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INDICE

1. ANTECEDENTES 1

1.1. CONTEXTO GENERAL DE EL SALVADOR . . . . . . . . . . . 1

1.1.1. SITUACIÓN GEOGRÁFICA . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1.1.2. CLIMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

1.1.3. CONTEXTO SOCIOECONÓMICO . . . . . . . . . . . . . 3

1.1.4. DEMOGRAFÍA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1.1.5. SISTEMA POLÍTICO - ADMISNISTRATIVO . . . . . . . 4

1.1.6. DESARROLLO HUMANO, OBJETIVOS DE DESAR-ROLLO DEL MILENIO (ODM) Y DESARROLLO LOCAL 5

1.2. ESTADO ENERGÉTICO EN EL SALVADOR . . . . . . . . . . . 7

1.2.1. RESEÑA HISTÓRICA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

1.2.2. SISTEMA Y MERCADO ELÉCTRICO EN EL SALVADOR 8

1.2.3. ELECTRIFICACIÓN RURAL EN EL SALVADOR . . . . 11

2. OBJETO Y ALCANCE DEL PROYECTO 15

3. CANTÓN SAN ANTONIO,LA LIBERTAD, EL SALVADOR 17

3.1. SITUACIÓN Y ACCESOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

3.2. ORGANIZACIÓN SOCIAL Y ECONÓMICA . . . . . . . . . . . 21

3.3. NECESIDADES DE LA POBLACIÓN . . . . . . . . . . . . . . . 21

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4. HIPÓTESIS DE PARTIDA 24

4.1. CLIENTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

4.1.1. COOPERATIVA SAN ANTONIO . . . . . . . . . . . . . . 24

4.1.2. ACUA (Asociación Comunitaria Unida por el Agua yla Agricultura) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

4.1.3. EL BENEFICIO DE CAFÉ PARA LA COOPERATIVASAN ANTONIO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

4.2. INFLUENCIAS EXTERNAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

4.2.1. HIDROLOGÍA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

4.2.2. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA . . . . . . . . . . . . . . . . 31

4.3. LEGISLACIÓN Y NORMATIVA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

4.3.1. LEGISLACIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

4.3.2. NORMATIVA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

5. DESCRIPCIÓN GENERAL DE LAS INSTALACIONES 37

5.1. CIRCUITO HIDRÁULICO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

5.2. CIRCUITO ELÉCTRICO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

6. NECESIDADES DE OBRA CIVIL 41

6.1. BOCATOMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

6.1.1. AZUD O PRESA DE DERIVACIÓN . . . . . . . . . . . . 42

6.1.2. VERTEDOR DE ENTRADA . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

6.1.3. REJA DE ADMISIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

6.1.4. COMPUERTA DE ADMISIÓN O VENTANA REGULADO-RA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

6.1.5. COMPUERTA DE LIMPIEZA . . . . . . . . . . . . . . . . 46

ii

6.2. CANAL DE CONDUCCIÓN ENTRE LA VENTANA REGU-LADORA Y EL DESARENADOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

6.2.1. DIMENSIONES PRINCIPALES . . . . . . . . . . . . . . . 46

6.3. ALIVIADERO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

6.4. DESARENADOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47


6.5. CANAL DE CONDUCCIÓN TRAS EL DESARENADOR . . . . 48


6.6. CÁMARA DE CARGA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49


6.7. TUBERÍA FORZADA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50


6.8. SALA DE MÁQUINAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52


6.9. CANAL DE DESCARGA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

7. EQUIPAMIENTO MECÁNICO DE GENERACIÓN 54

7.1. TURBINA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

7.1.1. DATOS DE DISEÑO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

7.1.2. CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES . . . . . . . . . . . 55

7.1.3. ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS . . . . . . . . . . . . . 56


7.1.5. CAUDALES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

7.1.6. POTENCIAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

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7.1.7. VELOCIDADES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

7.2. SISTEMA DE TRANSMISIÓN DE POTENCIA MECÁNICA . . 59

7.2.1. FAJAS EN V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

7.2.2. EJES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

7.2.3. ACOPLAMIENTOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

8. EQUIPAMIENTO ELÉCTRICO DE GENERACIÓN 61

8.1. GENERADOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

8.1.1. CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES . . . . . . . . . . . 61

8.1.2. ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS . . . . . . . . . . . . . 64


8.2. REGULACIÓN DE LA CARGA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

8.3. INTERCONEXIÓN EN BAJA TENSIÓN . . . . . . . . . . . . . . 67

8.4. INTERRUPTOR AUTOMÁTICO DEL GENERADOR . . . . . . 67

8.4.1. AJUSTES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

8.4.2. CARACTERÍSTICAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

8.4.3. INSTALACIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

8.5. PROTECCIÓN DIFERENCIAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

8.5.1. CARACTERÍSTICAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

8.6. PROTECCIONES DE LA GENERACIÓN . . . . . . . . . . . . . 70

8.6.1. PROTECCIÓN DE MÁXIMA TENSIÓN PARA EL GEN-ERADOR (59G) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

8.6.2. PROTECCIÓN DE MÍNIMA TENSIÓN PARA EL GEN-ERADOR (27G) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

8.6.3. PROTECCIÓN DE MÁXIMA (81 M) Y MÍNIMA FRE-CUENCIA (81 m) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

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8.6.4. PROTECCIÓN DE MÁXIMA TENSIÓN HOMOPOLAR(59N) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

8.7. ARMARIO DE CONTROL, PROTECCIONES Y MEDIDA DEBAJA TENSIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

8.7.1. GENERALIDADES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

8.7.2. CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS . . . . . . . . 72

8.7.3. TOMAS DE TIERRA DEL ARMARIO . . . . . . . . . . . 73

8.7.4. MONTAJE DE LOS EQUIPOS EN EL ARMARIO . . . . 74

8.7.5. EQUIPOS DEL ARMARIO DE BAJA TENSIÓN . . . . . 74

9. TRANSFORMACIÓN Y RED 75

9.1. TRANSFORMADORES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

9.1.1. GENERALIDADES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

9.1.2. DIMENSIONES, PESO Y VOLUMEN DE ACEITE . . . 77

9.1.3. MONTAJE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

9.1.4. SEGURIDAD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

9.1.5. TRANSFORMADOR ELEVADOR. CARACTERÍSTICASTÉCNICAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

9.1.6. TRANSFORMADOR REDUCTOR. CARACTERÍSTICASTÉCNICAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

9.2. FUSIBLES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

9.2.1. CONDICIONES AMBIENTALES DE DISEÑO . . . . . . 82

9.2.2. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS . . . . . . . . . . . . . . 82

9.3. AUTOVÁLVULAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

9.3.1. CARACTERÍSTICAS DE DISEÑO . . . . . . . . . . . . . 83

9.3.2. CARACTERÍSTICAS DEL MATERIAL . . . . . . . . . . 83

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9.3.3. DIMENSIONES Y CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS . . 83

9.4. INTERCONEXIÓN EN MEDIA TENSIÓN . . . . . . . . . . . . . 84

9.4.1. CONDUCTORES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

9.4.2. APOYOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

9.5. LÍNEA DE BAJA TENSIÓN HASTA EL BENEFICIO DE CAFÉ 86

9.5.1. CONDUCTORES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

9.5.2. INTERRUPTOR AUTOMÁTICO . . . . . . . . . . . . . . 86

9.5.3. PROTECCIÓN DIFERENCIAL . . . . . . . . . . . . . . . 87

10. RED DE TIERRAS 88

10.1. RED DE TIERRAS DE LOS TRANSFORMADORES . . . . . . 88

10.2. RED DE TIERRAS DE LA SALA DE MÁQUINAS . . . . . . . 89

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Proyecto hidroeléctrico San Antonio

1. ANTECEDENTES

Hoy en día se realizan gran cantidad de acciones que conllevan un consumo de energía ypasan prácticamente desapercibidas para los seres humanos. Desde encender la luz por lamañana, a calentar la comida o los medios de transporte para trasladar a las personas o movermercancía. La energía esta presente en gran parte de las actividades encaminadas a satisfacerlas necesidades elementales de los seres humanos: cocción de alimentos, producción agrícola,acceso y saneamiento de agua, etc., y de ahí el importante papel que juega en el desarrollo delos mismos.

El importante papel del sistema energético en el desarrollo de los pueblos y en el diseñode un modelo de desarrollo sostenible está ampliamente reconocido. Instituciones como elBanco Mundial, Naciones Unidas, la Unión Europea y el Consejo Mundial de la Energía, entreotras, consideran que la energía es esencial para el desarrollo humano y la reducción de lapobreza, afectando a todos los aspectos del desarrollo: los medios de vida, el acceso al agua,la productividad agrícola, la salud, los niveles de población, la educación y las cuestiones degénero.

Sin embargo el acceso a la energía en el planeta no está uniformemente repartido. Segúnlas estadísticas (Banco Mundial, 2006), alrededor de 2.000 millones de personas en todo elmundo no tienen acceso a la electricidad y 2.400 millones utilizan biomasa (leña, carbónvegetal, residuos agrícolas, estiércol de ganado y otros) para la cocción de alimentos. En estasituación se encuentran gran parte de las comunidades rurales en la República de El Salvador,donde un 20% de las mismas carecen de este servicio básico, y en otras a pesar de disponerde las instalaciones eléctricas necesarias para hacer uso del servicio, no pueden afrontar loselevados gastos que supone el mismo.

1.1. CONTEXTO GENERAL DE EL SALVADOR

1.1.1. SITUACIÓN GEOGRÁFICA

El Salvador se encuentra en el sudoeste de América Central, entre Guatemala y Honduras alnorte, y bañado por el Océano Pacífico en su costa sur (es el país más pequeño de la región,y el único que no posee litoral en el Atlántico). Su territorio está atravesado por sistemasmontañosos volcánicos, lo que ha originado un terreno rico en cenizas y lava que resultaextraordinariamente fértil para plantaciones como las de café, mientras que las zonas del sur(cerca de la costa) son tierras bajas.

Documento I. Memoria. 1


Figura 1.1: Situación geográfica de El Salvador.Fuente: http://elsalvadortrade.com.sv.

1.1.2. CLIMA

El Salvador está situado en la parte Norte del cinturón tropical de la Tierra, de tal modoque en Noviembre y Octubre se ve influenciado principalmente por vientos del Nordeste y,ocasionalmente, por Nortes rafagosos que traen aire fresco originado en regiones polares deNorteamérica, pero calentado en gran medida al atravesar el Golfo de Méjico en su camino aCentroamérica.

Esto hace que el país posea un clima tropical, muy caluroso, especialmente en la costa pacífica.Las temperaturas bajan a medida que uno se adentra en el interior del país. Hay dos estacionesfundamentales: la de sequía (de noviembre a abril) y la temporada de lluvias (que abarca demayo a octubre).

En función de ciertos elementos, como la altitud, los vientos y el mar, el país se subdivide encinco zonas climáticas:

– Regiones costeras: Clima caluroso, con temperaturas de entre 30 a 31 ºC.

– Pequeñas mesetas (a menos de 500 metros de altitud): Clima cálido, con temperaturasde entre 27 y 30 ºC.

– Sabanas y grandes mesetas situadas a hasta 1000 metros de altitud: Clima cálido mod-erado, con temperaturas de entre 22 a 27 ºC.



– Laderas montañosas y sierras (cafetales): Clima templado, con temperaturas de entre18 a 22 ºC.

– Cumbres montañosas y volcánicas (de hasta 2000 metros): clima frío durante todo elaño, con temperaturas medias de hasta 8 ºC.

1.1.3. CONTEXTO SOCIOECONÓMICO

La guerra que asoló durante doce años El Salvador y que terminó con la firma de los Acuerdosde Paz en 1992, dejó un país en condiciones desastrosas, y que con el tiempo ha desencadenadoen un 43,4 % de la población rural en situación de pobreza, de los cuales, casi la mitad, el19,3 % esta en situación de extrema pobreza. Y es que a pesar de que El Salvador estáconsiderado como un país con un nivel de desarrollo humano medio, según el IDH, presentauna alarmante diferencia entre ricos y pobres, que queda reflejada en uno de los índices de Gini(el coeficiente de Gini es un número entre 0 y 1, en donde 0 se corresponde con la perfectaigualdad, todos tienen los mismos ingresos, y 1 se corresponde con la perfecta desigualdad,una persona tiene todos los ingresos y los demás ninguno) más altos del mundo.

El crecimiento económico ocurrido durante la última década no ha sido parejo. Sectores comolos servicios financieros y la maquila han crecido a tasas promedio anuales superiores al 10 %,mientras que el sector agropecuario, que constituye la principal fuente de empleo en las zonasrurales, apenas ha crecido un 1,2 % anual. Como consecuencia de este débil crecimiento, laparticipación del sector agropecuario en el PIB se ha visto reducida del 25 % a fines de losaños setenta al 11,5 % en la actualidad. Esto es grave, porque fuera del Área Metropolitana deSan Salvador, el sector agropecuario continúa siendo el más importante generador de empleosy el peor remunerado.

Así pues, la situación es especialmente crítica en las zonas rurales, donde la caída de los preciosinternacionales del café y la falta de apoyos institucionales para generar nuevas expectativasde empleo, induce a que el campesino abandone el campo para irse a los núcleos urbanos,o emigre y contribuya a mantener la primera fuente de ingresos de el país: las remesas dedólares. Otro problema importante en el ámbito rural es la tenencia de la tierra, con un altoporcentaje de población arrendataria y otro mucho menor de colonos, la superficie media delos que son propietarios apenas supera la media manzana.

También el contexto actual de privatizaciones de los servicios públicos contribuye al empeo-ramiento de la calidad de vida de la población más desfavorecida. A la falta de interés delgobierno central, se suma la incapacidad económica y técnica de las municipalidades impli-cadas, para afrontar una intervención contundente en el desarrollo de sus comunidades, máxime



tras los sismos de 2001. Únicamente algunas comunidades, con directivas fuertemente orga-nizadas, en algún caso con el apoyo de sus alcaldías, han podido llevar a cabo actuacionesesporádicas para mejorar su situación.

1.1.4. DEMOGRAFÍA

Para el año 2008, la población total del país era de 6.122.413 habitantes, distribuidos en los21.040,79 Km2 con los que cuenta el territorio nacional, con una densidad poblacional de 291habitantes por Km2; para el área urbana, el total de la población fue de 3.969.956 habitantes,representando el 64.8% del total de la población y en el área rural, fue de 2.152.457 habitantes,lo que representa el 35,2 % del total de la población.

Lo anterior, indica un fenómeno migratorio interno, es decir, que los desplazamientos de lasáreas rurales a las urbanas se siguen experimentando; en el año 2007, en el área urbana seubicaba el 62,7 % de la población; lo que indica un crecimiento del 2,1 % de esta área, entreel año 2007 y 2008.

Por otro lado, cabe destacar que el Área Metropolitana de San Salvador (AMSS), experimentala mayor concentración de la población, al albergar el 27,7 % del total de habitantes del país. El59,8 % de la población es menor de 30 años y la población de 60 años y más, que es consideradacomo de la tercera edad, representa el 10,1 %. Esto revela que la población salvadoreña esbastante joven, lo que facilita la renovación generacional en los ámbitos productivos y de lasociedad en general.

1.1.5. SISTEMA POLÍTICO - ADMISNISTRATIVO

El Salvador es una república democrática y representativa, cuyos tres órganos son el órganoejecutivo, el legislativo y el judicial. El Órgano Ejecutivo, está encabezado por el Presidente dela República quien es electo por votación directa y permanece en el cargo 5 años, sin poder serreelegido en el período siguiente. El Órgano Legislativo, denominado Asamblea Legislativa deEl Salvador (unicameral) está conformada por 84 diputados y el Órgano Judicial, encabezadopor la Corte Suprema de Justicia, la cual es integrada por 15 magistrados, siendo uno de elloselecto como Presidente del mismo. El país está dividido en 14 Departamentos con un total de262 Municipios.



1.1.6. DESARROLLO HUMANO, OBJETIVOS DE DESARROLLO DEL MILENIO(ODM) Y DESARROLLO LOCAL

1.1.6.1. EL DESARROLLO HUMANO Y LOS OBJETIVOS DE DESARROLLODEL MILENIO

El enfoque de derechos humanos, instala al ser humano, sus oportunidades y libertades enel centro de toda actividad de desarrollo, para el gozo de una vida saludable y duradera, enun marco de equidad entre los diferentes grupos sociales, entre hombres y mujeres, y entrelas diversas generaciones. Este enfoque permite entender las capacidades y oportunidades dedesarrollo como un derecho inherente de las personas. La Carta de las Naciones Unidas, laDeclaración Universal de Derechos Humanos y los diferentes tratados sobre derechos humanosconstituyen un conjunto de garantías, reconocidas universalmente, para asegurar la vida, ladignidad y el valor de la persona humana.

En lo esencial, el desarrollo humano se distingue por postular a las personas, y a la ampliaciónde sus oportunidades, como principio y fin de los procesos de desarrollo; por ende, las convierteen el centro y razón de ser de las políticas de Estado. Conceptualmente, como premisa básica,parte de asumir a los seres humanos como la verdadera riqueza de una nación. No sólo ve alas personas como beneficiarias del progreso económico, social y político, sino también comolas protagonistas del mismo, tanto en el plano individual como en el trabajo con los demáspor causas comunes. En términos generales, el desarrollo humano es definido como el procesode expansión de las capacidades de las personas a fin de ampliar sus opciones y oportunidadesde tener una vida digna.

En septiembre de 2000, justo diez años después de haberse lanzado el primer Informe sobreDesarrollo Humano, la humanidad dio la bienvenida al siglo XXI con una declaración de soli-daridad sin precedentes, guiada por el firme propósito de acabar con la pobreza en el mundo.La Declaración del Milenio de Naciones Unidas fue aprobada por 191 naciones y 147 jefesde Estado, quienes comprometieron a sus respectivos países (enriquecidos y empobrecidos) ahacer todo lo posible para erradicar la pobreza, promover la dignidad humana y la igualdad,y alcanzar la paz, la democracia y la sostenibilidad ambiental. Concretamente, los dirigentesmundiales prometieron unir sus fuerzas para lograr que, para el año 2015 o antes, se cumpliesenocho objetivos, ahora conocidos como Objetivos de Desarrollo del Milenio, que condujeran aerradicar la pobreza en el mundo.

En El Salvador, de continuar manteniendo las tendencias estadísticas registradas en los añosnoventa, no se podrán cumplir en 2015 con la mayoría de objetivos y metas establecidas parael país en su totalidad. El Informe sobre Desarrollo Humano El Salvador 2007 muestra, por



ejemplo, que las brechas urbano-rurales lejos de disminuir han aumentado en los últimos años.En 1992 la pobreza total y la pobreza absoluta eran 11,3 y 11,5 puntos porcentuales más altasen el área rural que en el área urbana. Para 2002 tales brechas habían aumentado a 21,8 y 16,9puntos porcentuales, respectivamente. Por otra parte, en comparación con una persona quevive en el área urbana, un habitante rural tiene, como término medio, una esperanza de vidade casi seis años menos, la mitad de escolaridad y la tercera parte de ingresos. Estas brechas sereproducen entre los distintos departamentos y municipios del país, y afectan principalmentea aquellos territorios con mayores porcentajes de población rural y a los conectados másfrágilmente con los principales centros de la actividad económica. Debido a estas brechasterritoriales, el cumplimiento de los ODM en El Salvador es un tema que está estrechamenterelacionado con el desarrollo local.

