Represa Itaipú

La Represa Hidroeléctrica de Itaipú (del guaraní, "piedra que canta"), la mayor en operación del mundo, es un emprendimiento binacional entre Brasil y Paraguay. Está ubicada sobre el río Paraná en la frontera entre estos dos países, a 14 km al norte del Puente de la Amistad.

El área implicada en el proyecto se extiende desde Foz do Iguazú, en el Brasil, y Ciudad del Este, en el Paraguay, al sur, hasta Guaíra (Brasil) y Salto del Guairá (Paraguay), al norte. El lago artificial de la represa consta de 29 millones de m³ de agua, con unos 200 km de extensión en línea recta, y un área aproximada de 1400 km².

La potencia instalada en la represa es de 14.000 MW (megavatios), con 20 turbinas generadoras de 700 MW cada una. En el 2000 la represa tuvo su récord de producción (93,4 mil millones de kWh) siendo responsable del 95% de la energía eléctrica consumida en el Paraguay y el 24% de toda la demanda del mercado brasileño.

Historia

El lugar fue seleccionado después de minuncioso estudio, hidrográficos, sondeos geológicos con el apoyo de una balsa. En el corazón de la América del sur, paraguayos y brasileños optaron por un tramo del río conocido como Itaipú el cual en el idioma tupi-guaran quiere decir “La piedra que canta” El 10 de abril de 1970 fué firmado un Convenio de Cooperación, entre la COMISION MIXTA, la administración Nacional de Electricidad -

ANDE, del Paraguay, y las Centrais Electricas Brasileiras S.A. - ELEC-TROBRAS, del Brasil, en el que se establecían las condiciones para el estudio, en conjunto, del potencial hidraúlico del tramo fronterizo del Río Paraná, incluyendo una apreciación general de los usos múltiples del agua, tales como navegación, consumo humano e industrial, irrigación y otros. La región comienza a transformarse en un hormiguero humano. Entre 1975 /1978 más de 9000 viviendas fueron construidas en las dos margenes para albergar a los hombres que trabajarían en Itaipú. Se comenzaron a crear obras sociales como dos hospitales, escuelas , centros recreativos, clubes, puestos de salud, para atender a los trabajadores y sus familiares. La obra de la represa llega a su fin en octubre de 1982. Pero los trabajos en Itaipú no paran . El cierre de las compuertas del canal de desvío para la formación del embalse de la central da inicio a la operación “Mymba Cuera” que en tupi-guarani quiere decir “agarra bicho” . Esta operación salva la vida de mas 36450 animales que vivían en el área al ser inundada por el lago. Las fuertes y abundantes lluvias de la zona solo necesitaron 14 días a la corriente del Río Paraná para llenar el embalse.

Geología de la región

El río Paraná, de 4.000 km de extensión total, incluyendo los ríos Paranaíba y Grande, de cuya confluencia se origina en territorio brasileño, abarca una cuenca total de 3.000.000 km2. Debido a su caudal y a la extensión de su cuenca, el Paraná es uno de los mayores ríos del mundo. En el trecho comprendido entre el Salto del Guairá, hoy sumergido por la formación del embalse de ITAIPÚ, y la desembocadura delrío Yguazú , 190 km aguas abajo, el río Paraná presentaba un desnivel de 120 m, susceptible de ser aprovechado. La geología en esta zona está caracterizada por espesos derrames basálticos, casi horizontales, predominando el basalto denso intercalado por camadas de basalto vesicular amigdaloidal y brecha, conformando, en ciertas áreas, discontinuidades litológicas y fajas muy fracturadas. Esta formación geológica constituye la denominada "Serra Geral", también conocido como "Trapp do Paraná". Un suelo residual arcilla cubre la superficie de las márgenes del río y de sus afluentes.

