anni la domanda di elettricità ha registrato
un incremento medio annuale dell’8% e, per il periodo 20082017, le previsioni segnalano che tale indice aumenterà fino
all’8,5% dovuto principalmente alla forte attività mineraria
e della manifattura. Vediamo le particolarità di un progetto
particolarmente interessante
A
ttualmente l’intera produzione di energia idroelettrica in Perù è composta da 22
centrali che, nel loro complesso, hanno una capacità di 2.927 MW;
tuttavia, il suo potenziale stabilito in base
a uno studio condotto dallo stesso Ministero dell’Energia è di 45.430 MW inclusi
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i bacini amazzonici situati in alcune zone
in cui è difficoltoso accerde.
Con un investimento di 350 milioni di
dollari provenienti dalle casse del governo del Perù, la Centrale idroelettrica di
El Platanal è la più grande mai costruita
negli ultimi 30 anni. Situata nella provincia di Yauyos, nella regione di Lima e nelle
vicinanze del bacino del Rio Cañete, questo immenso impianto produrrà 220 MW
di energia rinnovabile equivalente al consumo di 200.000 famiglie. Il vicepresidente della Celepsa, Ricardo Rizo Patrón de la
Piedra – società che attualmente gestisce la
nuova centrale entrata in funzione lo scorso 30 marzo dopo 36 mesi di costruzione
e cinque di prova – è la prima tappa di un
progetto integrale più ampio che mira allo
sfruttamento delle grandi fonti di energia
rinnovabile offerto da questo paese.
Nel suo complesso le aziende che formano
il consorzio del Platanal hanno investito
nel paese, negli ultimi 10 anni, 690 milioni
di dollari, con l’impegno di stanziarne altri
720 nel corso dei prossimi cinque.
La progettazione della Centrale
Per la progettazione della Centrale sono
stati necessari 10 anni di studi tecnici, tre
per la costruzione, tre milioni di ore di manodopera e l’utilizzo di moderne tecnologie. L’esecuzione di quest’opera ha richiesto l’impiego di numerose risorse tecnologiche per poter scavare 300.000 m3 di materiale roccioso ricavati dalla perforazione
del tunnel di 12,5 km di lunghezza.
Un notevole sforzo anche il lavoro di costruzione della diga da 28 m di altezza, in-
zare costi operativi, altrimenti elevati con
altri tipi di tecnologie per la produzione di
energia elettrica. Altro aspetto di non minore importanza – anche se non riguarda
aspetti tecnici e che il Consorzio ha dovuto affrontare con tutte le cautele – è stato
l’appoggio alle comunità autoctone locali
dei Capillucas attraverso il finanziamento
di progetti agricoli, idrobiologici, turistici
ed educativi per creare una sinergia sociale
tale da compensare l’utilizzo di vari ettari di terreno appartenenti agli abitanti del
luogo. Da un punto di vista economico il
finanziamento di queste attività autosostenibili ha richiesto un investimento di
oltre 3 milioni di dollari.
Come funziona
Il Rio Cañete nasce dal ghiacciaio situato
nella montagna Ticcla, a 4.600 m sul livello del mare e percorre circa 220 km prima
di confluire nell’oceano della provincia di
Vista panoramica della diga per contenere
1.800 milioni di litri d’acqua
Cañete, a 150 km a sud della capitale peruviana. L’intera conformazione naturale
di questa parte dell’altipiano peruviano è
costituito da una serie di cime innevate e
da varie lagune che si sono formate lungo
il percorso di questo fiume, ritenute dai
geologi una delle riserve idriche più importanti del paese.
La centrale del Platanal riceve la fonte idrica principale proprio da queste riserve, che
tuttavia, nonostante i continui cambi climatici e, quindi, del livello di precipitazioni
annuali, viene stabilizzata da un’altra importante diga costruita anni fa nei pressi
della laguna Paucarcocha, a 4.220 m sul
livello del mare nella provincia di Yauyos,
che funge da elemento stabilizzatore stagionale quando appunto si registrano periodi di alta o bassa piovosità e ha una capacità di 70 milioni di m3.
La nuova centrale idroelettrica sfrutta la
maggior parte delle acque del Rio Cañete
Vista panoramica della sala macchine
sotterranea
Macchine perforatrici in azione durante lo
scavo del tunnel sotterranea
dispensabile per contenere 70.000 milioni di litri di acqua a 4.200 m sul livello del
mare, e la seconda diga da 25 m di altezza ancorata sopra il letto di un fiume per
contenere 1.800 milioni di litri di acqua.
Infine, la perforazione di un tunnel a 800 m
di profondità per permettere l’accesso alla stazione sotterranea dove poi sono stati
installati i macchinari, come i trasformatori di potenza da 150 t di peso e le turbine Pelton, considerate tra le più grandi
attualmente installate all’interno del paese andino.