1.1.6.2. LOS OBJETIVOS DE DESARROLLO DEL MILENIO Y EL DESARROLLOLOCAL

Como desarrollo local se entiende aquel proceso creciente, sostenido y equitativo de creaciónde condiciones para los hombres y mujeres residentes de un determinado territorio, de accedera la salud, a la educación, al agua potable, a la electricidad, a la información, a un trabajoproductivo, a un medio ambiente sano y a un marco jurídico-institucional para hacer valer susderechos civiles, sin hipotecar las oportunidades de las futuras generaciones.

El medio idóneo para volverlo realidad es, en esencia, la potenciación de las habilidades ydestrezas de individuos, organizaciones, instituciones o comunidades para desempeñar fun-ciones, resolver problemas y alcanzar objetivos asociados a la entrega de servicios básicos a lapoblación, a la creación de empleo y a la generación de ingresos, fundadas en los principiosuniversales de democracia, igualdad, no discriminación, paz y justicia social. Se trata, portanto, de aumentar la capacidad existente de los actores clave, no de reemplazarla.

Al calificar al desarrollo con el adjetivo "local" se quiere hacer hincapié en la intrínseca con-cepción y vocación de este desarrollo de, por y para beneficio de la gente residente en unlugar, dado que los asentamientos poblacionales, el ejercicio de las actividades productivas, elestablecimiento de las relaciones de la gente con las instituciones y las interacciones con elmedio ambiente ocurren siempre en una determinada área geográfica.

Por tanto, el logro de los ODM en el ámbito nacional necesariamente implica la animación,promoción y construcción sostenida de procesos de desarrollo local, particularmente en aquellosterritorios subnacionales (municipios, asociaciones de municipios o micro-regiones), cuyos ac-tuales indicadores los sitúan en la frontera de aquellos considerados relativamente marginadosde las dinámicas de desarrollo nacional e internacional. A su vez, los ODM proporcionan un



norte para orientar los distintos procesos de desarrollo local hacia la consecución de objetivoscomunes, los cuales ya han sido asumidos como compromisos nacionales e internacionales.

Este estado de cosas debería favorecer y facilitar la articulación operativa de iniciativas localesde desarrollo con políticas y programas nacionales de desarrollo. Su éxito dependerá de lacantidad y la forma de las oportunidades que se presenten a dichos actores locales y de laforma de articulación que se logre establecer entre los mismos en el interior de sus territoriospara lograr definir un proyecto común.

1.2. ESTADO ENERGÉTICO EN EL SALVADOR

1.2.1. RESEÑA HISTÓRICA

Los primeros proyectos de electrificación registrados en El Salvador se dieron en el año de 1945con la creación de la Comisión Ejecutiva Hidroeléctrica del Río Lempa (CEL). Durante dichoperíodo CEL solicitó al Gobierno gestionar la venida de expertos en las ramas de Hidráulica,Geología y Electricidad, para que ayudaran a ubicar geográficamente donde deberían imple-mentarse los primeros proyectos hidroeléctricos.

En junio de 1951 se inició la construcción de la primera Presa Hidroeléctrica del Río Lempa,la cual fue finalizada en el año de 1954, con capacidad para generar 82MW. Durante losprimeros 25 años de operación, CEL incorporó al patrimonio nacional, además, la CentralHidroeléctrica de Guajoyo, con capacidad instalada para 15MW, las centrales térmicas en elmunicipio de Acajutla (Departamento de Sonsonate) con capacidad de 70MW, los sistemas detransmisión que interconectan todas las centrales generadoras y todos los centros de consumoen El Salvador, los sistemas de subtransmisión que llevan el fluido eléctrico a ciudades y centrosagrícolas importantes, así como la creación de sistemas de distribución rural.

En el año de 1975 se iniciaron las operaciones con la primera unidad generadora de energíageotérmica (Planta Geotérmica de Ahuachapán), en base a los estudios que se habían iniciadoen 1971, colocando a El Salvador como el segundo país en América Latina y octavo en elmundo que utiliza los vapores subterráneos para la generación de energía eléctrica. Asimismose inició el montaje de los equipos para la construcción de la Central Hidroeléctrica de CerrónGrande, obra que fue finalizada en 1977. Entre los años de 1978 a 1986 se dio la inauguraciónde la Central Hidroeléctrica "15 de Septiembre", con 180MW de capacidad instalada, y de laCentral de Turbina a Gas de San Miguel, con potencia base de 22MW.

Hasta mediados de la década de los 90, por lo tanto, el sector de la energía operaba totalmentecontrolado por la CEL, la cual proporcionaba servicios de generación, transmisión y distribu-ción. La reestructuración del sector eléctrico culminó en la desagregación de la generación,



transmisión y distribución en el período 1996-2000. En la actualidad, según datos actualizadospara el primer trimestre del año 2010 de la Unidad de Transacciones, aproximadamente un55,6 % de la generación de energía eléctrica en El Salvador es térmica y sólo el 44,4 % provienede fuentes renovables, de los cuales el 23,3 % es de origen geotérmico y 21,1 % hidráulico.

El crecimiento en la demanda de energía eléctrica es mayor al crecimiento en la capacidadinstalada, por lo que se prevé que a corto plazo la relación entre la oferta y la demandade energía se verá en una situación crítica. Ante el incremento del coste de los combustiblesderivados del petróleo y el posible agotamiento a mediano plazo de los sitios con gran potencialhidroeléctrico, se ha decidido buscar alternativas de generación de energía eléctrica para elfuturo, principalmente mediante la utilización de recursos renovables, tales como el viento yel sol.

Con este panorama, el desafío de la actual administración es dar prioridad a los subsidios deelectricidad y de promover nuevas inversiones en generación de energía renovable.

1.2.2. SISTEMA Y MERCADO ELÉCTRICO EN EL SALVADOR

La Ley General de Electricidad (Decreto Legislativo Nº 843) y su legislación secundaria fueronpromulgadas en 1996 y 1997 respectivamente a través de iniciativas de la Dirección de EnergíaEléctrica (DEE) dentro del Ministerio de Economía (MINEC). La Superintendencia General deElectricidad y Telecomunicaciones (SIGET) se creó como parte de la reforma y se le asignó laresponsabilidad de aplicar las leyes del sector y de supervisar su cumplimiento.

Esta ley es bastante particular ya que proporciona un alto grado de libertad a los agentes delmercado. El artículo 8 autoriza explícitamente la integración vertical en la generación, trans-misión, distribución y suministro. La única limitación consiste en prohibir que las compañíasde generación, distribución y suministro posean acciones de Etesal (Empresa Transmisora deEl Salvador, S.A. de C.V.), la compañía de transmisión que se creó con la reestructuraciónde CEL. Dicha concesión, junto con la organización de un mercado spot basado en el precio,resulta sorprendente en un sistema pequeño con pocos operadores.



1.2.2.1. POLÍTICA Y REGULACIÓN

Las entidades reguladoras del sector eléctrico de El Salvador son:

– La Dirección de Energía Eléctrica (DEE), creada en 2001, es la unidad administrativadentro del Ministerio de Economía que se encarga de elaborar, proponer, coordinar yejecutar políticas, programas, proyectos y otras acciones en el sector eléctrico.

– La Superintendencia General de Electricidad y Telecomunicaciones (SIGET) es la entidadreguladora tanto el sector eléctrico como el de las telecomunicaciones. La SIGET seencarga de regular el mercado de la energía, las compañías de distribución y los preciosal consumidor.

– En 2006, el presidente anterior creó el Consejo Nacional de Energía (CNE) con el ob-jetivo de analizar la situación energética de el país y las propuestas del gobierno, y derecomendar la incorporación de nuevas acciones y estrategias. El CNE busca contribuir aun cambio de la generación hacia la energía renovable y modificar las pautas de consumopara lograr un uso eficiente de la energía.

– La Unidad de Transacciones (UT) es la compañía privada que se encarga de administrarel mercado mayorista de electricidad, está a cargo del despacho del sistema y funcionacomo una cámara de compensación. La UT también es la responsable de la operacióndel sistema de transmisión.

1.2.2.2. GENERACIÓN

Existen 13 compañías de generación en El Salvador. De las 19 plantas de generación, 15 estánen manos privadas. La única compañía pública que participa en la generación es CEL (ComisiónEjecutiva Hidroeléctrica del Río Lempa), la cual posee el 100% de la capacidad de energíahidroeléctrica. A continuación se describe la cantidad y tipo de las plantas operadas por cadacompañía:

MERCADO MAYORISTA

– CEL: Hidroeléctrica (21,1%)

– Guajoyo

– Cerrón Grande

– 5 de Noviembre



– 15 de Septiembre

– LA GEO: Geotérmica (23,3%)

– Ahuachapán

– Berlín

– INE: Térmica (13,6%)

– DUKE: Térmica (15%)

– NEJAPA: Térmica (11,4%)

MERCADO MINORISTA

– CLESA: Térmica (4,1%)

– CASSA: Térmica (4,1%)

– GECSA: Térmica (1,5%)

– BOREALIS: Térmica (1,5%)

– GECSA: Térmica (1,3%)

– ING. LA CABAÑA (1,8%)

– ING. EL ÁNGEL: Térmica (1,9%):

– TEXTUFIL: Térmica (4,6%)

– DUKE: Térmica (15%)

– NEJAPA: Térmica (11,4%)

1.2.2.3. TRANSMISIÓN

En El Salvador, la compañía gubernamental Etesal (Empresa Transmisora de El Salvador),constituida en 1999 tras la reestructuración de CEL (Comisión Ejecutiva Hidroeléctrica delRío Lempa), es responsable del mantenimiento y la expansión del sistema de transmisión.



1.2.2.4. DISTRIBUCIÓN

De la distribución se encargan cinco compañías. La participación en el mercado de cada unaen 2009 fue la siguiente:

– CAESS: 44 %

– Delsur: 25 %

– AES-CLESA: 18 %

– EEO: 10 %

– Deusem: 2 %

CAESS, CLESA, EEO (Empresa Eléctrica de Oriente) y Deusem (Distribuidora Eléctrica deOriente) están controladas por AES Corporation.

1.2.3. ELECTRIFICACIÓN RURAL EN EL SALVADOR

La inversión presupuestada en electrificación rural durante el período 2004-2009 asciende acasi 100 millones US $, financiada según se resume en la siguiente tabla:

Millones de US $ Gubernamental Municipios Cías. de distribución TotalSistemas aislados 12 9,6 2,4 24Líneas nuevas 28,8 28,8 14,4Subestaciones 3,8 1,3TOTAL 44,6 38,4 18,1 101

Tabla 1.1: Planificación de inversión para electrificación rural.Fuente: Banco Mundial.

Los proyectos de electrificación social se desarrollan principalmente a través del Fondo deInversión Social para el Desarrollo Local (FISDL), que funciona desde 1990. El FISDL haejecutado un gran número de proyectos que ascienden a más de 400 millones US $, a pesar detener que enfrentarse a obstáculos para alcanzar sus objetivos, sobre todo debido a la falta deuna financiación segura.



La conexión a red en El Salvador, se hace a través de la solicitud de los propios pobladores ala Alcaldía del lugar. La Alcaldía, a través de los fondos que recibe del FISDL licita el proyectoentre varias empresas. Para solicitar el proyecto la comunidad tiene que depositar una cantidaden el banco variable según el tamaño del mismo. Después de realizado el proceso de licitaciónpor parte de la Alcaldía y elegido un contratista, la comunidad se compromete a poner su manode obra para la instalación de postes y otros elementos del proyecto. Una vez instaladas laslíneas, los propios pobladores tienen que pagar una cuota de enganche y comprar los materialesnecesarios para la instalación de la red domiciliar y pagar a un técnico para que la instale. Engeneral la compañía sólo instala las líneas principales, mientras que las personas que viven enzonas retiradas tienen que pagar su propia instalación a parte de los gastos generales. Una vezinstaladas las líneas de cada domicilio, la compañía eléctrica es la que establece los precios dela energía, que al principio suelen ser bajos pero en poco tiempo empiezan a subir mes a meshasta llegar al precio que ellos han presupuestado, lo que garantiza una alta rentabilidad a lacompañía y un alto coste para la comunidad. En total la conexión a red general implica pagar:

– Cuota de solicitud de proyecto.

– Cuota de enganche.

– Compra materiales y contratación de instalador.

– Pago de cuota mensual según el contador.

Con todo esto, añadido a la vulnerabilidad económica y ambiental del país, mencionada an-teriormente, debido a la dependencia de los combustibles fósiles como fueloil y diesel, desdediferentes ONG´S se está apostando por la investigación sobre las posibilidades que ofrecenlos pequeños sistemas descentralizados de energía renovable, como alternativas reales al sum-inistro eléctrico que además favorecen al medio ambiente y generan procesos de desarrollolocal en las comunidades rurales.

De las posibilidades existentes para el suministro eléctrico mediante una fuente energía renov-able, el panorama general para las comunidades del país es el siguiente:

Energía solar y energía eólica

En lo que se refiere a ambas alternativas, actualmente el país se encuentra en una fase deestudio y desarrollo de prototipos, para poder desarrollar cualquiera de las dos alternativas amedio-largo plazo. Ante el incremento del costo de los combustibles derivados del petróleoy el posible agotamiento a mediano plazo de los sitios con gran potencial hidroeléctrico, se



ha decidido buscar alternativas de generación de energía eléctrica para el futuro, principal-mente mediante la utilización de recursos renovables, tales como el viento o el sol, pero en laactualidad no existe ningún proyecto importante en ninguno de los dos campos.

De todas maneras durante el año 2005, el Ministerio de Medio Ambiente y Recursos nat-urales (MARN), la Universidad Centroamericana “José Simeón Cañas”(UCA), y el ServicioNacional de Estudios Territoriales (SNET/MARN) desarrollaron un documento de evaluacióndel potencial Eólico y Solar existente en el país.

Respecto al potencial solar el análisis confirmó las previsiones, puesto que se sabe que enAmérica Central los sistemas fotovoltaicos son una alternativa habitual desde el punto devista técnico y financiero, ya que en toda la región abunda la radiación solar prácticamentedurante todo el año, y de la misma manera ocurre en El SAlvador, donde se está comenzandoa investigar y a desarrollar prototipos y modelos tanto térmicos como fotovoltaicos para laposibilidad de implementar esta energía a gran escala.

En cuanto a a energía eólica, el país en general, no cuenta con vientos con alto potencialenergético ni tampoco con zonas de gran altura donde se pueda aprovechar esta energía,pero en los tres lugares en que se determinó la climatología regional se encontraron sitios convalores altos de potencia y velocidad que no se evidenciaban con los valores registrados por lasestaciones meteorológicas, por lo que no se descartaba la posibilidad de la creación de granjaseólicas en el país.

Biomasa

La economía de la gran mayoría de las comunidades rurales del país está basada en el cultivode granos básicos y muy pocas familias suelen disponer de algún ganado vacuno pobrementealimentado por la escasez de pastos. Por lo tanto, no se generan los recursos suficientes paraque ésta alternativa se tenga en cuenta en la actualidad.

Energía hidráulica

Se ha mencionado que la energía hidráulica ha sido y es una de las principales fuentes deelectricidad de El Salvador, inyectándose en lo que va de año 2010 una media del 21,1% de laenergía total aportada a la red eléctrica nacional. Por lo tanto, en el país se cuenta con ampliaexperiencia y conocimiento en el desarrollo de esta alternativa. Es cierto, que la mayoría de lascentrales y minicentrales hidroeléctricas instaladas son de embalse y no de paso (solo existen3 en el territorio), que a nivel micro, para abastecer a comunidades rurales aisladas y para



considerar la energía hidráulica como energía renovable, es por las que se apuesta desde lasONG´S, los movimientos sociales y las propias comunidades, puesto que se trata de quizála alternativa más limpia y respetuosa con el medio ambiente desde la construcción de losmateriales hasta la puesta en marcha y funcionamiento de la central.

Son entonces, a priori, las microcentrales de paso la alternativa más atractiva a desarrollar enel país, en cuanto a sistemas descentralizados se refiere, tanto por las condiciones geológicase hidrológicas de El Salvador, como por la experiencia en este tipo de alternativa. Todo esto,siempre y cuando exista un río entorno al lugar donde se quiera desarrollar el proyecto quecumpla las características necesarias para poder dar respuesta a las necesidades de la poblacióndestinataria del proyecto.



2. OBJETO Y ALCANCE DEL PROYECTO

OBJETO

El siguiente proyecto se ha realizado en el cantón Comasagua perteneciente al municipio deLa Libertad, en la parte central de El Salvador, poblada por campesinos que cultivan caféy granos básicos como maíz, maicillo y fríjol. El objeto del mismo es el de garantizar elsuministro de energía eléctrica a una zona rural aislada, aprovechando una fuente de energíalimpia y renovable como es el agua de un río.

Se trata de un proyecto de desarrollo local, con el que se pueda abastecer de energía al beneficiode café (que se está construyendo para la Cooperativa San Antonio) mediante el agua de unrío que nace aguas arriba de la finca de la cooperativa. De esta manera se proporcionará laelectricidad necesaria para el procesamiento de la plantación de café, a través de una fuente deenergía renovable frente a la alternativa convencional que sería el uso de combustibles fósileso la prolongación de la red general de electricidad que llega hasta la comunidad, pero que noalcanza hasta los terrenos donde se está construyendo el beneficio de café.

Este proyecto se enmarca dentro del ámbito de los proyectos final de carrera en cooperaciónal desarrollo de la UPV-EHU. Es por ello que contiene un cierto carácter social. Sin embargo,el objeto principal de este proyecto es el diseño de un suministro energético y por lo tanto, sehará especial énfasis en la parte técnica, para que una vez determinado el estudio técnico yeconómico del proyecto, este sirva de información básica para la obtención del financiamientonecesario para la construcción de todos los elementos de la central.

ALCANCE

El alcance del proyecto consiste en la definición de los equipos electromecánicos necesariospara la construcción y puesta en funcionamiento de la central. Además las necesidades de obracivil que se deriven de la instalación de los equipos, serán puestas de manifiesto a lo largo delmismo.



El trabajo se dividió en las siguientes etapas

– Realización de investigaciones bibliográficas geológicas y geotécnicas de la zona delproyecto.

– Realización de estudios de hidrología, hidráulica, potencia y energía. Se tomó en con-sideración toda la información actualizada de lluvia existente en la zona de proyecto, asícomo un aforo realizado en el Río El Salto durante la época seca, para generar una seriede caudales promedios diarios y determinar la curva de duración de caudales del proyec-to. Esta información será muy importante para determinar la disponibilidad de agua delproyecto, la potencia y para estimar la producción de energía de la futura central.

– Asimismo se realizó una planificación de las obras en función del caudal de diseño,estimándose los costos necesarios para la construcción tanto de la obra civil como delmontaje del equipo electromecánico.



3. CANTÓN SAN ANTONIO,LA LIBERTAD, EL SAL-VADOR

3.1. SITUACIÓN Y ACCESOS

La comunidad San Antonio se encuentra ubicada en la región suroeste de la República deEl Salvador, en el municipio de Comasagua perteneciente al departamento de La Libertad.El municipio limita al norte con Talnique y Santa Tecla, al Este con Santa Tecla, al sur conEl Puerto La Libertad y al Oeste con Tamanique. Su extensión territorial es de 79,9Km2 delos cuales, 0,30Km2 corresponden al área Urbana y 79,60Km2 corresponden al área rural.Geográficamente, se encuentra entre las coordenadas 13º 40’ 29’’ N en el extremo Norte y13º 32’ 47’’ N en el extremo Sur del municipio y de Este a Oeste entre las coordenadas -89º20’41’’ O y -89º 24’ 43’’O, respectivamente

Figura 3.1: Ubicación Departamental del municipio de Comasagua.Fuente: Ministerio de Medio Ambiente

y Recursos Naturales de El Salvador ( MARN).