Desvío del Río Paraná

El 14 de octubre de 1978 fue abierto el canal de desvío del río Paraná, que permitió secar el trecho original del río para poder ahí construir la represa

Localización

Las principales obras del Proyecto Hidro-eléctrico ITAIPÚ están situadas en el río Paraná, en la frontera entre Paraguay y Brasil, 14 km aguas arriba del puente internacional que uneCiudad del Este y Foz de Yguazú. El área del proyecto se extiende desde el Salto del Guairá, al norte, hasta Ciudad del Este y Foz de Yguazú, al sur.

Embalse

El embalse de ITAIPÚ en el nivel máximo normal, a la cota 220 m. (elevación 220 m. sobre el nivel del mar), tiene una longitud aproximada de 170 km, con un área de espejo de agua de 1.350 km2, anegando 580 Km2 de territorio paraguayo y 770 km2 de territorio brasileño. El volumen almacenado bruto es de 29 mil millones de metros cúbicos, siendo el volumen de acumulación útil de 19 mil millones de metros cúbicos. El nivel máximo de llenado está a la cota 223 m. y el nivel mínimo excepcional a la cota 197 m. Debido a la forma en que ITAIPÚ fue proyectado para su operación, el nivel de agua del embalse es mantenido prácticamente constante a la cota 220 m.

Distribución de la energía

Para la distribución de la energía, la Central Hidroeléctrica utiliza dos Subestaciones convencionales tipo intemperie:

La Subestación de la margen derecha, situada en territorio paraguayo y dentro del predio de ITAIPÚ

La Subestación de la margen izquierda, situada en territorio brasileño, de propiedad de FURNAS.

De la Subestación SF6 ubicada en, la Casa de Máquinas salen 8 líneas de transmisión en 500 Kv, 4 transportando la energía generada por las Unidades de 50 Hz. a la Subestación de la margen derecha, y 4 transportando la energía generado por las Unidades de 60 Hz. a la Subestación de la margen izquierda Actualmente, de las 4 líneas de 50 Hz. que llegan a la Subestación de la margen derecha, 2 están conectadas a la Barra de 500 Kv y las otras 2 son llevadas, temporalmente en forma directa, a la Subestación de la margen izquierda. La fracción no consumida de la energía generada correspondiente a Paraguay es cedida al

Brasil. En el año 2000 tuvo su récord de producción con 93400 de GWh, generando el 95% de la energía eléctrica consumida en Paraguay y el 24% de la de Brasil.

Aspectos generales

La operación de la Central ITAIPÚ se inició el día 5 de mayo de 1984, con la entrada en servicio de la primera unidad generadora de 50 Hz, operando en paralelo con el sistema de la ANDE.A partir del día 8 de octubre de 1984 se inició el suministro de energía eléctrica en 50 Hz. aFURNAS, posibilitando el inicio de las pruebas del sistema de transmisión en corriente continua de dicha empresa. En el mes de Junio de1985 se realizó el primer suministro simultáneo de energía eléctrica en 50 Hz, a la ANDE y a FURNAS. En el mes Diciembre de 1986, se llevó a cabo la primera sincronización de las unidades 14 y 15, de 60 Hz, con el sistema brasileño. A la fecha, las 18 Unidades Generadoras de la Central se encuentran instaladas y operando normalmente (nueve de 50 Hz. y nueve de 60 Hz), totalizando los 12.600 MW de potencia instalada previstos en el proyecto, con una capacidad anual de producción de energía del orden de los 77.000 GWh/año. La relación potencia instalada/capacidad de generación de energía de ITAIPÚ, es de las más favorables del mundo. Los particularidades de la operación de ITAIPÚ están relacionadas con sus características propias y de los sistemas a ella interconectados, como por ejemplo:

La generación de energía en dos frecuencias: mitad a 50 Hz, mitad a 60 Hz;

La magnitud de la Central: con potencia instalada nominal de 12.600 MW y capacidad anual de producción de energía del orden de los 77.000 Gwh/año

La magnitud de las Unidades Generadoras: con potencia nominal de placa de 700 MW;

La localización de la Central en el río Paraná: un río internacional compartido por tres países, existiendo un Tratado Tripartito firmado entre Paraguay, Brasil y Argentina, el cual establece ciertas restricciones a la operación hidroenergética de la Central

Los sistemas de transmisión asociados en Alta Tensión: siendo uno en corriente continua (600 kV), que interliga las unida-des de 50 Hz. al sistema brasileño, y otro en corriente alterna (750 kV) que interliga las unidades de 60 Hz. al mismo sistema.