Per sfruttare una risorsa energetica naturale una mega opera come questa richiede
un investimento e uno sforzo tecnico molto costosi inizialmente. Nel corso dei prossimi decenni, però, si potranno ammortiz-
Serie di vasche per il deposito di sabbie e altri detriti inorganici
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> Dal cantiere
per generare i 220 MW di potenza, catturando il flusso idrico a quota 1.550 m sul livello del mare per espellerli a quota 900 m
sul livello del mare, dopo averli incanalati
nel tunnel di adduzione di 12,5 km di lunghezza. Le opere civili che permettono la
cattura delle acque si trovano nella località
di Capillucas, nella provincia di Yauyos, dove si trova la diga da 35,8 m di altezza, con
un volume di 0,8 milioni di m3. Il sistema di
chiuse permette di regolare il flusso in diverse fasce orarie della giornata, che sono in
grado di produrre energia elettrica in base
alla domanda giornaliera, per poi immetterla nel sistema della rete elettrica nazionale
(SEIN). Tale diga è collegata a cinque bacini
che compiono la funzione di deposito delle
sabbie contenute nelle acque, che a sua volta le scarica a una camera di carico prima
del condotto sotterraneo.
La sala macchine, interamente scavata nella
roccia, dove si trovano le due turbine Pelton,
sono state collegate ad altrettanti trasformatori di elevata potenza in grado di raggiungere la tensione massima di 220.000 V.
L’accesso a questa stazione avviene attraverso un tunnel secondario di 790 m di lunghezza e dotato di tutte le misure di sicurezza in base alle leggi di infortunistica in vigore
in questo paese. L’acqua che fuoriesce dalle
turbine percorre un tunnel di 884 m prima
di essere scaricata in un bacino di restituzione che ha una capacità di 540.000 m3.
Vista ravvicinata della sala
macchine sotterranea
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Diga provvista di sistema di chiuse situata a 4.200 m sul livello del mare
La centrale idroelettrica
di El Platanal
Tunnel di adduzione
12,5 km
Portata massima
38 m3/s
Dislivello netto
Potenza alternatori
Linea di trasmissione
488 m
83,4 MVA
50 km/220 kV
Il tunnel
Il tunnel di adduzione, che appunto ha
una lunghezza di 12,5 km e una larghezza
di 5 m, è la colonna vertebrale dell’intero
impianto del Platanal, conduce le acque
dalla località di Capillucas a quella di San
Juanito, dove si trovano le due turbine
Pelton da sei iniettori ognuna delle quali
è in grado di generare 110 MW.
Per la costruzione del tunnel il lavoro
di scavo è stato organizzato su quattro
fronti mediante il metodo di perforazione e detonazione, riducendo in tal modo i rischi e i tempi di realizzazione di
quest’opera. Il lavoro di perforazione è
stato condotto da quattro Jumbo Sandvik, con i modelli DT 8 e T11. La perforatrice T11 è stata scelta per la velocità e
precisione con la quale opera in sezioni
da 11 a 18,2 m.
La serie T è costituita da componenti
modulari e può disporre di vari tipi di
strumenti e automatismi che si adattano
a seconda del lavoro che devono compiere ed essere quindi il più efficaci possibile nella perforazione di tunnel a sezione variabile.
La console di controllo TCAD (Tamrock
Computer Aided Drilling) migliora le
prestazioni, facendo risparmiare contemporaneamente sia i costi operativi,
sia il tempo di perforazione.
Tutte le perforatrici Sandvik sono state dotate di un equipaggiamento per la
roccia con braccia da 4,3 m di lunghezza e una testa da 50 mm di diametro.
In questo caso, per ogni detonazione si
eseguono da 130 a 140 perforazioni, per
ottenere un avanzamento orizzontale
di 2,85 m da cui si ottiene un volume
di roccia pari a circa 260 m3. In totale,
Vista longitudinale del tunnel di adduzione
le 135 perforazioni vengono eseguite in
meno di tre ore e mezza.
L’operazione di detonazione e ventilazione variava da 40 a 60 minuti, mentre il carico dei frammenti di roccia non superava
le due ore, nonostante la presenza del tu-
Fase di ispezione dopo il rivestimento interno
bo di areazione installato nella parte superiore del tunnel. Il rivestimento interno
del tunnel è stato eseguito con cemento
ad alta resistenza idrica attraverso la tecnica dello shotcrete, mentre per l’ispezione finale per verificare la fase di asciuga-
tura e la presenza di eventuali fessure è
stata eseguita con l’aiuto di piattaforme
aeree Caterpillar TH 63 4WD dotate di
un potente braccio telescopico a tre elementi provvisto di una cesta nella parte
finale dello stesso.
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