El municipio de Comasagua, con una población de 10.871 habitantes, está conformado ensu mayoría por población rural equivalente al 76 % (8.313 habitantes), y su economía es



básicamente de subsistencia. Sin embargo, por su cercanía al área Metropolitana de SanSalvador, en esta última década, se ha caracterizado por el crecimiento urbano a través denuevas zonas residenciales y los equipamientos en servicios que suplan las necesidades deestos nuevos núcleos. Esto obviamente generará presión sobre el territorio, por lo cual se hacenecesario planificar las nuevas acciones en la zona de cara a evitar el crecimiento urbanodesordenado y los problemas de degradación ambiental y vulnerabilidad social y económicaasociados a él.

La población se distribuye en 9 cantones (tomando en cuenta el cantón San José El Porvenir-Los Amates que administrativamente pertenece al Municipio de Santa Tecla) y 33 comu-nidades. De los 9 cantones que conforman las comunidades rurales del municipio, San Fran-cisco Potrerón es el más pequeño en cuanto a población (con unos 90 habitantes), seguido deLos Amates con 318. Los más poblados son El Matazano y El Conacaste (entre 1.715 y 1.564habitantes). Los demás (La Shila, El Rosario, El Faro, El Peñon y San Antonio) tienen unapoblación que va entre los 500 y 1.500 habitantes. La mayor parte de las familias son oriundas,aunque hay comunidades como Las Violetas-Arco Iris, El Rosario y Bellos Horizontes dondetoda la población o una buena parte de ella es desplazada.



La distribución de las comunidades en los diferentes cantones, del municipio se presentan enla siguiente tabla.

CANTÓN COMUNIDAD Nº FAMILIAS Nº HABITANTES

La Cuchara 35 209

La Violeta 85 405

El Cacique 26 156

El tránsito 11 68

El Conacaste Los Leones 19 91

San José 12 50

San Luis el Guineo 91 451

San Rafael- El Tronconal 24 137

Vista Hermos 91 391

El Faro 121 516

El Faro La Dalia 35 168

La Lima 23 100

Los Cortez 24 132

Los Zacattales 66 269

3 de Mayo 101 442

El Matazano La Flecha 31 146

Los Castillos 53 215

Sta Adelaida- Las Sirenas 153 643

El Peñón 60 252

El Peñón La Finquita 20 114

San José de Guadalupe 47 230

El Rosario El Rosario 286 1341

Bellos horizontes 228 1140

La Shila 127 716

La Shila Cuyanigua 80 447

El Sitio 60 288

La Loma 20 138

Los Amates El Achiote 23 89

Los Amates 60 229

San Antonio 88 368

San Antonio San Emilio 25 96

Uganda 16 57

San Francisco Potrerón San Francisco Potrerón 16 90

TOTALES 2157 10184

Tabla 3.1: Datos poblacionales de los cantonesy comunidades rurales del municipio de Comasagua.

Fuente: Ministerio de Medio Ambientey Recursos Naturales de El Salvador ( MARN).



En la figura 3.2 se puede observar la división político - administrativa del municipio.

Figura 3.2: División político-administrativa del municipio deComasagua, departamento de La Libertad.Fuente: Ministerio de Medio Ambiente


En Comasagua existen tres vías principales y tres vías secundarias intermunicipales:

1. Calle principal LIB05: Carretera de conexión de la CA-4S con la ciudad de Comasagua,iniciando en el Km. 13 de la CA-4 (carretera de Sta. Tecla hacia el Puerto de La Libertad)hasta llegar al desvío de la ciudad de Comasagua.

2. Calle interurbana de terracería LIB16: Carretera de conexión de la ciudad de Co-masagua con la ciudad de Tamanique que se inicia en el Km. 43 de la CA-2W (Carreteradel litoral).

3. Calle del Puerto La Libertad desvío carretera del litoral.

4. Calle secundaria LIB15S: Carretera de conexión de CA02W con Comasagua, iniciandoen la CA02W km. 39 pasando por la Shila y El Faro hasta la ciudad de Comasagua.

5. Calle secundaria LIB16S: Carretera de conexión de LIB22 (La flecha) a Tamanique,pasando por San Antonio y El Cuervo.

6. Calle secundaria LIB22: Carretera de conexión de La Flecha (Desvío a Comasagua)a Teotepeque y carretera del Litoral.



El acceso a San Antonio es por carretera pavimentada a través de la calle LIB05, a travésdel desvío en el km 13 de la CA-4 (carretera de Santa Tecla al Puerto de La Libertad) hastallegar al desvío de Comasagua en La Flecha. A partir del desvío de Comasagua se toma lacalle secundaria LIB16S que lleva a San Antonio. La ubicación del río El Salto, objeto deestudio del proyecto, en el mapa de la República de El Salvador se muestra en el PLANO I ,del Documento II de este proyecto.

3.2. ORGANIZACIÓN SOCIAL Y ECONÓMICA

Las actividades económicas que desarrolla la población del municipio son básicamente agrícolasen todos los cantones, seguidos por el sector industria y el sector servicios que ocupan entornoal 10 %. En resumen, de cada 10 habitantes 9 se dedica a la agricultura, dato importante atomar en cuenta cuando se señala que solo el 35 % de las familias son propietarias de sus lotesde vivienda. Entre las actividades principales referentes a la agricultura destacan el café en lazona media y alta del municipio y el cultivo de granos básicos en la parte baja.

Para el caso concreto de San Antonio, la situación es similar a los datos generales del municipio.El 65 % de la población forma parte de la cooperativa de café, que tiene completamente pagadasu deuda agraria, de manera que todas las tierras del cultivo de café pertenecen a la misma. Elrestó de la población trabaja en otras tierras o en el mercado informal. Además prácticamentela totalidad de la población cultiva granos básicos como maíz o fríjol para el consumo propio.

La Junta directiva de la comunidad está integrada por 13 hombres y ninguna mujer. Se legalizóen el año 2005 la ADESCO (Asociación de desarrollo comunal) de la comunidad, que estáformada por 25 socios. Además cuentan con ACE (Asociación Comunal para la Educación) yexiste cooperativa agraria, que como se ha explicado en el apartado 2 de este documento, sonlos beneficiarios directos de este proyecto.

3.3. NECESIDADES DE LA POBLACIÓN

En este apartado se describe la situación de los servicios básicos: abastecimiento y saneamientode agua, transporte público, electricidad, línea de teléfono fijo, escuelas, asistencia sanitaria ygestión de desechos sólidos.

La situación de la cobertura en infraestructura básica en el municipio es bastante heterogénea,no se visualiza en el municipio algún cantón que sobresalga por mejor infraestructura en eltotal de sus comunidades, más bien el contraste se hace sentir como en el caso del cantón La



Shila donde hay comunidades con mejores servicios como Bellos Horizontes , el Sitio y La Shilay otras con gran déficit como Cuyanigua y La loma donde no hay acceso al transporte público,casa comunal, línea de teléfono, tratamiento de desechos y residuos, visita de promotor desalud (Cuyanigua), electricidad y escuela (La Loma).

Se estima que esta heterogeneidad tan pronunciada en el territorio responde en gran medida ala situación de riesgo generalizada en que se encuentra el Municipio, así pues existen zonas másvulnerables que otras que no responden a las divisiones cantonales y que determinan después decada evento la calidad de la infraestructura existente. De esta manera, comunidades ubicadasen zonas de alto riesgo difícilmente llegarán a poseer un nivel óptimo de servicios básicos.Otro factor importante son las vías de comunicación entre poblados, y con las carreterasprincipales, pues existen comunidades de difícil acceso, lo cual dificulta también el tener accesoa la infraestructura básica.

De los servicios básicos, la electricidad es el que tiene mayor cobertura en el municipio deComasagua. La cuota promedio por este servicio es de 6,8US $ aproximadamente, aunqueésta es variable en función del consumo. La Salud está cubierta con la llegada de un promotor,o promotora, u otro tipo de asistencia en 27 de las 32 comunidades rurales y 17 de ellascuentan con escuela. En cuanto a las comunicaciones, la línea de teléfono no llega a 25 de las32 comunidades, en algunos casos no hay acceso a línea telefónica en todo el cantón como enEl Faro, El Rosario y San Francisco Potrerón. Esto unido a la carencia de vías de comunicaciónen buen estado e inaccesibilidad al transporte público o simplemente accesos únicos en zonasde riesgo susceptibles a deslizamientos, coloca a la población en situaciones constantes deriesgo.

Sin embargo, el tema del transporte público no es algo generalizado en el Municipio ya quesolo 7 de las 32 comunidades carecen de este servicio en un rango máximo de 2 km. Lainfraestructura comunitaria es bastante deficiente, tan solo 2 comunidades (Sta. Adelaiday Los Castillos) poseen casa Comunal, que contrasta con el nivel de organización a nivelcomunitario en el Municipio, ya que el 82 % de las comunidades cuentan cuando menoscon una Junta directiva y el 70 % posee su ADESCO legalizada (como San Antonio) o entrámites de legalización. Esto deja ver un déficit del 94 % en infraestructura comunitaria parael Municipio.

Los servicios con cobertura prácticamente nula son la recolección de desechos sólidos y laevacuación y tratamiento de aguas grises. La primera se da únicamente en la comunidad VistaHermosa que es considerada como semi-urbana por su cercanía al casco Urbano. En cuanto altratamiento de aguas residuales no existe en el área rural del Municipio de Comasagua segúnla información recabada.

En el caso de San Antonio la siguiente tabla indica de qué servicios dispone la comunidad.



Transporte Público SiElectricidad Si(parcial)

Línea de teléfono NoEscuela Si

Promotor de Salud SiCasa Comunal No

Iglesia SiGestión de residuos No

Evacuación de aguas grises NoAbastecimiento de agua NoSaneamiento de agua No

Tabla 3.2: Servicios de la comunidad San Antonio.Fuente: Ministerio de Medio Ambiente




4. HIPÓTESIS DE PARTIDA

A la hora de establecer posibilidades para la electrificación del beneficio de café de la cooper-ativa San Antonio, se tuvieron en cuenta las dos opciones principales que se pueden barajaren el caso de suministro eléctrico para comunidades rurales aisladas, es decir: la conexióna la red general ó los pequeños sistemas descentralizados. Para los sectores peri-urbanos ylas comunidades rurales más cercanas a la red, generalmente la primera es la opción másadecuada. Sin embargo, para las comunidades alejadas, las preferencias casi siempre se orien-tan hacia los pequeños sistemas descentralizados: microcentrales hidroeléctricas, generadoreseólicos pequeños, energía solar y otros (incluyendo pequeños sistemas diesel).

La micro turbina es un medio y no un fin en sí misma, por tanto, es indispensable tener presenteen todo momento que el objetivo no consiste en instalar una micro turbina por si sola, sinoen ofrecer la respuesta tecnológica que resulte social y económicamente más apropiada parasatisfacer las necesidades que se han identificado.

Las posibilidades de brindar satisfacción a la demanda eléctrica son muchas y van desde lasimple extensión de la red de electrificación rural, pasando por la instalación de motogener-adores convencionales, hasta alternativas basadas en el uso de la biomasa, la energía eólica,solar, etc. En cada localidad, por su ubicación dentro de una cierta región perteneciente a unpaís determinado, las condiciones pueden ser sumamente variables, con lo que, no hay unaregla general acerca de qué alternativa se debe preferir.

Simplemente, hay que considerar todas las posibilidades, comenzando por eliminar aquellasque no son técnicamente factibles: si no existe biomasa recuperable, los vientos son escasos,o el sol brilla con poca intensidad, etc.

Luego, es indispensable realizar un mínimo estudio comparativo de costos entre la microturbinay las otras alternativas que aparecen como más factibles tanto técnicamente como en relacióna su aptitud para satisfacer las necesidades energéticas.

4.1. CLIENTE

4.1.1. COOPERATIVA SAN ANTONIO

La Cooperativa San Antonio está está conformada por una asamblea general de 57 asociados(6 mujeres y 51 hombres). Posee una estructura organizativa conformada por una AsambleaGeneral, una Junta de vigilancia y un Consejo de Administración. Está legalizada desde el



9 de Agosto de 1880, inscrita bajo el código 156-07 SR-09-08-80, en el Departamento deAsociaciones Agropecuarias del MAG.

Durante muchos años su actividad principal ha sido la caficultora. Cuenta con 717Mz. deterreno, de las cuales 307Mz. están cultivadas de café, produciendo un promedio de 4500quintales al año, entre variedades de Pacas y Borbón, y lo venden localmente a exportadoresque luego procesan la materia prima y se quedan con la mayoría del beneficio que produce estecafé. Además del café colectivamente también se cultivan cítricos, e individualmente granosbásicos.

La cooperativa posee una riqueza natural y ambiental que se ve necesaria aprovechar por partede los miembros de la misma. Como se ha mencionado cuenta con 307Mz. cultivadas de café,16Mz. de cítricos en asocio con café, 85Mz. de bosque de ciprés. y 1Mz. donde se ubican lasoficinas, sala de reuniones, cocina y bodegas; además cuentan con otra área de 7m. x 15m.con cocina de leña, chimenea, plancha para tortillas, molino y lavadero. Por lo que desde lacooperativa se ha decidido operar diferentes aspectos del turismo rural y ofrecer servicios deAgro Ecoturismo de excelente calidad, que satisfagan las necesidades de los clientes y quegeneren rentabilidad para la comunidad, desde la perspectiva del desarrollo sostenible.

Además se ve la necesidad de comenzar a procesar desde la cooperativa, el café que se cultiva enla misma para que los beneficios recaigan sobre la comunidad y no se beneficien únicamentelos intermediarios. Actualmente en la cooperativa se producen unos 3000 quintales de caféanuales, y se está creando la infraestructura necesaria para procesar 300 quintales, es decirel 10 % de la producción, pero en un futuro se prevé la construcción y compra de equiposnecesarios para el procesamiento de los 3000 quintales.

Se ha mencionado que el objeto de estudio de este proyecto es el de garantizar el suministrode energía eléctrica mediante una fuente de energía limpia como es el agua de un río. Puestoque desde la comunidad se apuesta por un proyecto de energía alternativa acorde al proyectode ecoturismo que se está fomentando en la misma.

4.1.2. ACUA (Asociación Comunitaria Unida por el Agua y la Agricultura)

ACUA es una organización no gubernamental salvadoreña, sin fines de lucro, laica y sin filiaciónpolítico partidaria que se funda a finales de 2004 y se constituye jurídicamente en febrero de2005. La organización surge por la iniciativa de un grupo de profesionales y miembros decomunidades con amplia experiencia en el trabajo comunitario. Sus fundadores compartenvalores solidarios y el compromiso por contribuir a mejorar la calidad de vida de las familiasmás empobrecidas de El Salvador.



El objetivo general de ACUA es reducir los niveles de pobreza y vulnerabilidad de las comu-nidades de la zona sur del departamento de La Libertad. Para conseguir esta meta implementaprogramas estructurados de trabajo y sistemas gerenciales que le permiten a la población eluso eficiente, eficaz y transparente de sus recursos.

Desde la asociación se acaban de iniciar los proyectos en energía. Se apuesta por una inicia-tiva consistente en tratar de aprovechar las fuentes de energía renovables de las diferentescomunidades con quienes trabaja la asociación (viento, sol y agua). De tal forma que permi-tiría disminuir el alto costo que supone el consumo de electricidad para las familias de estascomunidades.

4.1.3. EL BENEFICIO DE CAFÉ PARA LA COOPERATIVA SAN ANTONIO

La asociación ACUA lleva trabajando desde hace 5 años con la comunidad San Antonio, yes uno de los agentes que ha tratado de desarrollar la implantación de la microcentral comoalternativa energética frente a la extensión de la red general, puesto que esta segunda opciónsupone un alto costo para la comunidad, como se ha comentado en el apartado 1.2.3 de estedocumento. Respecto a la alternativa eólica y solar existe el problema ya mencionado de lainexistencia de empresas locales que desarrollen estas tecnologías. Con lo que ninguna de lasdos resulta económicamente muy atractiva a la hora de implementarla, o por lo menos nolo es tanto como la microcentral, que además de ser la energía renovable más limpia desdeel principio hasta el final, económicamente en el país, es la más factible puesto que ya seha tenido experiencia en el desarrollo de microcentrales en núcleos aislados de la red, y sonproyectos que se mantienen con éxito.

Los objetivos que se desean alcanzar con el desarrollo de la microcentral por parte de lacooperativa y de la asociación ACUA son:

– Construir infraestructura eléctrica a comunidades aisladas y de difícil acceso.

– Organizar a las comunidades beneficiarias para su construcción, mantenimiento y ad-ministración.

– Desarrollar tecnología local para construir de pequeñas turbinas.

– Desarrollar proyectos productivos que ayuden a mejorar calidad de vida de los beneficia-rios.

– Darle un valor agregado al uso de la energía eléctrica.



4.1.3.1. POTENCIA ACTUAL REQUERIDA PARA EL BENEFICIO

Con la información de la tabla 1.2 y de la curva de demanda (desarrollada en el ANEXO Iapartado 1.1) se obtienen las demandas que permitirán determinar las necesidades de potenciadel beneficio de café actualmente. Obteniéndose por tanto los resultados siguientes:

Demanda horaria promedio = 44, 575 kw · h

24h= 1, 857 kW

Demanda maxima horaria = 6, 32 kW

Por tanto, la central a construir deberá tener una capacidad instalada mayor de 6,32 kW.

4.1.3.2. POTENCIA FUTURA REQUERIDA PARA EL BENEFICIO

Se desea construir una microcentral que cumpla con las necesidades energéticas futuras, parano tener que realizar un nueva inversión. Es por esto, que se estimarán las demandas de lacooperativa en un futuro. Como se ha mencionado, desde la cooperativa se espera procesar el100 % de la producción, de manera que las necesidades de la cooperativa serían las siguientes:

– Demanda diaria máxima futura = 63,2 kW

– Demanda diaria total futura = 445,575 kW h

– Demanda anual total futura = 26745 kW h

De acuerdo a los caudales de funcionamiento, que son diferentes a lo largo del año, la potenciamáxima que puede suministrar la central, para el caudal máximo de funcionamiento que seproduce en la época de lluvias (0,1011m3/s) son 49,944 kW.

Se observa que la demanda máxima que se necesitaría en la microcentral si solo funcionaradurante dos meses al año (los que se tarda en procesar el café), no sería cubierta, ni siquiera enla situación en que se funcionara con este caudal máximo, por lo que la solución que se planteapara cubrirla, es realizar el procesamiento de la producción de café en 4 meses, en lugar deen 2, de manera que la potencia máxima demandada se redujera a la mitad, y aprovechar losmeses del año en el que la circulación del caudal es máxima para realizarla. Además se podríautilizar la potencia sobrante para otros usos de la comunidad. Esto se comprueba que es viableen el apartado 2.4 del ANEXO I.



De esta forma la energía que puede generar la central anualmente son 287.677,44 kW h, que esmucho mayor que la energía demandada si se procesara el 100 % de la producción, 26745 kW h,con lo que la energía sobrante, se puede ocupar en otros usos productivos, incluso en lasustitución de la energía convencional para la comunidad, lo que supone un gasto muy ampliopara la misma. Por lo tanto es completamente factible la construcción de la microcentralpuesto que cubrirá perfectamente las necesidades energéticas de la cooperativa.