Considerándose los aspectos arriba mencionados, la operación confiable de la Central exige la adopción de configuraciones operativas, esquemas de protección y control de intercambios especiales.

Inauguración

El 5 de noviembre de 1982, con el embalse ya formado y todo listo los presidentes de paraguay Alfredo Stroessner y del Brasil Joao Figueredo, accionan el mecanismo

automático que levanta las 14 compuertas del vertedero, liberando el agua represada del Río Paraná y formalizando así oficialmente la inauguración de la hidroeléctrica mas grande del mundo.

Itaipú VS Tres Gargantas

Itaipú fue, hasta hace poco tiempo, la mayor represa de generación de energía del mundo pero, en la actualidad, este título lo ostenta la Presa de las Tres Gargantas, en China, pues genera energía mediante la utilización de 26 turbinas, más 8 unidades en construcción (6 × 700 MW, 2 x 50 MW). Cada una de las unidades operativas actuales tiene una capacidad de 700 MW, sumando una capacidad instalada total de 18.200 MW (Itaipú 14.000 MW). Cuando durante el año 2011 se complete las 8 unidades restantes, las Tres Gargantas tendrá una capacidad total instalada aún mayor: superior a 22.500 MW, mientras que Itaipú seguirá con los 14.000 MW logrados en el 2007.

Datos técnicos

La represa, de 7.919 m, está hecha de concreto, roca y tierra.

Existen 20 unidades generadoras, estando diez en la frecuencia de la red eléctrica paraguaya (50 Hz) y diez en la frecuencia de la red eléctrica brasileña (60 Hz).

Las unidades de 50 Hz tienen una potencia nominal de 823,6 MVA, factor de potencia de 0,85 y peso de 3.343t.

Las unidades de 60 Hz tienen potencia nominal de 737,0 MVA, factor de potencia de 0,95 y peso de 3.242 t

Todas las unidades tienen tensión nominal de 18 kV.

Las turbinas U07 son del tipo turbina Francis, con potencia nominal de 715 MW y caudal nominal de 645 m³/s

La subestación de la represa está aislada por el gas hexafluoruro de azufre (SF6), que permite una gran compactación del proyecto. Para cada grupo generador existe un banco de transformadores monofásicos, elevando la tensión de 18 kV a 500 kV.

Salida de transmisión

Itaipú - SE Foz do Iguaçu: 4 líneas de transmisión de 500 kV transmiten toda la energía del sector de 60 Hz, con 8 km de extensión. La subestación de Foz do Iguaçu eleva la tensión a 750 kV.

Itaipú - SE Margen derecha: 2 líneas de transmisión de 500 kV,2 km.

SE margen derecha - Foz do Iguaçu:2 líneas de transmisión de 500 kV, 9 km. Transmite la reventa del Paraguay al Brasil.

Itaipu - SE Foz do Iguaçu: 2 líneas de transmisión de 500 kV, 11 km. Transmite directamente parte del sector de 50 Hz al Brasil.

Subestación Foz do Iguaçu (Furna)

El patio de corriente alterna, que recibe la energía en 60 Hz y la eleva a 750 kV, saliendo tres líneas de transmisión. Es el nivel de tensión más elevado de Brasil.

El patio de corriente continua, que recibe la energía en 50 Hz.Debido a la incompatibilidad entre las frecuencias, y las ventajas de la transmisión en grandes distancias, la energía es convertida a través de circuitos rectificadores para ±600 kV es transmitida por dos líneas hasta Ibiúna (En el estado de São Paulo, Brasil). En Ibiúna la energía es convertida a 60 Hz, conectándose al sistema de la Región Sudeste del Brasil

Turismo

El miércoles 4 de febrero del 2009 un comerciante llamado Paulo Sérgio Bloch, de 60 años, que nació en Curitiba, pero reside hace 37 años en Lages,Santa Catarina, tuvo la suerte de ser el 15º millonésimo visitante de Itaipú Binacional. Fue recibido por el director general brasileño, Jorge Samek, y por el director general paraguayo,Carlos Mateo Balmelli. El alcalde de Foz do Iguaçu, Paulo MacDonald, también participó del homenaje al visitante especial. Cuando Paulo Sérgio Bloch llegó a la usina en compañía de sus familiares, todavía no sabía cuál tipo de visita haría. Pero recibió como regalo la visita especial, además de una pieza de artesanía Ñandeva y un kit de la Comunicación Social. La visita especial solamente no incluyó la bajada al eje de la turbina, porque Nathan, su nieto, no tenía la edad mínima exigida para acceder a esa área. Además de eso, la familia plantó un árbol en el Bosque de losVisitantes, registrando para la historia la visita número 15 millones. Esta cifra histórica de visitantes representa el esfuerzo de toda la empresa para que los turistas que llegan a la frontera de Paraguay y Brasil, no solo se limiten a hacer compras o a ver las Cataratas del Iguazú, sino que también tengan como alternativa visitar la Hidroeléctrica más poderosa del mundo.

Cifras que sorprenden

El ritmo de las obras de Itaipú era equivalente a la construcción de un edificio de 20 pisos cada 55 minutos.

Con el volumen total del hormigón utilizado en la construcción de Itaipú podrían ser construidos 210 estadios como el Maracaná de Río de Janeiro.

El volumen total de tierra y roca excavado en Itaipú es equivalente a más de dos veces el volumen del Pan de Azúcar de Río de Janeiro.

El hierro y acero de construcción utilizados en la usina, serían suficientes para edificar 380 veces la Torre Eiffel de Paris.

El vertedero de Itaipú soporta una descarga máxima de 62 millones de litros por segundo, 40 veces superior a la media de las Cataratas del Iguazú.

Características principales de la usina

Lago

Área:1.350 km²

Volumen de agua: 29 mil millones m³

Longitud: 170 km

Presa

Altura máxima: 196 m

Longitud total: 7.760 m

Vertedero

Capacidad máxima de descarga: 62.200 m³ /s

Tuberías de presión

Diámetro interno: 10,50 m Descarga nominal: 690 m³/s

Casa de Máquina

Longitud:968 m

Altura máxima: 102 m

Unidades generadoras

Cantidad: 18

Potencia: 715 MW

Salto de proyecto máx.: 118,4 m

Peso aproximado: 6.600 t

¿En qué consiste la Represa?

Fuente de datos pagina de la Itaipú:

La presa es la combinación de estructuras de hormigón, roca y tierra, que sirven para represar el agua y obtener el desnivel de 120 m (la caída bruta nominal) que impulsa la operación de las turbinas. En la parte superior de la presa principal están situadas las tomas por donde el agua inicia su descenso por la tubería de presión hasta la caja espiral, pre-distribuidor y distribuidor hasta accionar y hacer girar la rueda de la turbina.

La presa de Itaipú tiene 7.744 metros de extensión y un alto máximo de 196 metros, el equivalente a un edificio de 65 pisos. Su construcción consumió 12,3 millones de metros cúbicos de hormigón, mientras que el hierro y acero utilizados permitirían la construcción de 380 Torres Eiffel, dimensiones que transformaron a la central en referencia para los estudios de hormigón y de la seguridad de represas.