4.2. INFLUENCIAS EXTERNAS

4.2.1. HIDROLOGÍA

4.2.1.1. CLIMA

El clima de la cuenca del proyecto El Salto es típico de los trópicos. Las temperaturas sonmoderadas durante todo el año, mostrando una ligera variación. Los meses más lluviososcomprenden desde el mes de mayo a octubre y los meses más secos de noviembre a abril.El régimen de lluvia en la cuenca está relacionado con la Zona de Convergencia Intertropical(ITCZ), que consiste en una discontinuidad entre las masas de aire tropical localizadas alnoreste y sureste del hemisferio. Esta zona se mueve desde su máxima posición en el sur cercadel Ecuador en Sur América, alrededor del mes de febrero, y alcanza posiciones máximas enel norte de América Central alrededor de agosto o septiembre, antes de regresar al sur. Enla vecindad de la ITCZ, lluvias intensas ocurren frecuentemente porque el aire converge deambos lados de la zona, causando que el aire se eleve. Estas lluvias normalmente no cubrenáreas extensas por largos períodos y no causan mayores caudales; sin embargo, en algunoscasos, las partículas de lluvia se mueven y podrían cubrir áreas mayores y producir grandescantidades de lluvia.

La cuenca es ocasionalmente atravesada por huracanes especialmente en los meses de septiem-bre y octubre. Las mayores crecidas de los ríos están asociadas con estos eventos que producencondiciones locales conocidas como "temporales". Esta situación sinóptica de los temporaleses originada por la presencia de huracanes o tormentas tropicales en la región del Mar Caribe.

4.2.1.2. PRECIPITACIÓN

La información meteorológica existente en la cuenca del Río El Salto es escasa, sin embargo,existen 6 estaciones pluviométricas relativamente cercanas a la misma. Con la informaciónarrojada por estas estaciones, se elaboraron los Polígonos de Thiessen (que se muestran en la



figura 2.3 del ANEXO I de este proyecto) con el objeto de analizar la distribución areal de lalluvia y estimar la precipitación media en la cuenca del río. Estimándose la precipitación mediaanual para un período de 40 años.

La variación mensual de la precipitación media para la cuenca del Río El Salto según lasestimaciones anteriores, expresada en milímetros , se muestran en la Tabla 2.3 del ANEXO I.En dicha tabla se observa que el 90 % de la precipitación anual ocurre en el período de junioa noviembre, mientras que el restante 6 % ocurre en el período de diciembre a mayo.

4.2.1.3. TEMPERATURA

La distribución de temperatura a lo largo de la cuenca se encuentra influenciada por la altitudy la vegetación, sin embargo, se puede resumir su patrón de comportamiento con la siguienteclasificación climática de Koppen:

– Zona Sabana Tropical Caliente: 29-35 ºC (0 - 800m.s.n.m.).

– Zona Sabana Tropical Calurosa: 19-29ºC (800 - 1.200m.s.n.m.).

– Zona de Clima Tropical de Altura: 8-19 ºC (1.200 - 2.700 m.s.n.m.).

Considerando la elevación media de la cuenca del proyecto San Antonio (1000m.s.n.m.), sepuede clasificar la zona como Zona Sabana Tropical Calurosa. Las temperaturas máximasocurren durante los meses de marzo, abril y mayo, llegando hasta los 29 ºC y las temperaturasmínimas ocurren en los meses de diciembre, enero y febrero, alcanzando mínimos de hasta8 ºC para las elevaciones comprendidas entre los 1.200 y 1.700m.s.n.m. con posibilidades deheladas durante estos meses.

4.2.1.4. HUMEDAD RELATIVA

El promedio de la humedad relativa anual es de 70 %, diferenciándose dos períodos que co-inciden con las estaciones lluviosa y seca: un período de mayo a noviembre, con valores dehumedad relativa media mensual mayores que el valor medio anual, con un máximo en sep-tiembre y noviembre que asciende a 86 %. El valor medio más bajo se presenta en los mesesde diciembre, enero y febrero con un valor de 72 %.



4.2.1.5. CARACTERÍSTICAS DEL CAUDAL

Curva de duración de caudales

Un valor aislado del caudal no tiene ninguna significación. Lo que interesa es el régimen decaudales preferiblemente representado por la curva de caudales clasificados o curva de duraciónde caudales (Gráfico 2.1 del ANEXO I) obtenida de los datos procedentes de la estación deaforos y de los estudios hidrológicos, previos a la elección de la turbina.

Como parte de este estudio se generaron datos de caudales promedios mensuales en el proyectoSan Antonio. Los datos de precipitación de largo plazo se generaron a partir de datos históricosde las estaciones cercanas al proyecto, mediante de la metodología precipitación-escorrentíadesarrollada por el Servicio Nacional de estudios territoriales de (SNET) y por el Ministeriode Medio Ambiente y Recursos Naturales de el Salvador (MARN). Para ajustar la serie decaudales anteriormente generada en función del aforo realizado en el Río El Salto en abril de2010, especialmente para la época seca.

Una vez definidas las series de caudales promedios diarios en un período de 40 años para elproyecto San Antonio, se procedió a elaborar la curva de duración de caudales promedio delproyecto, cuyos valores se muestran en la Tabla 2.6 y en la Gráfico 2.1, del ANEXO I de esteproyecto.

Análisis de caudales mínimos

En este apartado se describe el análisis y selección del caudal mínimo del proyecto, en funciónde los registros generados para el período de 1970 a 2010, el cual será utilizado para estimarla producción de energía firme del proyecto. Se considera el criterio de seleccionar el caudalmínimo como el caudal correspondiente a un 100 % de probabilidad de la curva de duraciónde caudales una vez se ha descontando el caudal ecológico que debe mantenerse en el cursofluvial, de forma que no se alteren las condiciones naturales del biotopo y se garantice eldesarrollo de una vida fluvial igual, o al menos parecida, a la que existía anteriormente en elrío.

Se ha considerado el caudal ecológico igual a 10 % del caudal medio interanual, puesto queno existe legislación a este respecto en el país, y este porcentaje se considera una buenaestimación por las normas medioambientales internacionales. Siendo el caudal medio interanual0,123 m3/s, el caudal ecológico adquiere un valor de 0,0123 m3/s.



Caudal de diseño

Considerando los caudales mínimos de la curva promedio de duración de caudales, los aforosrealizados en el Río El Salto y el caudal requerido para satisfacer la demanda de energía de lacooperativa San Antonio, se ha estimado que el caudal máximo más conveniente a derivar seríade 0,0337 m3/s , que corresponde al 100% de la mencionada curva de carga, tras descontarel caudal ecológico. El resto del caudal del río pasará sobre la cresta de la presa en el caucenatural del río.

El caudal de diseño requerido para cubrir la máxima demanda actual de potencia de la coop-erativa San Antonio es de solamente 0,017 m3/s.

El caudal de diseño de 0,1011 m3/s se seleccionó pensando en un crecimiento futuro de dichademanda, puesto que se espera tener la capacidad de procesar todo el café producido por lacooperativa, y en los meses más lluviosos cabe la posibilidad de derivar este caudal, permitiendola circulación de un caudal ecológico suficiente por el río.

Crecida máxima de diseño

La crecida máxima de diseño depende en general de las tasas de escurrimiento superficial, porlo tanto los factores que afectan a dicho caudal son los climáticos, de los cuales dependerá lamagnitud de las tormentas y los fisiográficos, los cuales dan las características de la cuenca.Para su determinación se ha utilizado la fórmula creada por el INHERI (Instituto Nacional deRecursos Hídricos de Ecuador), y adquiere un valor de 9,79 m3/s.

4.2.2. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA

Esta parte presenta los resultados de las investigaciones y evaluaciones geológicas y geotécnicasrealizadas en la zona de estudio del proyecto. Los estudios efectuados consistieron en identificary evaluar las condiciones geológicas de los sitios propuestos para el desarrollo de la obra civil,así como también desarrollar criterios de diseño geotécnico y parámetros para la preparaciónde la disposición de las obras y estimación de los costos.

4.2.2.1. TERRITORIO Y MEDIO FÍSICO

El Salvador se ubica en el sector Pacífico del esquema geológico centroamericano; geomor-fológicamente está dividido en seis unidades bien caracterizadas: Planicie Costera, CadenaCostera, Fosa Central, Cadena Interior, Fosa Interior, y Montaña Frontera.



El área del proyecto se encuentra localizada en la Cadena Costera. De acuerdo con el esque-ma volcano-estratégico del país, está comprendida dentro de las Formaciones San Salvador,Cuscatlán y Bálsamo, remontándose su edad desde el Plioceno hasta el Holoceno Inferior.

La Cordillera del Bálsamo, donde se ubica el proyecto, forma parte del cinturón volcánico dela Cadena Costera y se extiende a lo largo de la mitad sur del territorio de El Salvador, en losdepartamentos de La Libertad y Sonsonate. Es una región de relieve irregular y muy escarpado,que desciende desde los 1.500 metros hasta la costa del Pacífico, en apenas 20 kilómetros.Así, se forman valles estrechos caracterizados por desfiladeros y bordes empinados que van delos 20 a los 100 metros de altura. La geología de la zona en la cordillera corresponde a dostipos de materiales principalmente:

– Terciario de origen volcánico pertenecientes a la formación Bálsamo (época del Miocenosuperior, 11,2 millones de años atrás). Este consiste en una secuencia de epiclastitasy rocas efusivas básicas e intermedias como basaltos y andesitas. Estas rocas son denaturaleza densa y masiva, con una baja capacidad de infiltración.

– Cuaternario, pertenecientes a la formación San Salvador (época del Holoceno, 0,01millones de años atrás). Situado por encima del sustrato terciario, consiste en una al-ternancia subhorizontal de depósitos piroclásticos, así como depósitos aluviales. Estosmateriales presentan un bajo grado de consolidación que protagonizo los deslaves pro-ducidos por los sismos de 2001.

Debido a sus características geológicas esta zona se ubica en un territorio amenazado porderrumbes y deslizamientos, a lo que debe adicionarse la vulnerabilidad social, física, ambientaly económica de su población, al conjugarse ambas crean una situación de riesgo permanente,especialmente en las zonas altas y medias, donde los altos grados de escorrentía superficialgeneran grandes niveles de erosión. Los fenómenos erosivos como las cárcavas son frecuentes,lo que es un factor de riesgo ya que éstas pueden evolucionar hacia procesos de inestabilidaden laderas.

4.2.2.2. FORMACIONES GEOLÓGICAS EN EL SITIO DEL PROYECTO

El municipio de Comasagua forma parte del Departamento de La Libertad. Se encuentraubicado en el sector sur central del departamento, con su extremo norte ubicado en la cima de laCordillera del Bálsamo. La topografía del municipio es montañosa con pendiente predominanteintermedia (10º a 30º).



Entre los tipos de rocas (litología) presentes en el Municipio se encuentran:

– Aluviones, localmente con intercalaciones de piroclastitas.

– Andesitas efusivas – basálticas.

– Epiclastitas volcánicas, piroclastitas, coladas de lava intercalada.

– Piroclásticas ácidas, epiclastitas volcánicas, (tobas de color café).

– Piroclásticas ácidas, epiclastitas volcánicas, tobas ardientes y fundidas.

Que corresponden a las formaciones Bálsamo y San Salvador mencionadas anteriormente.

Las tobas color café amarillentas, de grano fino, muy compactas e impermeables, de estratifi-cación bastante uniforme conforman el factor geológico predominante de la zona en el sitio enque se ubicaría la presa. Las tobas arriba descritas sobreyacen a una serie de coladas de lavasde naturaleza básica (Andesitas-Basálticas) bastante sanas, que presentan buenas cualidadespara soportar la obra proyectada.

4.2.2.3. TECTÓNICA

En Centroamérica, las condiciones tectónicas generales y la geodinámica de las capas inferioresestán controladas principalmente por las interacciones físicas involucradas en la convergenciade tres placas litosféricas: la Placa de Norte América, la Placa del Caribe y la Placa de Cocos,aunque la Placa de Nazca y de Sur América también influyen.

La placa Norte América se caracteriza por un sentido de movimiento transversal lateral haciala izquierda con respecto a la Placa del Caribe. Este movimiento transcurrente es evidente a lolargo de la trinchera de Puerto Rico, Caimán y en el sistema de falla Motagua en Guatemala.La placa de Cocos está siendo subducida bajo la placa Caribe a lo largo de una zona marcadapor la trinchera Centro América.



4.2.2.4. SISMICIDAD

El movimiento relativo de las placas tectónicas de Cocos, Caribe y Norte América, generagran actividad sísmica en gran parte de El Salvador. En el caso del proyecto El Salto, lamagnitud de las obras y su ubicación confieren una vulnerabilidad baja. Se describe brevementela vulnerabilidad sísmica de cada una de las obras del proyecto:

Sitio de presa

Se localiza entre estribos de moderada pendiente que potencialmente pueden presentar mod-erada inestabilidad. No requiere de ningún tipo de tratamiento de la cimentación, por lo queúnicamente debe aplicarse un diseño y construcción adecuada. Vulnerabilidad sísmica baja.

Canal de conducción

Se ubica en laderas de moderada a fuerte pendiente, sobre roca o suelo sano. Potencialmentedurante un sismo se pueden generar deslizamientos y desprendimientos, los cuales por laubicación pueden ser rápidamente removidos y saneada la conducción. Vulnerabilidad sísmicabaja.

Tubería forzada

Se colocará sobre laderas de moderada a fuerte pendiente, se recomienda excavar la partede suelo y colocar las estructuras de soporte, como barrenos de anclaje, en roca, con ello seevitará los efectos de sacudidas sísmicas lo cual reduce la vulnerabilidad sísmica.

Sala de máquinas

Aunque las investigaciones no indican mayores problemas con las inundaciones provocadas porel Huracán Mitch, es conveniente mantener en observación el cauce actual del río mantenién-dolo libre, ya que el material transportado puede causar un taponamiento ocasionando crecidasy, por consiguiente, problemas en la sala de máquinas.



4.2.2.5. MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

Localmente se cuenta con fuentes de materiales para la construcción, los cuales deben poseerpropiedades geomecánicas adecuadas, especialmente resistencia a la abrasión y durabilidad. Losagregados de concreto, granular y fino son necesarios para la construcción de las obras civilesdel proyecto. Los materiales rocosos cercanos al proyecto consisten en basaltos, los cualespresentan buenas condiciones de dureza, densidad y resistencia, que pueden ser aprovechadaspara las obras a realizar.

4.2.2.6. CARACTERÍSTICAS DEL SALTO

El lugar elegido para la implantación de la microcentral cuenta con un salto bruto de 80 metros.

4.3. LEGISLACIÓN Y NORMATIVA

4.3.1. LEGISLACIÓN

– Ley General de la Electricidad, junio de 2009.

– Reglamento de la Ley General de la Electricidad, junio de 2009.

– ACUERDO No. 329-E-2003, 26 de noviembre de 2003.

– Reglamento de Obras e Instalaciones Eléctricas, edición de 1999 de los Estados Unidosde América.

– Código Eléctrico Nacional, edición de 1999 de los Estados Unidos de América.

– Estatutos de la Unión Internacional para la conservación de la naturaleza y los recursosnaturales, 27 de enero de 2006.

– Ley del Medio Ambiente de la República de El Salvador (Decreto Legislativo NA 237,del 8 de febrero de 2007).

– Ley de Urbanismo y Construcción de la República de El Salvador (Decreto LegislativoNº 708, del 13 de febrero de 1991).



4.3.2. NORMATIVA

– Normas Técnicas de Diseño, Seguridad y Operación de las Instalaciones de DistribuciónEléctrica. Junio de 2000.

– Norma Técnica de Conexiones y Reconexiones Eléctricas en Redes de Distribución deBaja y Media Tensión. 20 de abril de 2008.

– Normas para el Registro de las Instalaciones y Equipos de Distribución de las EmpresasDistribuidoras de Energía Eléctrica. 16 de marzo de 2010.

– Estándares para la construcción de líneas aéreas de distribución de energía eléctrica.

– NORMA Oficial Mejicana NOM-001-SEDE-2005, Instalaciones Eléctricas. 8 de noviem-bre de 2005.



5. DESCRIPCIÓN GENERAL DE LAS INSTALACIONES

El proyecto hidroeléctrico San Antonio cuenta con un salto bruto máximo de 80 metros y uncaudal de 0.1011 m3/s.

5.1. CIRCUITO HIDRÁULICO

El circuito consta de los siguientes elementos, y se pueden observar en el Documento II deeste proyecto, en el Plano Nº 2.

Bocatoma

La obra de toma está compuesta por un azud, clasificado como presa vertedora o de derivaciónpor derivar por encima de su corona el agua que no es captada por el vertedor de entrada, trasel cual se sitúa la reja de admisión y la compuerta de admisión para regular el paso de aguaal canal.

Canal de derivación

El canal de derivación se divide en dos tramos iguales de 500 metros, uno conecta la bocatomacon el desarenador y el otro tramo une este último con la cámara de carga. Ambos tramosestán realizados en mampostería de piedra.

Situado en el margen izquierdo del azud, parte desde una cota de 920 metros hasta los 908metros (cota de la coronación del azud) que es el lugar donde se sitúa la entrada de la tuberíaforzada.

El primer tramo del canal tiene una sección trapezoidal irregular con un ancho de solera de0,5m y unos taludes de 0,5:1 y 1:1. Mientras que el segundo tramo es trapezoidal regular ycuenta con un ancho de solera de 0,25 metros y unos taludes de la siguiente relación 0,58:1.

Desarenador

A mitad del canal de derivación se sitúa un desarenador para que la velocidad del agua quellega por el canal de conducción sea disminuida facilitando que los materiales que pueden



ocasionar daños en los álabes de la turbina, sean asentadas en el fondo del mismo, dondepodrán ser eliminados oportunamente.

El desarenador mide 12 metros de longitud, dentro de los cuales 1,5 metros corresponden a lalongitud de entrada al desarenador y otros 1,5 metros a la longitud de salida. Cuenta con unancho de 2 metros y una profundidad de 0,75 metros.

Cámara de carga

Tiene como fin suministrar el volumen necesario para el arranque de la turbina sin intermiten-cias. Está construida de mampostería de piedra armado y situada a una cota de 908m (cotade la lámina libre). Posee un rebosadero para el caso de parada de la central, que vierte elagua directamente al cauce del río, a través de un cauce de piedras.

Tubería forzada.

De PVC. Tiene un diámetro de 263,75mm. y un espesor de 13mm. Su longitud es de 200metros.

Válvula de mariposa.

Situada al final de la tubería forzada y a la entrada de la turbina, permite el arranque y paradade la turbina.

Turbina.

Del tipo flujo cruzado o Mitchell-Banki, dispuesta con el eje horizontal. La altura de succiónes de 4,846m.

La turbina está conectada a la entrada a la válvula de mariposa, y su salida está conectada altubo de aspiración mediante un codo de aspiración de acero. Desarrolla una potencia mecánicade 49,858 kW y gira a una velocidad de 1800 r.p.m.

5.2. CIRCUITO ELÉCTRICO

Los diferentes equipos eléctricos instalados aparecen en el esquema unifilar de la instalación(Documento II, Plano Nº 3)



Alternador

Las características nominales del alternador síncrono seleccionado son:

Potencia: 75 kVA.

• Factor de potencia: 0,8.

• Tensión de generación: 480V.

Frecuencia: 60Hz.

El alternador recibe la excitación de un sistema de excitación mediante un sistema brushless.

Interruptor automático de generación

Se trata de un interruptor automático de Carril DIN con un poder de corte de 25 kA a 480V.

Interruptor diferencial de generación

Se trata de un bloque diferencial acoplado al interruptor automático con una sensibilidad de300mA.

Transformador de potencia elevador

Se ha seleccionado un transformador trifásico de distribución con las siguientes característicasprincipales:

• Potencia: 75 kVA.

• Relación de transformación: 480/13200V.

• Frecuencia: 60 Hz.

• Grupo de conexión: YNd11.



Transformador de potencia reductor

Se ha seleccionado un transformador trifásico de distribución con las siguientes característicasprincipales:

• Potencia: 75 kVA

• Relación de transformación: 13200/110V.

• Frecuencia: 60Hz

• Grupo de conexión: YNd11.

Equipos de medida

Se han dispuesto equipos para la medida de la potencia generada, la intensidad y la tensiónde generación.

Equipos de protección para la generación

Se han dispuesto las siguientes protecciones:

– Protección de máxima tensión de generador (59G).

– Protección de mínima tensión de generador (27G).

– Protección de máxima tensión homopolar (59N)

– Protección de máxima/mínima frecuencia de red (81M/81m).

Interruptor automático de la línea de baja tensión

Se trata de un interruptor automático de bastidor abierto con un poder de corte de 10 kA a110V.

Interruptor diferencial de la línea de baja tensión

Se trata de un diferencial que cuenta con una sensibilidad de 300mA.



6. NECESIDADES DE OBRA CIVIL

En este apartado se describen los métodos de diseño hidráulico y estructural aplicados para eldimensionamiento de los componentes básicos de la Microcentral Hidroeléctrica San Antonio,tales como: Bocatoma, aliviaderos, canal de conducción, desarenador, cámara de carga, tuberíaforzada, sala de máquinas y canal de descarga.

6.1. BOCATOMA

La bocatoma es una de las partes más importantes de la obra civil, ya que en ella se concentranla mayor parte de componentes que harán posible la circulación del agua hacia la cámarade presión, por medio del canal de derivación. Se ha diseñado de manera que se impida laintroducción de materiales sólidos y flotantes al canal por medio de una rejilla, y se protegeráal sistema de posibles inundaciones que pueda sufrir el río mediante un aliviadero.

Para el diseño de la bocatoma se ha tenido en cuenta la ubicación, la pendiente del cauce, elcaudal del río, el acarreo de los materiales erosionados y la geología del lugar. Respecto a laubicación, la bocatoma se ha elegido un tramo recto y estable del río, de unos 30 metros delargo y unos 5 metros de ancho, y en el que existe una pendiente del 1 %.

Con el propósito de derivar del río la cantidad de agua necesaria para la generación de energía,y de acuerdo a la capacidad de diseño de la central, se ha proyectado una estructura de tomacon los siguientes elementos:

– Azud o barraje.

– Vertedor de entrada.

– Reja de admisión.

– Compuerta de control de admisión.

La obra de toma ha sido diseñada para captar un rango de caudales entre 0,0337 m3/s en laépoca de estiaje y 0,1011 m3/s en la época de lluvias. Todos los elementos de la bocatomase han diseñado en base al caudal máximo de funcionamiento, de manera que se garantice laderivación del caudal requerido de 0,1011 m3/s dentro de un rango de confiabilidad, así comogarantizar la circulación por el río del caudal ecológico necesario para el desarrollo de una vidafluvial igual, o al menos parecida, a la que existía anteriormente en el río, minimizando laalteración del equilibrio dinámico de caudales líquidos y caudales sólidos del río de forma queno se alteren las condiciones naturales del biotopo.



6.1.1. AZUD O PRESA DE DERIVACIÓN

Esta es la parte de la instalación que generalmente requiere permisos oficiales, por lo que debetenerse muy en cuenta, puesto que por una gestión defectuosa podría terminar sin llevarse acabo el proyecto o, en el mejor de los casos, verse prorrogado.

En base a la topografía y a la geología del sitio escogido para la ubicación de la presa dederivación del proyecto , se ha considerado que ésta sea de tipo gravedad, clasificada comopresa vertedero, es decir, que se ha proyectado descargar sobre su corona las crecidas quesobrepasen el nivel de derivación del proyecto.

Con el propósito de disipar la energía del flujo de la sobrecarga de agua debida a la crecidamáxima de diseño en la presa y antes de la descarga al cauce del río aguas abajo, se ha previstola construcción de un disipador tipo trampolín en la presa, para amortiguar la formación delresalto hidráulico, como un medio efectivo para reducir la velocidad de salida del agua a unestado tranquilo, de manera que las descargas del vertedor no erosionen ni socaven el talónaguas abajo.

El diseño de la presa se ha dividido en dos partes:

– Diseño hidráulico de la cresta y el perfil de Creager de la curva vertedora.

– Estabilidad de la presa.

6.1.1.1. DISEÑO HIDRÁULICO DE LA CRESTA Y PERFIL DE CREAGUER

Como se mencionó anteriormente, se ha previsto verter sobre la corona de la presa los caudalesque sobrepasen el nivel de derivación del proyecto, por lo que se calculó la cresta y el perfil deCreager de la curva vertedora de la presa considerando la crecida máxima de diseño de 9,67m3/s determinada para un período de retorno de 50 años

La presa de derivación tiene una altura de coronación de 0,25 metros respecto a la cuenca delrío, aguas arriba. Aguas abajo llega hasta una profundidad de 0,95 metros respecto a la cresta,contando con una longitud de 1,9 metros en el lugar donde se sitúa el resalto amortiguador.Finalmente la longitud total de la cuenca se establece en 6 metros.

Por otro lado, y con el propósito que no se acumule sedimento en el vaso de la presa, se haproyectado una compuerta de descarga, cuya función principal es mantener la obra de toma yel canal de conducción libres de sedimento, así como realizar lavados periódicos de dicho vasoa fin de reducir la carga de sedimento.



6.1.1.2. ESTABILIDAD DE LA PRESA

Se realizó el análisis de estabilidad de la sección resultante de las características hidráulicas dela presa. Para tal efecto se consideraron las fuerzas siguientes:

– Fuerzas horizontales:

– Presión hidrostática.

– Fuerzas verticales:

– Presión hidrostática.

– Peso propio de la presa.

– Fuerza de subpresión.

Se ha revisado la estabilidad de la presa contra el volteo y contra el deslizamiento. No seha realizado un estudio frente a los asentamientos diferenciales puesto que se considera queel suelo tiene una capacidad portante de Pt > 1,5 kg/cm2, con lo que no es necesario esteestudio, ya que dicho suelo es adecuado para cimentar la presa. Pero si se deberán incluirbarrenos de anclaje de 1” en la base de la presa para darle estabilidad a la misma.

Bajo este criterio se revisó la estabilidad contra el deslizamiento, producido por las fuerzashorizontales, que tienden a desalojar la presa en dirección horizontal. Esta tendencia es con-trarrestada por la resistencia producida por el peso propio de la presa y por la fricción yresistencia de la cimentación y de la fuerza de subpresión. Por lo tanto para este estudio seconsideraron las siguientes fuerzas:

– Presión hidrostática horizontal.

– Presión hidrostática vertical.

– Subpresión.

– Peso propio de la presa.

La sumatoria de fuerzas verticales actuantes sobre la roca considerando un factor de fricciónde 0,85, se opone la sumatoria de las fuerzas horizontales debidas a la presión hidrostática,obtteniendose la siguiente relación:

∑Fverticales∑

Fhorizontales

= 23092290



Obteniendose un factor de seguridad frente al deslizamiento de 1,008, con lo cual la presa seconsidera estable.

Para el estudio de la estabilidad frente al volteo se tomaron momentos respecto a la base dela presa y se consideraron nuevamente todas las fuerzas actuantes obteniéndose la siguienterelación de Momentos:

∑Mresistente∑

Mvolteo

= 7744, 3225051, 322

Obteniendose un factor de seguridad frente al volteo de 1,533, con lo cual la presa se consideraestable para esta situación.

6.1.1.3. DIMENSIONES PRINCIPALES

– Altura: 0,95m.

– Longitud: 1,9m.

– Resalto hidraúlico: 0,361m.

6.1.2. VERTEDOR DE ENTRADA

El vertedor de entrada es la primera estructura por la que pasa el agua desviada del caucedel río y que facilita su entrada al canal de conducción desde la presa. Su diseño debe estarcalculado para que las pérdidas de carga producidas sean mínimas. El borde inferior se sitúa15 cm por encima del lecho del río, de manera que se comporta como un canal parcialmentesumergido o de descarga libre. Se ha proyectado en un lateral del río, de manera que el ejede derivación continúe en la dirección del canal proyectado, con el objeto de derivar el caudalmáximo de diseño que se produce en la época de lluvias.


– Longitud del bocal de entrada: 2,25m.

– Cota de cresta del vertedor de entrada: 0,15m.

– Altura del bocal: 0,1m.

– Ángulo entre el bocal de entrad y la dirección longitudinal del cauce: 20 º.



6.1.3. REJA DE ADMISIÓN

Se ha dispuesto de una rejilla para basura y peces, tras el vertedor de entrada y antes de lacompuerta de admisión a fin de evitar el ingreso de materiales sólidos al canal de conducción.Las pletinas de la rejilla a instalar serán de 1/2” espaciadas 5 cm cada una, con lo que sedeberán instalar un total de 14 puesto que el ancho del canal donde se instalarán es de 0,7metros. La velocidad máxima en cada rejilla ha sido estimada en 1m/s, y el área de la mismason 0,14m2.

6.1.4. COMPUERTA DE ADMISIÓN O VENTANA REGULADORA

Colocada después de la rejilla, la compuerta de admisión se encarga de dar entrada del agua alcanal de conducción y de retención de la misma en el caso de que sea necesario hacer algunareparación. Será metálica, se accionará manualmente, y dispondrá de dos posiciones interme-dias, para permitir el paso de agua necesaria en función de los 3 caudales de funcionamientopara los que se ha diseñado la instalación, los cuáles como se ha comentado varían en función dela época del año. Durante 5 meses se estará funcionando con el caudal máximo (0,1011m3/s),otros dos meses se funcionará a dos tercios del caudal máximo y durante otros 5 meses, losde la época seca, se funcionará a un tercio del caudal máximo.

En tiempos de máxima crecida el agua llegará a 1 metro sobre la cresta del azud, es decir quetendrá una cota de 1,159 metros, sobre el fondo del río, siendo en este caso el flujo sumergidoy dando lugar a la formación de remanso.


– Espesor: 10 cm.

– Anchura: 0,7m.

– Altura: 0,2m.

– Altura de primera posición intermedia (captación de 0,0674m3/s): 0,14m.

– Altura de segunda posición intermedia (captación de 0,0337m3/s): 0,07 m.



6.1.5. COMPUERTA DE LIMPIEZA

Entre el bocal de entrada, y la ventana reguladora hay un canal muy corto, de 3 metros delongitud que, a su vez, tiene una compuerta metálica hacia el río para vaciar los sedimentosque se encuentren en este tramo.

La compuerta permanecerá cerrada en régimen de funcionamiento normal de la central y seabrirá al mismo tiempo que se cerrará completamente la compuerta de admisión, de maneraque el caudal entre la ventana y la compuerta de admisión funciona como un canal de limpieza.


– Espesor: 10 cm.

– Anchura: 1m.

– Altura: 1m.

6.2. CANAL DE CONDUCCIÓN ENTRE LA VENTANA REGU-LADORA Y EL DESARENADOR

Con el objeto de transportar el agua desde la salida de la ventana reguladora, y de allí hastael desarenador, se ha previsto la construcción de un canal trapezoidal abierto de mamposteríade piedra, en la margen izquierda del río. Se ha elegido mampostería de piedra como materialdebido a la sencillez en la construcción y a que es el modelo más económico de los diferentestipos de canales existentes. Como medida de seguridad se debe dejar una altura libre, medidadesde el nivel del agua, que puede tomarse como el 30 % del tirante normal, pero no menorde 0,15m.

El agua circulará por el canal a una velocidad de 1,25m/ s (la máxima recomendada paracanales de mampostería es 1,5m/s), de manera que se evite la sedimentación hasta que lasaguas lleguen al desarenador.

6.2.1. DIMENSIONES PRINCIPALES

– Ancho de solera: 0,50m.

– Altura del tirante de agua: 0,2287m.



– Pendiente del talud lateral derecho: 0,5:1.

– Pendiente del talud lateral derecho: 1:1.

– Coeficiente de rugosidad de Manning: 0,015, correspondiente a mampostería de piedra.

– Pendiente del canal: 1 %.

– Borde libre: 0,15m.

El canal se ha dimensionado para poder conducir los 0,402m3/ s que circularán por él encondiciones de máxima avenida.

6.3. ALIVIADERO

Toda central corre el riesgo de sufrir desperfectos a causa de demasías o caudales superioresa los de diseño. Por este motivo se ha previsto la construcción de un aliviadero encargado deregular el nivel del agua y de este modo proteger el sistema de los riesgos que puede sufrir.

Se construirá un aliviadero, 10 metros después de la ventana reguladora, que permita evacuarlos 0,4272m3/ s que circularan por el canal de conducción en condiciones de máxima avenida,facilitando la evacuación del agua que no es necesaria captar. El tirante del aliviadero tieneuna altura de 0,15m y una longitud de 1m.

6.4. DESARENADOR

El río lleva consigo ramas, piedras, y otros materiales sólidos, los cuales son retenidos en lasrejas de admisión, pero no las partículas de arena ni los materiales de menor tamaño que laabertura de la rejilla, por ello es necesario la colocación de un desarenador de manera quela velocidad del agua que llega por el canal de conducción sea disminuida para facilitar, quedichos materiales que pueden ocasionar daños en los álabes de la turbina, sean asentadas enel fondo del desarenador donde podrán ser eliminadas oportunamente.

El desarenador se ha dimensionado de acuerdo a los 3 principios básicos que debe cumplir:

1. La longitud y el ancho del desarenador deben ser los adecuados para que los sedimentosse depositen sin ser demasiado voluminosos.

Se elige una longitud de decantación para el desarenador en base a los siguientes parámet-ros:



Velocidad horizontal del agua: Se ha elegido una velocidad horizontal del agua en eldesarenador de 0,2m/s, que es la recomendada en la mayoría de los casos para canalesabiertos.

Velocidad de decantación de las partículas: Para caídas entre 10 y 100 metros seestablece un diámetro medio de partículas de 0,15 metros, para las cuáles se recomiendauna velocidad de sedimentación de 0,02m/s.

Profundidad del desarenador: Se establece por recomendación una profundidad de0,75m, de manera que el desarenador tenga la capacidad suficiente para permitir laacumulación de sedimentos.

2. Ecuación de continuidad.

El caudal que circula por el canal es el mismo que llega al desarenador, por lo tanto si delo que se trata en el desarenador es de disminuir la velocidad del agua en el mismo parapermitir la sedimentación de las partículas que lleva el agua, el área del mismo debe sermayor que la del canal.

3. Evitar el flujo turbulento en la zona de decantación.

Para ello la longitud de entrada y salida al desarenador debe ser menor a un tercio de lalongitud de decantación.


– Longitud de decantación (Ld): 9m.

– Longitudes de transición de entrada (Le) y salida (Ls): 1,5m.

– Ancho (W): 2m.

– Ángulo de las zonas de transición respecto a la dirección longitudinal: 20 º.

– Altura: 0,75m.

6.5. CANAL DE CONDUCCIÓN TRAS EL DESARENADOR

Con el objeto de transportar el agua desde la salida del desarenador hasta la cámara de cargao tanque de presión, se ha previsto la construcción de un canal trapezoidal, regular y abiertode mampostería de piedra, al igual que el primer tramo, ya que se considera la opción másadecuada técnica y económicamente para el tipo de proyecto a realizar, debido a los materialesexistentes en la zona, aprovechables para la construcción del canal.



Para el presente caso, el 30 % del tirante normal es menor de 0,15m, por eso se ha optadopor un borde libre de 0,15m. El agua circulará por el canal a una velocidad de 1,25m/ s, demanera que se evite la sedimentación hasta que las aguas lleguen a la cámara de carga.


– Ancho de solera: 0,25m.

– Altura del tirante de agua: 0,216m.

– Pendiente del talud lateral : 0,58:1 (recomendado para mampostería).

– Coeficiente de rugosidad de Manning: 0,02, correspondiente a mampostería de piedracon cemento.

– Pendiente del canal: 1,21 %.

– Borde libre: 0,15m.

6.6. CÁMARA DE CARGA

La cámara de carga es un tanque con capacidad suficiente para garantizar la parada o partidabrusca de las turbinas. Está conectada al canal por medio de una transición, de la cual elagua pasa a la tubería forzada a través de una rejilla que evita la entrada de elementos sólidosflotantes. Se ha previsto la construcción de una cámara, que realizará las siguientes funciones:

– Servir de conexión entre la conducción a flujo libre (canal de conducción) y la conducciónde flujo a presión (tubería forzada).

– Impedir la entrada de material sólido de arrastre y flotante hacia la tubería forzada,actuando prácticamente como un segundo desarenador, al sedimentar los materiales ensuspensión tales como arenas.

– Desalojar el exceso de agua, mediante un aliviadero ubicado en una de las paredeslaterales de la cámara.

– Mantener una altura de agua suficiente como para evitar la entrada de aire en la tuberíaforzada.

– Disponer de un volumen que le permita amortiguar el golpe de ariete , originado por lasparadas bruscas.



En cuanto a la definición de la geometría del tanque, se ha realizado teniendo en cuentaque debe funcionar hidráulicamente de manera adecuada, tratando de minimizar las pérdidasde carga. Para que las pérdidas de carga sean mínimas hay que modificar gradualmente lasección, lo que da lugar a cámaras largas y consecuentemente caras. Ello ha sido ya objetode investigación, llegando a la conclusión de que las pérdidas de carga producidas no sonsuficientemente importantes como para recomendar un diseño muy optimizado, y teniendo encuenta las características del proyecto San Antonio, es todavía menos recomendable.


– Longitud de decantación (Ld): 9m.

– Longitudes de transición de entrada (Le) y salida (Ls): 1,5m.

– Ancho (W): 2m.

– Ángulo de las zonas de transición respecto a la dirección longitudinal: 20 º .

– Altura: 1,5m.

El aliviadero lateral de la cámara se ha dimensionado para la condición más crítica, que ocurrecuando rebosa todo el caudal captado, es decir 0,1148m3/s. Para ello es necesario que elmismo tenga una altura de 0,15 metros y un ancho de 2 metros.

6.7. TUBERÍA FORZADA

La tubería de presión es una de las partes más caras de la obra civil, por lo que una buenaelección de la tubería de presión, hará que el coste final de la obra varíe considerablemente.Su finalidad principal es la unión o conexión entre la cámara de carga y la turbina ubicada enla sala de máquinas.

El diseño del sistema de la tubería forzada estuvo determinado por diversos factores como:velocidad del agua, caudal de diseño, altura de caída, topografía del terreno, sobrepresiónhidráulica debida al golpe de ariete, material de la tubería forzada y pérdidas hidráulicas.

El aspecto más importante en el dimensionamiento de la tubería forzada, ha sido la determi-nación del diámetro más económico para el caudal de diseño de la microcentral. Escogiendo undiámetro pequeño se reducirá su coste pero las pérdidas de energía serán mayores y viceversa.Para la elección del diámetro mas económico se ha utilizado un criterio simple, que no ha sido



otro que el de limitar las pérdidas de carga entre el 4 % y el 11 % del salto bruto, siguiendolas recomendaciones del fabricante (AMANCO).