Tomas de agua

Número 20

Tipo de compuerta vagón

Dimensiones 8,23 x 16,35 m

Tipo de accionamiento Servomotor Hidráulico

Peso de cada compuerta 2420 kN

Tuberías de presión

Cantidad 20

Dimensiones 10,5 de diámetro interno y 142,2 m de largo

Represa

TIPO

La presa principal de Itaipú es de hormigon, del tipo gravedad alivianada. Durante la concepción del proyecto fueron estudiadas  opciones de presas: de gravedad maciza, de gravedad alivianada,  de enrocado y  en arco.

Después de evaluación técnica y geológica, se optó por la presa de hormigon del tipo "gravedade alivianada" para la presa principal. Los otros tipos de presas construidos en Itaipú, presas auxiliares, como las de enrocado y tierra utilizarón rocas y sustrato (tierra) de las próprias excavaciones locales.

PRINCIPALES VOLÚMENES

Excavación en tierra 23.628 x 10³ m³

Excavación en roca 31.963 x 10³ m³

Excavación sumergida 858 x 10³ m³

Excavación subterránea 33 x 10³ m³

Arcilla compactada 6.482 x 10³ m³

En roca 15.000 x 10³ m³

Hormigón Estructural con refrigeración12.600.000 m³ ou 31.500.000 t

Hormigón compactado a rodillo 25 x 10³ m³

Cemento2.516.104 t ou 2.516 x 106 kg

Acero 481.074 t

CONCRETADO

La construcción de Itaipú consumió 12,3 millones de m3 de hormigón.

El vaciado del hormigón se realizó a una velocidad descomunal. El un solo día el volumen de hormigón vaciado llegó a 14.896 m3 y a 339.772 m3 en un mes. Para garantizar el suministro de materiales como el cemento y el hierro, se montó una auténtica operación de guerra. Se trataba de garantizar la provisión del material de forma continua, para que ni trabajadores ni equipos quedasen parados.

Aún así, en el sitio de obras fueron instalados dos molinos de clinker, ante la posibilidad de que las empresas paraguaya y brasileñas no tuviesen capacidad productiva para satisfacer la demanda adicional que presentaba la Itaipú, que era de una media de 500.000 toneladas de cemento por año.

En la hipótesis de que la importación fuese necesaria, tendría que ser realizada en grandes volúmenes y el cemento es un producto perecedero. Cuando permanece almacenado durante cierto tiempo, se hidrata formando "piedras", lo que representaría un gran desperdicio de material. Al final, los temores fueron excesivos, pues la industria aumentó su capacidad y cumplió con el abastecimiento de la obra. Los molinos de clinker nunca entraron en actividad.

Durante la construcción fueron implantadas cuatro centrales de trituración de piedra para la producción de agregados para el hormigón, con capacidad de 2.430 toneladas/hora, y seis centrales de hormigón con capacidad de 180 metros cúbicos/hora. Las centrales de hormigón requirieron fábricas productoras de hielo granizado para mezclar con el hormigón e impedir su recalentamiento. Para el transporte y vaciado del hormigón fueron instalados dos monovías con capacidad de 900 m3/hora, siete cable-carriles aéreos y 13 grúas torre.

PRESA DE ITAIPU

Fueron requeridos 40.000 mil obreros a lo largo de la construcción de la presa. El costo de la presa fue de 15.000 millones de euros

OBJETIVOS

Suministrar energía eléctrica a Brasil y Paraguay Dejar de comprar suministros a otros paices. Aprovechar el recurso más importante de Brasil (agua)

Conclusiones:

Las expectativas iniciales se cumplieron, pero en el camino se presentaron obstáculos que no tenían previstos, así como múltiples riesgos que las habilidades de los Ingenieros tuvieron que resolver, provocando modificaciones que no estaban contempladas en el presupuesto.

Las pérdidas humanas fueron un factor del cual casi nadie habla, pero siempre hay peligros en proyectos tan grandes como estos.

Es una gran hazaña de la Ingeniería moderna y un gran esfuerzo humano de los miles de trabajadores que participaron en su construcción.

La represa fue construida por el aumento poblacional de el País Brasil.