Se ha optado por una tubería de plicloruro de vinilo (PVC), puesto que es el material másempleado en las microcentrales, por ser relativamente económica, buenas propiedades mecáni-cas e hidráulicas, y es adecuada para trabajar a presiones elevadas (100-150m). Además esliviana y fácil de transportar e instalar, tiene un factor de pérdidas bajo y es resistente a lacorrosión. No obstante, es relativamente frágil y puede ser dañada por golpes o impactos derocas, especialmente a bajas temperaturas. Su principal desventaja es que el PVC se deterioracuando se expone a la luz ultravioleta, la cual la raja superficialmente afectando seriamente laresistencia de la tubería. Por ello, se protegerá de la luz solar enterrándola y cubriéndola convegetación.

En Centro América el principal fabricante y comercializador de sistemas de tuberías forzadaspara la conducción de fluidos es el Grupo AMANCO. De los dos tipos de tuberías de PVC,que fabrican para sistemas a presión, se ha seleccionado la tubería NOVAFORT, puesto quees el modelo existente para el diámetro económicamente más adecuado para la microcentralSan Antonio (250mm).

NOVAFORT es una tubería flexible de doble pared estructurada, fabricada mediante un procesode extrusión, que permite obtener una pared interna lisa que garantiza un alto rendimientohidráulico, una pared externa corrugada que asegura un alto valor de rigidez y por tanto unóptimo comportamiento estructural, y un sistema de unión por medio de sellos elastoméricosque garantizan su hermeticidad. Se fabrica en longitudes de seis metros y cumple con lasdimensiones establecidas en la norma ASTM F 949 cumpliendo así los requerimientos dedimensiones, rigidez y resistencia a impacto correspondientes.

Para el cálculo del diámetro más económico se partieron de los datos de caudal, altura bruta,longitud necesaria de la tubería, sobrepresión debida al golpe de ariete y rugosidad de la tubería.Se estimó un diámetro inicial de 254mm en base a la formula de Bondschú y se calcularonlas pérdidas de carga totales en la tubería. Se comprobaron que estaban dentro del rangode pérdidas establecidas por el Grupo AMANCO, y se seleccionó la tubería de diámetro máspróximo a 254mm. En el cálculo del espesor se tuvieron en cuenta las presiones más altas quese espera resistirá la tubería y los efectos corrosivos que tienden a adelgazar sus paredes conel transcurso del tiempo y su rigidez para darle resistencia, determinándose un espesor mínimode 13mm.




– Diámetro nominal: 250mm.

– Diámetro interior mínimo: 250,75mm.

– Diámetro exterior: 263,75mm.

– Espesor: 13mm.

– Longitud: 200m.

6.8. SALA DE MÁQUINAS

La sala de máquinas es una pequeña construcción de hormigón armado que alberga y protege elequipamiento electromecánico de la microcentral hidráulica. Por tratarse de una microcentral,la sala de máquinas no va a ser muy grande, lo justo para la cabida de la turbina, el generador,los equipos de medida, dispositivos de protección, las baterías para la regulación, dos personasdedicadas al mantenimiento y algo de ventilación.

Respecto del lugar elegido para la construcción de la sala de máquinas, se deberá confirmarsu adecuación en base a las alturas a que puede llegar el nivel del agua durante las crecidas enlos períodos de grandes lluvias y a la posibilidad de que se produzcan avalanchas que arrastrenpiedras, palos, etc.

Al tratarse de una región tropical con altas temperaturas durante el día, es conveniente man-tener la vegetación o plantar árboles para proporcionar sombra al techo de la sala de máquinaso en su defecto aislar debidamente el techo. Otro detalle que no se debe descuidar es el cierrecon tejidos de todas las aberturas por donde puedan penetrar insectos, ratas, ranas u otros an-imales e introducirse en los equipos. Por eso, las rejillas de ventilación de la casa de máquinasdeberán ser revisada periódicamente por el personal encargado.

Hay que tener en cuenta que la pared de donde procede la tubería de presión tendrá que permitirel acceso del inyector. Por eso, la construcción debe realizarse a la par que la instalación de laturbina, válvulas, inyector y resto de componentes. A su vez, se debe permitir el encauzamientodel agua hacia el arroyo original por medio del canal de descarga, por lo tanto habrá que teneren cuenta la salida de agua en la sala.




Las dimensiones obtenidas son las mínimas recomendables para atender los requisitos de ilu-minación, ventilación, circulación y movimiento de los equipos en el interior de la sala, conel propósito de facilitar la remoción de equipos en caso de mantenimiento y reparación. Lasala se dividirá en dos habitaciones separadas por un tabique interior y comunicadas por unapuerta. Cada habitación tiene las siguientes dimensiones:

– Cubículo 1:

– Altura: 2m.

– Planta: 3m x 3m.

– Cubículo 2:

– Altura: 2m.

– Planta: 3m x 1,5m.

En el cubículo 1 se albergará la salida de la tubería forzada, la turbina, el generador y un cuartode baño para los operarios, mientras que en la otra se albergarán tres celdas para el equipo demedida de la generación, las protecciones y las resistencias calefactoras para la disipación deenergía.

Se establecerán 3 ventanas de 0,4m x 0,2m en las fachadas exteriores del cubículo 2 y unaventana de las mismas dimensiones en el cuarto de baño del cubículo 1.

6.9. CANAL DE DESCARGA

Es una estructura hidráulica que permite restituir los caudales turbinados al curso natural delrío. El canal ha sido considerado de concreto reforzado y su desarrollo, tanto en planta comoen elevación, debe garantizar la operación de la turbina sin influencia de los niveles máximosque se presenten en el curso natural, aguas abajo de la central con ángulos adecuados, deacuerdo a la topografía y geología del sitio de descarga.



7. EQUIPAMIENTO MECÁNICO DE GENERACIÓN

7.1. TURBINA

7.1.1. DATOS DE DISEÑO

7.1.1.1. CAUDAL DE EQUIPAMIENTO

De acuerdo con el análisis de la curva de duración de caudales y el análisis de caudales mínimosde la cuenca de El Salto, se ha adoptado para el equipamiento de la microcentral tres caudalesdistintos, que varían en función de la cantidad de agua que circula por el río a lo largo del año,para obtener el máximo rendimiento energético de la microcentral a partir de las característicasdel aprovechamiento del proyecto. El caudal nominal en base al cuál se han diseñado todoslos elementos de la instalación, y por lo tanto la turbina, es el máximo de estos tres y alcanzaun valor de 0,1011m3/s.

Los caudales y meses del año en que se trabajará con cada uno de ellos se muestran en lasiguiente tabla:

Caudal (m3/s) Periodo defuncionamiento Total meses

0,1011 Desde junio a octubre 50,0674 Febrero y Noviembre 2

0,0337 Enero y diciembreDesde marzo a mayo 5

Tabla 7.1: Caudales de funcionamiento.Fuente: Elaboración propia.

7.1.1.2. SALTO NETO

El salto bruto máximo es de 80 metros. Teniendo en cuenta las pérdidas de carga, quedadefinido y justificado el salto neto de la misma. Dicho salto mide 66,265 metros de altura.



7.1.2. CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES

Se trata de una turbina de flujo cruzado, conocida también con los nombres de Mitchell-Banki,en recuerdo de sus inventores, y de Ossberger, en recuerdo a la empresa que la fabrica desdehace más de 50 años. Es una máquina utilizada principalmente para pequeños aprovechamien-tos hidroeléctricos que pueden contar con caudales que varían entre los 0,02m3/s y los 10m3/s,y con una horquilla de saltos entre 1m y 200m.

Basa sus ventajas fundamentalmente en un sencillo diseño, fácil construcción y un buenrendimiento, para un rango muy amplio de caudales, es decir, que su rendimiento máximoes inferior al 87 %, pero se mantiene prácticamente constante (entre el 75 % y el 80 %) paracaudales que van desde el nominal hasta el 25 % del mismo. Es cuando el caudal desciendehasta el 16 % del nominal, cuando existe un mínimo técnico de funcionamiento que conllevaal paro de la máquina.

En base a los criterios para la seleccionar la turbina más adecuada, si analizamos la turbinaMitchell- Banki, resulta muy obvia su elección:

– Facilidad constructiva:

Muchas de las máquinas hidráulicas utilizadas para pequeños aprovechamientos hidráuli-cos son modelos estandarizados derivados de las tradicionales turbinas Pelton, Francis yKaplan.

Desde el punto de vista de requerimiento tecnológico para la fabricación en medioslocales, las turbinas mencionadas tienen la desventaja de los álabes de doble curvaturamuy costosos y difíciles de fabricar. En cambio la turbina de flujo cruzado debido a subajo costo y fácil construcción local es una alternativa interesante y la más utilizada enpequeños aprovechamientos que generan electricidad para comunidades rurales aisladas.

– Rendimiento estable:

Se ha mencionado la estabilidad de rendimiento para escalonar el flujo entrante. Estacaracterística es muy importante para este proyecto, puesto que en la época de lluviasel caudal de equipamiento es de 101,1 litros por segundo, y en la época seca se reducehasta los 33,7 litros por segundo, por lo tanto se puede aprovechar este tipo de turbinapara regular la entrada de agua al rodete dependiendo de la estación.

– Rango de operación:

El rango de caudales y alturas es amplio, y permite llegar hasta los 500 kW., aunque enel proyecto nunca se superen los 50 kW. Por esta razón el valor de la velocidad específica



para el salto neto del proyecto y el caudal nominal de funcionamiento, se encuentradentro de los límites recomendables para la instalación de este tipo de turbinas en lasmicrocentrales (30 - 180), alcanzando un valor de Ns=172,193.

– Robustez

El agua entra en la turbina a través de un distribuidor, y pasa a través de la primeraetapa de álabes del rodete, que funciona casi completamente sumergido (incluso con uncierto grado de reacción). Después de pasar por esta primera etapa, el flujo cambia desentido en el centro del rodete y vuelve a cruzarlo en una segunda etapa totalmente deacción.

En la práctica, este sentido de circulación ofrece la ventaja de que el follaje, hierba y lodosque durante la entrada del agua se prensan entre los álabes, vuelven a ser expulsados conel agua de salida – ayudados por la fuerza centrífuga – después de medio giro del rodete.De manera, que el rodete se limpia automáticamente y no puede atascarse prácticamentenunca.

Esto evitará la instalación de sistemas automáticos de limpieza de rejillas, abaratandonotablemente el coste de la instalación.

– Velocidad de embalamiento:

Su velocidad de embalamiento es 1,8 veces la velocidad nominal, lo que resulta intere-sante puesto que es una velocidad relativamente baja con lo que las posibilidades dedañar el equipo eléctrico descienden considerablemente.

7.1.3. ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS

7.1.3.1. VÁLVULA DE PROTECCIÓN DE LA TURBINA

El agua entra en la turbina pasando previamente por una válvula de protección de tipo mari-posa. Esta válvula tiene como misión aislar la turbina de la conducción forzada y, cortar laadmisión de agua, evitando así que la turbina quedara girando sin control y en embalamiento.Por este motivo la válvula tiene que cortar el caudal pleno y su cierre está asegurado porgravedad, con un contrapeso.

El diámetro de la mismas se elige, dentro de los valores normalizados, próximo y superioral diámetro de entrada en la cámara espiral de la turbina. En dicho caso se seleccionaráuna válvula de 12” mm con una presión nominal de 10 bar para la turbina de 50 kW, quepermanecerá unida al distribuidor mediante bridas de conexión.



7.1.3.2. DISTRIBUIDOR

El distribuidor fabricado en acero estructural se encuentra dividido en dos partes. Con elpequeño se puede alimentar el primer cuerpo del rodete, produciendo 1/3 de la potencianominal. Con el mayor se pueden alimentar los dos últimos cuerpos, llegando a generar 2/3de la potencia. Si ambos distribuidores se encuentran abiertos la producción de potencia es latotal.

En el interior del distribuidor se sitúa un álabe directriz de configuración aerodinámica quegobierna la entrada de agua al rodete, para las tres potencias de funcionamiento de la micro-central, el cual también estará fabricado en acero estructural. Los sellos del álabe serán de jebemoldeado, de sección rectangular para del eje del alabe directriz en el inyector. Los apoyos deleje del alabe directriz disponen de graseras para mantenerlas lubricadas.

7.1.3.3. RODETE

La fabricación e instalación del rodete consiste en el montaje de tres cuerpos o discos deentrada de agua de manera que se permita la alimentación a, por ejemplo, un tercio, dostercios o tres tercios del mismo. Entre los discos se montan, cerca del borde, 22 láminascurvadas que hacen el papel de álabes, fabricados en acero estructural. Debido a la forma quetienen los álabes en el rodete no se van a producir esfuerzos axiales fuertes en el eje del mismo,a pesar de estar trabajando de una forma descompensada.

Como se ha mencionado el rodete está dividido en tres partes para regular la entrada de aguaal rodete dependiendo de la estación.

El eje del rodete está soportado sobre dos rodamientos exteriores de alta capacidad de carga.El rodamiento será lubricado con grasa. Los sellos para el eje serán de jebe moldeado, del tipolaberinto.

7.1.3.4. CARCASA

La carcasa es una estructura que soporta todo los componentes, solidaria a ella esta la entradaque permitirá acoplar a la tubería de presión, fabricado en acero estructural A36, de 3/16” deespesor.



7.1.3.5. TUBO DE ASPIRACIÓN

Instalado a continuación del rodete, de forma cilíndrica y acero estructural, recupera la alturaentre la salida del rodete y el canal de descarga.

7.1.3.6. SISTEMA DE REGULACIÓN

Se demuestra en el apartado 2.3 del Anexo I que existen enormes diferencias de caudal entrela época de lluvias y la estación seca, lo que obliga a regular el caudal si queremos aprovecharal máximo la potencia disponible. En este estudio se va considera que para niveles tan bajosde potencia es determinante aprovechar al máximo la potencia generable. Por eso, el sistemadiseñado será de regulación de caudal manual, que es un sistema nada costoso, que sólorequiere del personal adecuado (mano de obra no calificada de la propia Comunidad , bajoprevia capacitación) para operar la compuerta de paso de agua de la cámara de carga haciala tubería forzada y para medir el caudal y ajustar el modo de funcionamiento de la turbina.


– Diámetro externo del rodete: 200mm.

– Diámetro interno del rodete: 132mm.

– Ancho del rodete: 78mm.

– Número de álabes: 22.

– Espesor de los álabes: 5,16mm.

– Ancho del distribuidor: 60mm.

– Ángulo del distribuidor: 16 º.

– Diámetro del eje motriz: 40mm.

– Distancia entre los discos exteriores del rotor a la chumacera: 35mm.

– Ángulos de admisión: 60 º, 90 º, 120 º.

– Diámetro de salida del tubo aspiración: 150mm.

– Desnivel entre el eje de la turbina y la salida del tubo de aspiración: 1000mm.



7.1.5. CAUDALES

– Caudal nominal: 0,1011m3/s.

– Caudal alimentando a 2/3 del rodete: 0,0674m3/s.

– Caudal alimentando a 1/3 del rodete: 0,0337m3/s.

– Caudal mínimo de funcionamiento: 0,0162m3/s.

7.1.6. POTENCIAS

– Potencia nominal: 49,858 kW.

– Potencia alimentando a 2/3 del rodete: 33,659 kW.

– Potencia alimentando a 1/3 del rodete: 16,199 kW.

– Potencia mínima de funcionamiento: 7,073 kW.

7.1.7. VELOCIDADES

– Velocidad nominal: 1800 r.p.m.

– Velocidad de embalamiento: 3240 r.p.m.

7.2. SISTEMA DE TRANSMISIÓN DE POTENCIA MECÁNICA

7.2.1. FAJAS EN V

Se opta por un sistema de transmisión por fajas trapezoidales fabricadas en fibra sintética,por su sencillez de montaje y porque su costo inicial es relativamente bajo. Debido a que latransmisión se realiza por fricción, en caso de sobrecarga se produce resbalamiento entre fajasy poleas, protegiendo a los elementos de la transmisión y a los quipos involucrados. Ademásel funcionamiento es suave y sin golpeteo.

La elección de las fajas en V permite una elevada tracción por el alto coeficiente de fricciónexistente entre las fajas y poleas debido al efecto cuña que se produce en su contacto, y porconsiguiente, que se permitan menores ángulos de contacto y distancias más cortas entre losejes de las poleas.



7.2.2. EJES

Se utilizarán dos ejes de acero al carbono macizos con un diámetro de 40mm.

7.2.3. ACOPLAMIENTOS

Se emplearán acoplamientos flexibles para la unión de ambos ejes para compensar el centradoinexacto e inconstante, que se puede provocar por posibles defectos de fabricación, deforma-ciones por cargas de servicio y posibles defectos en cimientos o montaje.



8. EQUIPAMIENTO ELÉCTRICO DE GENERACIÓN

8.1. GENERADOR

8.1.1. CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES

Las características de diseño y de funcionamiento de los generadores responden a las exigenciasimpuestas por los recursos disponibles, el tipo de demanda a abastecer y la turbina elegidapara el proyecto.

Los criterios que se han seguido para la selección del generador, se exponen a continuación:

– Tipo de generador

El generador más adecuado y el de uso habitual en las centrales de micro hidrogeneraciónen El Salvador, es el síncrono trifásico, por ser el método más simple y económico deproducir energía eléctrica, además de que su transporte es más liviano. También, sepuede conseguir una producción de potencia reactiva de forma continua, favoreciendo laestabilidad en la tensión y el acoplamiento se puede realizar de forma óptima, sin golpesde corriente que puedan afectar a los consumidores.

– Potencia

Para su determinación se ha seguido el criterio de evitar la sobrecarga que pudieraalcanzarse cuando las turbinas proporcionen una potencia máxima para el nivel máximode caudal de equipamiento. De esta forma se parte de la potencia proporcionada porla turbina en el eje con el caudal máximo y salto máximo, circunstancia que puedeproducirse durante un tiempo suficiente como para considerarlo como servicio continuo.

– Frecuencia

La frecuencia nominal del generador será de 60Hz, que es la obligatoria en la red eléctricanacional.

– Tensión de generación

Se adopta una tensión de generación nominal de 480V, siguiendo las indicaciones deMARATHON ELECTRIC, fabricante usual de generadores para estos proyectos. De estaforma se evitan transformaciones singulares y se puede normalizar y hacer intercambiableel aparellaje eléctrico, lo que resulta una gran ventaja para la explotación.



– Clase de aislamiento y calentamiento

El aislamiento elegido para los devanados, tanto del estator como del rotor es de la claseF, que permite una evolución de temperatura hasta 125 ºC.

Se ha previsto por lo tanto colocar de un alternador síncrono trifásico de las siguientes carac-terísticas técnicas:

– Tipo: “Brushless”.

– Potencia en bornas: 75 kVA .

– Potencia activa: 60 kW.

– Tensión: 480V.

– Frecuencia: 60Hz.

– Velocidad: 1800 r.p.m.

– Intensidad nominal = 78,484A.

– Embalamiento: 2250 r.p.m.

– Duración del embalamiento: 10minutos.

– Pares de polos: 4.

– Conexión: Estrella.

– Tipo de rotor: Polos salientes.

– Rendimientos: Se presenta a continuación la curva y la tabla de rendimientos propor-cionadas por el fabricante .



Gráfico 8.1: Eficiencia del generador.en función de la carga para un cosf= 0,8.

Fuente: Marathon Electric.

Carga (kW) Eficiencia (%)16 8733 9150 9060 87

Tabla 8.1: Eficiencia del generador para las potencias.de funcionamiento de la microcentral para un cosf= 0,8.

Fuente: Elaboración propia.

– Factor de potencia: 0,8.

– Indice de protección: IP 23.

– Factor de servicio: S -1.Continuo.

– Temperatura ambiente máxima: 40 ºC

– Sobreelevación de temperatura admisible: 125 ºC.

– Aislamiento: Clase H.

– Refrigeración: 01 IC.



8.1.2. ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS

8.1.2.1. CARCASA

La carcasa soporta los elementos principales: estator, rotor, excitatriz, soportes de cierre, ro-damientos y caja de bornas. La estructura de la carcasa la constituyen dos bridas exterioresunidas mediante nervios, que a su vez soportan el paquete de chapas del estator. Dispone deentradas para la conexión del cableado exterior al generador, para los indicadores de temper-atura del bobinado y de los rodamientos y para las resistencias de calefacción. Las resistenciasanticondensación están instaladas en la parte inferior de la carcasa.

8.1.2.2. SISTEMA DE EXCITACIÓN

La excitación del generador se realiza con independencia de la red, a través de la tercera fasedel circuito del rotor, mediante un pequeño generador de corriente alterna cuyo inducido vamontado en el rotor del generador principal.

La corriente se transforma mediante un rectificador de doble onda con diodos de silicio her-méticamente sellados. Los diodos deberán ser diseñados para un factor de seguridad de cincoveces la tensión nominal y tres la corriente nominal.

8.1.2.3. SISTEMA DE AISLAMIENTO

El sistema de aislamiento tanto del rotor como del estator será NEMA H sintéticos. El devanadodel estator se dará inmersiones múltiples y será horneado con una capa de barniz, además deuna capa final de epoxi que permitirá una mayor resistencia a la humedad y la abrasión.

8.1.2.4. ESTATOR

El devanado del estator deberá ser 2/3 del paso de diseño para eliminar el tercer armónicoy deberá incorporar una ranura para minimizar los armónicos. Los devanados deberán estarenrollados alternadamente y trincados al final del mismo para proporcionar una resistenciamecánica superior.



8.1.2.5. ROTOR

La construcción del campo principal de rotación consistirá en una pieza de cuatro polos. Todaslas unidades incorporan devanados “amortisseur” para facilitar el funcionamiento en paraleloy la aplicación a la tensión de las cargas distorsionadas. Además, el devanado “amortisseur” yla bobina de campo pueden ser moldeados para formar un núcleo de rotor unificado.

El núcleo del rotor deberá ser ajustado y enchavetado al eje. El montaje de rotación deberáser equilibrado dinámicamente a menos de 2 milésimas de pulgada – de pico a pico – dedesplazamiento y está ser diseñada para resistir una velocidad del 125% de la velocidadnominal durante 15 minutos al funcionar a una temperatura estable en su funcionamientonominal.

El eje se apoya en la carcasa del estator mediante dos cojinetes de rodamientos de 100.000horas de vida.

8.1.2.6. VENTILACIÓN

La ventilación del generador consiste en un ventilador unidireccional con bajo nivel de ruido,de una sola pieza y de aleación de aluminio fundido.

El flujo de aire deberá circular de extremo a extremo del generador y el excitador se sitúa enel flujo del aire.


– Longitud: 634mm.

– Anchura: 462mm.

– Altura: 707mm.

– Distancia entre apoyos: 356mm.

– Anchura de los apoyos: 178mm.

– Altura desde los apoyos al eje: 229mm.

El resto de dimensiones se pueden observar en el Plano Nº 4 del documento II de este proyecto.



8.2. REGULACIÓN DE LA CARGA

Para mantener las variaciones de la carga o demanda de potencia del sistema dentro de límitesaceptables, es necesario incorporar un controlador de la turbina, el regulador, que adecuéa la turbina a las circunstancias existentes en cada momento (caudal turbinable, demandaeléctrica...) para que pueda trabajar con el mejor rendimiento energético posible en cadacircunstancia.

Para el proyecto de este estudio caso se ha optado por una de las opciones más sencillas y nodemasiado caras, que, igualmente conllevarán un control más rudimentario de la onda eléctricaproducida en el generador, ya que un equipo de regulación completo para una microcentralpodría rondar un precio de 3000 euros, lo cual, respecto al resto de los elementos de lainstalación es un gasto inadmisible.

Una consideración necesaria cuando se adquieren generadores sincrónicos con regulación elec-trónica para ser utilizados en microturbinas es la necesidad de realizar dos importantes modi-ficaciones:

– Sobredimensionar los rodamientos del generador para poder utilizar un acople a la turbinapor medio de poleas y correas.

– Modificar al regulador electrónico de tensión de tal manera, que debajo de los 60 ciclosla tensión baje proporcionalmente a la frecuencia, mientras que sobre los 60Hz man-tenga estable la tensión. La necesidad de esta modificación se debe a que cuando no seespecifica la calidad de los núcleos de hierro de los equipos, y se adquieren equipos demala calidad como transformadores de tensión y generadores, las pérdidas en el hierroson muy elevadas cuando la frecuencia del generador baja de los 60Hz. Esto lleva a queel generador debe sobreexcitarse excesivamente si pretende mantener la tensión estableen 480V en frecuencias inferiores a los 60Hz.

Para mayor confiabilidad, y debido a las modificaciones que de cualquier modo hay que realizaren los generadores del tipo brush-less, se debe solicitar a la empresa constructora del gener-ador que coloque los rodamientos adecuados y que se entregue el generador sin el reguladorelectrónico de tensión.

Se opta por un sistema de regulación manual, de turbina Mitchell-Banki, ajustándose la po-tencia generada superior, al consumo máximo. La regulación de frecuencia en este sistemade isla (sin conexión a la red salvadoreña) se efectúa por medio de tiristores y resistencias decarga.



En otras palabras, se ajusta manualmente la máquina a 45 kW, cantidad superior a la que sepretende consumir. Si el consumo del beneficio es de 40 kW, los tiristores desvían automáti-camente los 5 kW sobrantes a las resistencias de carga para mantener constante la frecuenciaen 60 ciclos. En la época seca, cuando sólo se utilice una tercera parte del rodete debidoa la escasez de agua, puede que en algún momento la potencia demandada sea mayor a lagenerada. Si por ejemplo, se ajusta la potencia a 15 kW (un tercio de los 45 kW instalados), yel consumo es mayor, las protecciones entran y desconectan al usuario en cierto rango.

8.3. INTERCONEXIÓN EN BAJA TENSIÓN

La interconexión entre el alternador y armario de potencia en Baja Tensión, y entre el armariode potencia en Baja Tensión y el transformador de potencia se realizará mediante una ternade cables unipolares de las siguientes características:

– Conductor de cobre electrolítico de calibre 1/0AWG de 53,5mm2 de sección.

– Aislamiento plástico en XLPE tipo XHHW (Tª max: 90 ºC).

– Longitud: 20m.

El tendido de los cables se realizará por una conducción al aire a nivel del suelo, de sección150mm de ancho por 150mm de profundidad. La conducción estará protegida por chapa deacero antideslizante de 4mm de espesor.

8.4. INTERRUPTOR AUTOMÁTICO DEL GENERADOR

8.4.1. AJUSTES

Las limitaciones que indican el ajuste a realizar aparecen en el apartado 12.3 del ANEXO I yson las siguientes:

– Imincc = 670,629A.

– IMAXcc = 689,676A.

– IN= 78,484A.



Se ha optado por un interruptor de carril DIN de Schneider Electric NG125N, a partir de latabla de elección del Catálogo ’08: Aparamenta carril DIN, teniendo en cuenta los siguientesvalores que nos permitan realizar el ajuste:

– IN: 80 A.

– Curva de disparo: B.

– Disparo magnético: Entre (3-5) IN(Actuación a 4 IN).

De esta manera los límites de la curva magnética se encuentran entre los siguientes valores:

– Iminm = 240A.

– IMAXm = 400A.

Por lo tanto el interruptor es capaz de cortar las corrientes de cortocircuito que se han indicadoanteriormente, y también actuará correctamente ante sobrecargas.

8.4.2. CARACTERÍSTICAS

– Calibre IN: 10 a 125A.

– Temperatura de referencia: 40 ºC.

– Tensión asignada impulsional Uimp: 8 kV.

– Tensión asignada de aislamiento Ui: 690V.

– Tensión de empleo máx.: 500V CA (+5%).

– Número de polos: 4.

– Poder de corte: 25 kA.

– Seccionamiento con corte plenamente aparente.

– Endurancia eléctrica (kCiclos cierre-apertura): 10 a 5.

– Maneta de mando con 3 posiciones: abierto - disparado - cerrado.



– Visualización de defecto en la cara delantera:

– Indicador mecánico rojo de defecto.

– Maneta en posición central (disparado).

– Botón de test para comprobar el correcto funcionamiento del mecanismo de disparo.

– Cierre brusco: la velocidad de cierre de los contactos es independiente de la velocidadcon que cierre la maneta el operario.

– Curvas de disparo B: los relés magnéticos actúan a 4 IN ± 20%.

– Peso: 0,95 kg.

8.4.3. INSTALACIÓN

– Sobre carril DIN de 35mm mediante clip de altas prestaciones.

– Dimensiones conforme al estándar modular, compatible con los cofrets Pragma, PrismaG y armarios Prisma P.

– Grado de protección: IP20B a nivel de bornes (IP40D para el frontal situado fuera delcofret).

8.5. PROTECCIÓN DIFERENCIAL

Se utiliza para proteger al generador de derivaciones a tierra (faltas entre fases de los devanadosdel estator). Como consecuencia de su principio de funcionamiento, la protección diferencial esinherentemente selectiva, por lo cual sólo detectará faltas dentro de su ámbito de aplicación (eneste caso toda derivación a tierra que se produzca entre los dos transformadores de potencia).

Se selecciona un bloque diferencial VIGI COMPACT adecuado para el interruptor NG125N.

8.5.1. CARACTERÍSTICAS

– El bloque diferencial VIGI NG125 integra en un sólo elemento el relé diferencial y eltransformador toroidal.

– Clase: A.

– Sensibilidad: 300mA instantáneos.



– Intensidad nominal: 125A.

– Tensiones de empleo Ue: 230 a 500V CA.

– Tensión asignada de aislamiento Ui: 690V CA.


– Frecuencia de empleo: 60Hz.

– Protección contra disparos intempestivos causados por sobretensiones transitorias (descar-ga de rayos, perturbaciones debidas a maniobras en la red, etc.): Hasta 3 kA cresta segúnonda tipo 8/20 ms.

8.6. PROTECCIONES DE LA GENERACIÓN

Se incluyen aquí las protecciones propias del generador, así como las protecciones situadas enla parte de BT (zona de influencia del generador). Se seleccionará para la regulación de lasmismas un relé SEPAM serie 40 de Schneider Electric.

8.6.1. PROTECCIÓN DE MÁXIMA TENSIÓN PARA EL GENERADOR (59G)

Se utiliza para proteger al generador de elevaciones de tensión. Se detecta una tensión de redexcesivamente elevada o comprobación de una tensión suficiente para permitir la transferenciade fuentes. Funciona con tensión de fase a fase o de fase a neutro y cada tensión se supervisapor separado.

8.6.1.1. AJUSTES

– Tensión nominal del relé de máxima tensión: Un = 110V.

– Rango de arranque: (0,5 –1,5) Un.

– Rango de temporización: (0,05 – 300) s.

– Arranque de la unidad (instantánea) : 1,4 Un= 154V.

– Arranque de la unidad (0,5 s) : 1,3 Un= 143V.

– Temporización tiempo fijo: 5 s.

– Arranque de la unidad (5 s) : 1,2 Un= 132V.



8.6.2. PROTECCIÓN DE MÍNIMA TENSIÓN PARA EL GENERADOR (27G)

Se utiliza para proteger al generador de descensos de tensión. Protección del generador frentea curvas de tensión o detección de una tensión de red excesivamente baja para disparar latransferencia de fuentes o el deslastrado automático. Funciona con tensión de fase a fase, otensión de fase a neutro y cada tensión se supervisa por separado.

8.6.2.1. AJUSTES

– Tensión nominal del relé de máxima tensión: Un = 110V.

– Rango de arranque: (0,05 –1) Un.

– Rango de temporización: (0,05 – 300) s.

– Arranque de la unidad (instantánea) : 0,6 Un= 66V.

– Arranque de la unidad (0,5 s) : 0,7 Un= 77V.

– Temporización tiempo fijo: 3 s.

– Arranque de la unidad (3 s) : 0,8 Un= 88V.

8.6.3. PROTECCIÓN DE MÁXIMA (81 M) Y MÍNIMA FRECUENCIA (81 m)

Tiene como finalidad desconectar el generador cuando la frecuencia de este, está fuera delos valores de consigna. La protección de mínima frecuencia está especialmente indicada paraproteger a la turbina de resonancia en sus álabes, dado que la frecuencia de resonancia dedichos álabes está muy cercana a la frecuencia de 60 Hz, y debe prevenirse su destrucción.

8.6.3.1. AJUSTES

Mínima frecuencia (81 m):

– Tensión nominal del relé de mínima frecuencia, Un : 110V.

– Rango de ajuste de la frecuencia: (55 - 60)Hz.

– Ajuste de la frecuencia: 58,5Hz.

– Rango de temporización: (0 – 300) s.

– Temporización: 30 s.



Máxima frecuencia (81 M):

– Tensión nominal del relé de mínima frecuencia, Un : 110V.

– Rango de ajuste de la frecuencia: (60 - 63)Hz.

– Ajuste de la frecuencia: 61,5Hz.

– Rango de temporización: (0 – 300) s.

– Temporización: 30 s.

8.6.4. PROTECCIÓN DE MÁXIMA TENSIÓN HOMOPOLAR (59N)

Se utiliza para asegurar que los equipos trabajan a las tensiones asignadas, para evitar eldeterioro de los aislamientos o el fallo de los equipos debido a tensiones inadecuadas, evitandolos desequilibrios de las mismas.

El ajuste de la misma se realizará en función de las cargas monofásicas a alimentar del beneficiode café.

8.7. ARMARIO DE CONTROL, PROTECCIONES Y MEDIDA DEBAJA TENSIÓN

8.7.1. GENERALIDADES

Se sitúan dos módulos en el armario en la zona de baja tensión del circuito de potencia dela central. Uno de ellos alberga en su interior los equipos de medida de baja tensión mientrasque en el otro se albergan los elementos de protección de la generación.

8.7.2. CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS

Las características del armario son las siguientes:

– Material: Chapa de acero de 1,25mm.

– Estructura: Soldado eléctricamente.

– Puede ser montado al EBR.



– Las aperturas estándar están situadas en la parte superior e inferior.

– Puerta: Puerta transparente incluida como estándar. Puerta plena de acero disponiblecomo accesorio.

– Entrega estándar con cierre de cilindro (llave no. 333).

– Otras posibles opciones de cierre (ASSA).

– Paneles laterales: Fijado y equipado con dos filas de aperturas rectangulares para unaventilación máxima.

– Apertura para cables: Aperturas inferiores y superiores para el acceso de cables (400 x96 mm).

– Acabado: Pintado en polvo texturado en color gris claro RAL 7035. Perfiles de 19"ajustables: Chapa de zinc.

– Protección: Se corresponde con IP10 y NEMA 1.

– Suministro: Completamente montado con puerta transparente y perfiles de 19".

Las dimensiones principales de cada armario son:

– Anchura total: 600mm.

– Fondo: 260mm.

– Altura: 1000mm.

8.7.3. TOMAS DE TIERRA DEL ARMARIO

Todas las partes metálicas de los módulos estarán puestas a tierra, conectadas a la red detierras del edificio mediante un cable de cobre recocido con aislamiento en XLPE barra generalde tierra mediante la citada pletina de cobre.

Las puertas y las partes móviles llevarán conexión a tierra mediante conductor de cobre reco-cido.



8.7.4. MONTAJE DE LOS EQUIPOS EN EL ARMARIO

Cada instrumento será montado y conectado teniendo en cuenta que esa instalación o reem-plazo pueda ser realizado sin dificultar el montaje, mantenimiento y reemplazo de los instru-mentos contiguos, y sin el uso de herramientas especiales, en caso contrario, el suministradorproporcionará las herramientas especiales sin cargo adicional.

En el interior de los cuadros de fuerza se marcará de forma visible e indeleble el código deidentificación de cada aparato.

8.7.5. EQUIPOS DEL ARMARIO DE BAJA TENSIÓN

8.7.5.1. MÓDULO 1

– Bornas de entrada provenientes del generador.

– Interruptor automático y bloque diferencial VIGI COMPACT.

– Un relé de máxima y mínima tensión (59G/27G).

– Un relé de máxima tensión homopolar (59N).

– Un relé de máxima y mínima frecuencia (81M/81m).

– 3 transformadores de tensión , 480/110/110 V de 10VA clase 3 para medida y 6P paraprotección.

– 3 transformadores de intensidad de 100/5 A de 2,5 VA, clase 1.

8.7.5.2. MÓDULO 2

– Equipo de medida de la generación que contará con:

– Contador de energía activa producida (kWh).

– Contador de energía reactiva producida (kVAr).

– Contador de energía activa consumida (kWh).

– Contador de energía reactiva consumida (kVAr).

– Amperímetro (A).

– Voltímetro (V).



9. TRANSFORMACIÓN Y RED

9.1. TRANSFORMADORES

Se dispondrá de un transformador elevador 480/13200 y de un transformador reductor 13200/110,cuyas especificaciones se exponen a continuación.

9.1.1. GENERALIDADES

Se trata de un transformador trifásico elevador, en baño de aceite, tipo seco de poliuretano.

9.1.1.1. CONDICIONES AMBIENTALES DE DISEÑO

– Altura Máxima Sobre el Nivel del Mar.

Los transformadores de distribución cubiertos bajo estas normas deberán ser diseñadospara operar a alturas máximas sobre el nivel del mar de 1200m.

– Temperaturas Ambientales.

Cuando sean enfriados por aire, la temperatura del aire ambiente enfriante (temperaturaambiente), así como la promedio para cualquier período de 24 horas no deberá excederlos 40ºC, y los 30 ºC, respectivamente. La temperatura mínima del líquido en el nivelsuperior del transformador (en operación) será de -20 ºC.

– Condiciones Diversas.

Estarán diseñados para operar en regiones con un nivel isoceráunico de 125 días al año,velocidades de viento máximas de 100Km/h, ambientes de clima tropical con valorespromedio de humedad relativa del 80 %, precipitaciones de 2000mm/año y radiaciónsolar de 654W/m2 , además estarán diseñados para operar bajo condiciones sísmicasequivalentes a 0,5 g (5000mm/s2) de aceleración horizontal y 0,4 g (4000mm/s2) deaceleración vertical.

9.1.1.2. CARACTERÍSTICAS DE DISEÑO

– Los terminales de los devanados de alta y baja tensión del transformador que salgandel tanque estarán completamente aislados y equipados con medios de desconexión deltipo sin soldadura (mecánicos), los cuales deberán estar estañados. Los del lado de



alta tensión serán apropiados para acomodar conductor cobre o aluminio como mínimo6AWG hasta 750MCM, y los secundarios acomodarán como mínimo el calibre AWG 1/0y hasta 250MCM. Los últimos, estarán provistos de medios para mantener una presiónde contacto adecuada sobre el conductor para compensar los efectos de contracción ydilatación producidos por cambios de temperatura.

– Los extremos del devanado primario deberán salir a través de la tapadera del tanque pormedio de los bushings.

– Las conexiones del devanado secundario deberán salir por medio de aisladores terminalesde paso a través de las paredes del tanque.

– Los conductores de cobre del devanado primario deberán tener aislamiento de barniz.

– La preservación del aceite será por medio de un tanque sellado. La presión bajo condi-ciones nominales no deberá exceder 2 atmósferas (203 kPa) de presión absoluta. Sedeberá proveer una tapa de registro en la cubierta del transformador para permitir lainspección interna y los cambios en las conexiones internas.

– Para reducir al mínimo el valor de la impedancia, el tipo de construcción bobina/núcleoserá tipo concha (shell type), utilizando doble núcleo y una bobina. La bobina estaráenrollada con dos secciones secundarias de 240V y una sección primaria, en una config-uración baja-alta-baja, que se refiere a enrollar primero una sección secundaria, despuésla sección primaria, y por último otra sección secundaria.

– Deberá tener papel aislante adecuado para aumentos de temperatura con carga máximosde 65 ºC.

– Las bobinas del transformador deberán tener un revestimiento de un compuesto acrílico,para proporcionar máxima resistencia contra cortocircuitos. Las bobinas del transfor-mador deberán quedar bien fijadas al núcleo mediante ocho superficies de sujeción,cuatro en la parte superior y cuatro en la inferior. El paso del núcleo por el centro delas bobinas no constituirá en sí una forma efectiva de sujetar las bobinas.

9.1.1.3. CARACTERÍSTICAS DEL MATERIAL

– La pintura que se le dé al transformador deberá ser de pigmento no metálico, de acuerdoa lo estipulado en el numeral 4.1.9 de ANSI / IEEE C57.12.00-1987. Además, deberáser duradera y resistente a la corrosión. El acabado deberá ser con esmalte gris suave(según ANSI 70) adecuado para resistir por lo menos una prueba de rociado con aguasalada durante 1000 horas (de acuerdo a lo especificado en ASTM B 117-49 T), sin queaparezcan señales de oxidación.



– La pintura del tanque del transformador deberá aplicarse electrostáticamente.

– Los bushings de alta y baja tensión serán color gris celeste (ANSI 70).

– Las soldaduras del tanque del transformador deberán ser del tipo continuo por resistencia.

– El transformador deberá ser hermético para evitar la entrada de humedad y cualquier otramateria contaminante. Las juntas utilizadas para obtener dicha hermeticidad deberánser del tipo reusable y de un material que tenga buena resistencia al asentamiento. Lacubierta deberá estar diseñada para un fácil montaje y desmontaje, y su sistema desujeción deberá producir una presión uniforme en toda la superficie de unión con eltanque.

– La cubierta del tanque deberá estar eléctricamente conectada a la toma de tierra deltanque.

– La base del tanque deberá ser adecuada para deslizar el transformador sin dañar eltanque.

– Todas las unidades deberán estar provistas de medios para el desahogo de las presionesinternas.

9.1.1.4. ACABADO

– El aceite del transformador deberá ser mineral, de alta calidad, larga vida, y deberácumplir con los requerimientos de ASTM TIPO II D3487. Además deberá llevar unaditivo inhibidor que mejore la resistencia a la oxidación, a la formación de emulsión yque evite el asentamiento.

– El núcleo del transformador deberá ser de acero de grano orientado y laminado en frío. Eldevanado primario será de cobre y el secundario de aluminio. El tanque del transformadorestará hecho de material resistente y recubierto con pintura anticorrosiva.

– Los bushings primario y secundario estarán hechos de porcelana procesada en húmedode alto grado comercial.

9.1.2. DIMENSIONES, PESO Y VOLUMEN DE ACEITE

– Altura total: 1320mm.

– Ancho total: 635mm.



– Profundidad total: 711mm.

– Diámetro del tanque: 509mm.

– Peso:386 kg.

– Volumen de aceite: 152 l.

9.1.3. MONTAJE

Las estructuras de las líneas aéreas deberán ser construidas para que tengan la capacidadde resistir las cargas estáticas y dinámicas a que estarán sujetas las líneas en condicionesnormales y excepcionales. Puesto que el proyecto se encuentra en la ZONA 2 de la Repúblicade El salvador, los apoyos se diseñan para resistir una presión del viento de 48 kg/m2.

La solución adoptada en cuanto a apoyos normalizados para transformadores en poste, teniendoen cuenta que el suelo es de tipo arcilloso seco con coeficiente de compresibilidad de 8 kg/cm2y que el reglamento exige un coeficiente de seguridad al vuelco de 2 en hipótesis y condicionesnormales será un apoyo de hormigón fabricado acorde a las normas ASTM A421, con lassiguientes características:

– Longitud: 13,72m.

– Diámetro exterior:

– Punta: 13,8 cm.

– Base: 38 cm.

– Empotramiento: 122 cm.

– Pendiente. 1,5.

– Número de varillas: 13.

– Tolerancias:

– Longitud: ±0.5 %.

– Dimensiones transversales: +5 % (exteriores).



9.1.4. SEGURIDAD

Atendiendo a los dispuesto en el artículo 23 de estas normas, los requisitos para la prevencióny protección contra incendios en una subestación deberán estar conforme lo reglamentado porlas normas NFPA, ASTM, NESC y otras normas internacionales aplicables; adicionalmente sedeberá cumplir con los siguientes requerimientos mínimos:

– Se deberá disponer de dispositivos extintores de incendio apropiados, instalándose enlugares fácilmente accesibles en caso de siniestro.

– Los extintores deberán revisarse periódicamente, como mínimo una vez por año, paracomprobar su buen estado de funcionamiento.

– Se evitará por medios apropiados que se originen y propaguen incendios.

– Se contará con un manual de protección contra incendios para usarlo en subestacionesy salas de control, que sea más amplio y cubra sus necesidades específicas.

– Proveer de un depósito independiente al sistema de drenaje para confinar, recoger yalmacenar el aceite que pudiera escaparse del equipo.

– Separar los equipos que contienen líquidos inflamables (aceite) de otros equipos y edifi-cios para limitar daños por una eventual explosión o incendio.

9.1.5. TRANSFORMADOR ELEVADOR. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS

9.1.5.1. CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS

– Potencia: 75 kVA.

– Tensión primaria: 480V.

– Tensión secundaria: 13200V.


– Grupo de conexión: YNd11.

– Neutro: accesible y puesto a tierra.

– Refrigeración: ONAN.



– Nivel de aislamiento al impulso:

– Primario: 30 kV.

– Secundario: 95 kV.

– Niveles de aislamiento de los bushings:

– Ambiente Seco (1min): 35 kV.

– Ambiente húmedo (10 seg): 30 kV.

– Impulso onda completa(1,2 x 50 mS): 95 kV.

– Nivel de aislamiento mínimo al neutro:



– Capacidad de cortocircuito: ICC= 35 x IN.

– Rango de temperatura de los devanados:

– Promedio: 80ºC.

– Máxima: 110ºC.

9.1.5.2. PÉRDIDAS

– Pérdidas en el hierro: 186W.

– Pérdidas en el cobre: 648W.

9.1.6. TRANSFORMADOR REDUCTOR. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS

9.1.6.1. CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS

– Potencia: 75 kVA.

– Tensión primaria: 13200V.

– Tensión secundaria: 110V.




– Grupo de conexión: Dyn11.

– Neutro: accesible y puesto a tierra.

– Refrigeración: ONAN.

– Nivel de aislamiento al impulso:



– Niveles de aislamiento de los bushings:

– Ambiente Seco (1min): 35 kV.

– Ambiente húmedo (10 seg): 30 kV.

– Impulso onda completa(1,2 x 50 mS): 95 kV.

– Nivel de aislamiento mínimo al neutro:



– Capacidad de cortocircuito: ICC= 35 x IN.

– Rango de temperatura de los devanados:

– Promedio: 80 ºC.

– Máxima: 110 ºC.

9.1.6.2. PÉRDIDAS

– Pérdidas en el hierro: 186W.

– Pérdidas en el cobre: 648W.



9.2. FUSIBLES

Se situarán 3 fusibles ante posibles corrientes de cortocircuito en la línea de media tensión.

9.2.1. CONDICIONES AMBIENTALES DE DISEÑO

Los fusibles, operarán a altura máxima sobre el nivel del mar de 1800m (6000 pies). Estarándiseñados para regiones con un nivel isoceráunico de 125 días al año (de tormentas con rayos)y para resistir una velocidad de viento máxima de 100Km/h. Podrán operar en ambientes declima tropical, con valores promedio de humedad relativa durante cualquier período de 24 horasdel 79 %, temperaturas ambiente desde –30 º hasta 40 ºC, precipitaciones de 2000mm/año yradiación solar de 654W/m2.

9.2.2. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS

Los valores continuos de las unidades de fusible, para uso en cartucho son:

– Intensidad nominal: 6 A.

– Tensión: 15 kV.

– El Fusible tipo “T”, es de accionamiento “Lento”, en tiempo de fusión – corriente. Lascapacidades y tiempos de fusión, son las siguientes:

300 - 600 seg 10 seg 0,1 segIfusión mínima Ifusión máxima Ifusión mínima Ifusión máxima Ifusión mínima Ifusión máxima

12 seg 14,4 seg 15,5 seg 23 seg 120 seg 144 seg

Tabla 9.1: Tiempo de Fusión por Corriente.Fuente: Manual de fichas técnicas sobre postes de concreto. CAESS.



9.3. AUTOVÁLVULAS

Se dispondrán tres autoválvulas de porcelana para la protección contra rayos en el lado de altatensión del transformador elevador.

9.3.1. CARACTERÍSTICAS DE DISEÑO

Los pararrayos son de alta no linealidad y de bajas pérdidas a voltaje nominal debido a su muybaja corriente de fuga. El terminal de tierra provee una identificación visual desde el suelo siel pararrayos se ha dañado internamente.

El único aislamiento entre la fase primaria y tierra deberá ser la válvula interna. No tendránningún entrehierro externo adicional (Gapless). El elemento valvular entrará instantáneamenteen conducción a un nivel preciso de voltaje, y dejará de conducir cuando dicho nivel de voltajecaiga.

Los pararrayos se suministrarán con los terminales de conexión tipo perno con sus respectivastuercas y arandelas para conexión a la línea y a tierra. Donde se alojan en forma segura losconductores de aluminio de calibre 6AWG sólido de aluminio.

9.3.2. CARACTERÍSTICAS DEL MATERIAL

El aislador del pararrayo se fabricará de porcelana procesada en húmedo de buen grado com-ercial, o de material polimérico 100% silicona, de excelente resistencia a la tracción, altahidrofobicidad y resistencia a la radiación solar ultravioleta. Ambos materiales serán lo sufi-cientemente fuertes para soportar los esfuerzos magnéticos transitorios que se den durante elciclo de trabajo del pararrayos.

9.3.3. DIMENSIONES Y CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS

– Voltaje de ciclo de trabajo: 15 kV rms.

– MCOV: 12,7 kV rms.

El conductor de puesta a tierra deberá tener una adecuada capacidad de corriente de cortotiempo bajo las condiciones de corriente excesiva causada por una onda. En ningún caso, elconductor de puesta a tierra de un pararrayos individual debe ser de sección transversal menorde 13,30mm2 (6 AWG) de cobre ó 21,15mm2 (4 AWG) de Aluminio. Se seleccionará por tantoun conductor de aluminio de 21,5mm2.



9.4. INTERCONEXIÓN EN MEDIA TENSIÓN

9.4.1. CONDUCTORES

La interconexión entre el transformador elevador y el transformador de potencia reductor enMedia Tensión, tres conductores unipolares de las siguientes características:

– Conductor desnudo de aluminio de calibre 6AWG de 4,11mm de diámetro (75 ºC).

– Longitud: 2000m.

– Distancia entre conductores: 450mm.

– Línea aérea situada a 4,4m sobre el nivel del suelo.

9.4.2. APOYOS

Las estructuras de las líneas aéreas deberán ser construidas para que tengan la capacidadde resistir las cargas estáticas y dinámicas a que estarán sujetas las líneas en condicionesnormales y excepcionales. Puesto que el proyecto se encuentra en la ZONA 2 de la Repúblicade El salvador, los apoyos se diseñan para resistir una presión del viento de 48 kg/m2.

La solución adoptada en cuanto a apoyos normalizados, teniendo en cuenta que el suelo es detipo arcilloso seco con coeficiente de compresibilidad de 8 kg/cm2 y que el reglamento exigeun coeficiente de seguridad al vuelco de 2 en hipótesis y condiciones normales será un apoyode madera fabricado acorde a las normas AWPA C-4.

Se instalarán 19 apoyos de madera puesto que según el articulo 60.2 de las Normas Técnicasde Diseño, Seguridad y Operación de las instalaciones de distribución eléctrica los cablesmensajeros deberán conectarse a los conductores de puesta a tierra en los postes o torresmediante cuatro (4) conexiones como mínimo, en cada 1,6Km de línea, sin incluir las tierrasen los servicios a usuarios. Puesto que se trata de una línea de 2 km, se deberán instalar 19postes de madera, para que cumplan con los requerimientos de resistencia a tracción y flechamáxima para las condiciones de viento y temperatura más desfavorables.



9.4.2.1. DIMENSIONES

– Longitud: 13,5m.

– Diámetro exterior:

– Punta: 16,9 cm.

– Base: 30,05 cm.

– Empotramiento: 6,5m.

– Clase: 4.

– Resistencia de diseño: 1200 lb.

9.4.2.2. AISLADORES

Se dispondrán de tres aisladores de suspensión CLASE ANSI 52-1 tipo suspensión con unatensión de flameo en seco de 60 kV, en cada apoyo.

9.4.2.3. PUESTA A TIERRA

El conductor de puesta a tierra para un sistema de corriente alterna con tierras en más deun lugar, excluyendo las tierras en los servicios a usuarios, deberá tener una capacidad decorriente continua en cada localización, cuando menos igual a un quinto de la capacidad delos conductores del sistema al que esté unido.

Puesto que el cable seleccionado para la distribución en media tensión es el de mínimo diámetrofabricado en el país, se selecciona para las puestas a tierra de los apoyos este mismo cable, quecomo se ha comentado antes se derivará a tierra cada 400 metros. Se trata de un conductordesnudo de aluminio de calibre 6AWG.



9.5. LÍNEA DE BAJA TENSIÓN HASTA EL BENEFICIO DE CAFÉ

9.5.1. CONDUCTORES

La interconexión entre el transformador reductor de potencia y los equipos del beneficio decafé se realizará mediante una terna de cables unipolares de las siguientes características:

– Conductor de cobre electrolítico con de calibre 1/0AWG de 53,5mm2 de sección.

– Aislamiento plástico en XLPE tipo XHHW (Tª max: 90 ºC).

– Longitud: 20m.

El tendido de los cables se realizará por una conducción al aire a nivel del suelo, de sección150mm de ancho por 150mm de profundidad. La conducción estará protegida por chapa deacero antideslizante de 4mm de espesor.

9.5.2. INTERRUPTOR AUTOMÁTICO

9.5.2.1. AJUSTES

Las limitaciones que indican el ajuste a realizar aparecen en el apartado 13.3 del ANEXO I yson las siguientes:

– Imincc = 1632,064A.

– IMAXcc = 1283,705A.

– IN= 338,702A.

Se ha optado por un interruptor de Schneider Electric Compact NS 400N que se ajustará dela siguiente manera:

– IN= 400A.

– Protección contra sobrecargas: Ir = 0,85 IN = 340A.

– Protección contra cortocircuitos: Im = 0,3 Ir = 1020A.

Por lo tanto el interruptor es capaz de cortar las corrientes de cortocircuito que se han indicadoanteriormente, y también actuará correctamente ante sobrecargas.



9.5.2.2. CARACTERÍSTICAS

– Número de polos: 4.

– Tensión máxima de empleo : 1150V.

– Poder de corte último: 10kA.

– Poder de corte en servicio: 100 %.

– Corriente asignada: IN= 400A.

– Tensión asignada de aislamiento: Ui= 1250V.

– Tensión asignada de empleo : Ue= 1000V.

– Tensión asignada impulsional: Uimp: 8 kV.

– Categoría de empleo: A.

– Grado de polución: 3.

9.5.3. PROTECCIÓN DIFERENCIAL

Para este caso no existe un bloque adaptable al interruptor Compact NS 400, por lo que seha elegido un interruptor diferencial RH99 de las siguientes características:

– Clase: A.

– Sensibilidad: 300mA instantáneos.

– Tensiones de empleo Ue: 110 a 130V CA.


– Frecuencia de empleo: 60Hz.



10. RED DE TIERRAS

El Reglamento sobre Centrales Eléctricas, Subestaciones y Centros de Transformación es-tablece en su disposición 13 que toda instalación eléctrica deberá disponer de una proteccióno instalación de tierra diseñada de forma tal que, en cualquier punto normalmente accesibledel interior o exterior de la misma donde las personas puedan circular o permanecer, estasestén protegidas en todo momento contra tensiones excesivas de paso y de contacto.

10.1. RED DE TIERRAS DE LOS TRANSFORMADORES

La red de tierras de los transformadores está formada por una cuadrícula de conductor decobre recocido con aislamiento en XLPE de 50,5mm2 de sección.

Las dimensiones de la malla son:

– Ancho: 3m.

– Largo: 3m.

– Además de la malla de cobre se han colocado picas de alma de acero recubiertas decobre electrolítico de 12,7mm de diámetro con una longitud de 2,5m.

Las picas se han colocado en el perímetro de la retícula, colocándose un total de 4 picas.

La red de tierras estará enterrada a un profundidad de 15 cm respecto al nivel del piso deledificio.

Los puntos de empalme entre los extremos de los conductores y la conexión de estos a laspicas se realizará por medio de soldadura aluminotérmica. Esta soldadura permite garantizarla continuidad del material entre los extremos de los conductores y los elementos a conectar.

La instalación de la red de tierras de los transformadores se puede observar en el plano Nº 8del Documento II de este proyecto.



10.2. RED DE TIERRAS DE LA SALA DE MÁQUINAS

La red de tierras del edificio está formada por una malla de conductor de cobre recocido conaislamiento en XLPE de 50,5mm2 de sección.

Las dimensiones de la malla son:

– Ancho: 5m.

– Largo: 6,5m.

– Mallado en retículas de 2m x 1,6255m. Además de la malla de cobre se han colocadopicas de alma de acero recubiertas de cobre electrolítico de 12,7mm de diámetro conuna longitud de 2,5m.

Las picas se han colocado en las intersecciones de las retículas, alternadas a lo largo y continuasa lo ancho. En total se han colocado 9 picas.

La red de tierras estará enterrada a un profundidad de 15.cm respecto al nivel del piso deledificio.

Los puntos de empalme entre los extremos de los conductores y la conexión de estos a laspicas se realizará por medio de soldadura aluminotérmica. Esta soldadura permite garantizarla continuidad del material entre los extremos de los conductores y los elementos a conectar.

En consideración con lo dispuesto en el artículo 56 sobre puestas a tierra de las Normas Técnicasde Diseño, Seguridad y Operación de las Instalaciones de Distribución Eléctrica, todas laspartes metálicas expuestas que no conducen corriente del equipo eléctrico, deberán conectarsea esta malla de tierra en forma permanente, tales como cubiertas de tableros, tanques detransformadores e interruptores, así como las defensas metálicas del equipo eléctrico.

La instalación de la red de tierras de la sala de máquinas se puede observar en el plano Nº 9del Documento II de este proyecto.


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