RESUMENLa visita de las instalaciones represa de Gallito Ciego y su mini central hidroeléctrica fue muy gratificante para nosotros ya que pudimos conocer las diferentes instalaciones de la empresa. Y conocer esta gran obra de ingeniería donde apreciamos la gigantesca represa con la que cuentan pudiendo apreciar desde su base, su corona, aliviaderos, caída(ski) de esta así como su mini central con la que esta represa brinda energía eléctrica a la comunidades aledañas. En esta central pudimos conocer las entradas de agua la regulación de estas así como una turbina Michael Banki gracias a la cual transfiere energía cinética por una rueda volante al generador Siemens el cual trasmite la energía generada a un transformador para su respectiva distribución. También apreciamos el cuarto de mando el cual cuenta con válvulas Bunger y válvulas mariposas que regulan el caudal del túnel de descarga Esta visita fue de gran provecho para nuestra formación profesional y nos sirvió de motivación para ver lo capas que puede llegar a ser la ingeniería. redes de riego y drenaje permitieron en su primera etapa. Introducción El reservorio Gallito Ciego. canales principales. Así mismo se encuentra operando la Mini central Gallito Ciego de 220 KW y la Central Hidroeléctrica Gallito Ciego de 34 MW Este ha permitido incrementar la disponibilidad del recurso hídrico. Bocatoma Talambo .1.Zaña con capacidad de captación de 70 m3/s y otras Obras de Infraestructura de Riego Menor. la optimización del riego de más de 35000 ha y la incorporación de otras 7000 ha. en el departamento de La Libertad. reduciendo hasta en un 75 % los escurrimientos hacia el mar. permitiendo el almacenamiento de los excedentes de agua. . después de las de Poechos y Lagunillas.Zaña con la finalidad de almacenar y regular las aguas del Rio Jequetepeque para riego y generación de energía eléctrica. Antecedentes Por Decreto Supremo No 420-77-AG del 26 de octubre de 1977. 1. se crea el Proyecto Hidro energético Jequetepeque . hasta la fecha se han ejecutado las siguientes obras hidráulicas: presa Gallito Ciego con un volumen total de 571 millones de metros cúbicos. GENERALIDADES 1. Es la tercera represa más grande del país.1.2. Las Obras de Generación de Energía Eléctrica son las siguientes: Mini central Gallito Ciego de 220 KW y la Central Hidroeléctrica Gallito Ciego de 34 MW . departamento de Cajamarca. La Presa está ubicada en una garganta del valle al nivel 308.1. distrito de Yonán.s.n.m . aproximadamente a 7° 13’ latitud Sur y 79° 10’ longitud Oeste.00 m. Ubicación Ubicada en la localidad de Tembladera.3. en la zona norte del Perú. provincia de Contumazá. M.3 m. Nivel mínimo de explotación: 361.1.C.n. en un estrechamiento del valle con laderas inclinadas.. Volumen Muerto por sedimentación….4 millones de metros cúbicos.m. cubriendo un área de aprox..15 M.n..… 366.s. Volumen de retención de crecidas. forma un vaso de aproximadamente 12 km de largo y de 1 a 2 km de ancho..... RECOPILALCIÓN DE INFORMACION 2..m.M.1.0 m.0 m. 104.s... Volumen de embalse útil……………….m. ..C..s.…. PRINCIPALES DATOS DE EMBALSE DEL AÑO 2013: Nivel mínimo de captación: 336.1.1.C. Datos del Embalse La presa se localiza sobre el curso inferior del río Jequetepeque..M. DESCRIPCION DE LA REPRESA 2. 14 km2 y su volumen útil de 400. Nivel máximo en crecidas: 410..n. DESCRIPCIÓN DE EQUIPOS Y COMPONENTES 2.1.1. constituyéndose como el segundo de mayor capacidad en el Perú..s. Nivel máximo de embalse útil: 404.93..56 M..6 M.2.m..n.0 m. 2. Datos de la Presa La presa Gallito Ciego es de tierra zonificada.2. de sección aproximadamente simétrica.00 m. con una altura máxima de 105. . Nivel de la coronación : 413.n. el excedente pasa por un aliviadero el cual permite desaforar los excesos hasta de 160 m3/s .1. Para la construcción se necesitó 12 millones de m3 de tierra y arcilla y aproximadamente 2. .1.44 m y con un núcleo central de impermeabilización de concreto armado. . El reservorio está diseñado de la tal manera que se pueda regular el cauce del agua desde 1 m 3/s a 180 m3/s cuando el cauce pasa los 180 m3/s.m. Volumen total : 13’785.143 m3.5 millones de m3 de roca.s. Sus dimensiones generales son: un ancho de 10 m con una longitud de 797 m en la corona y 527 m de ancho con una longitud de 450 m en la base. Los taludes exteriores de la presa están protegidos por un enrocado (“rip rap”) para contrarrestar la acción erosiva del oleaje aguas arriba y otros agentes atmosféricos aguas abajo. Estructura de Entrada Captaciones de servicio y de fondo. La zona de salida con su blindaje de acero incluye el tramo de la desviación esférica. 2.1.1.0 m. En esta zona desemboca también la tubería de la Captación de Fondo. Captación de Fondo La estructura de ingreso está ubicada en la cota 315.22 m x 5.50 m de diámetro y 55.3. tiene una longitud total de aproximadamente 700 m y un diámetro promedio de 7.1.2. 2. zona se conecta directamente con el pique vertical mediante una tubería curva a 90° y un embudo de empalme de 3.50 m de diámetro.00 m a 7.1.m.2.n.0 m de diámetro y 15 m de longitud.50 m.50 m de diámetro.1..1.20 m de diámetro y 42 m de longitud que desemboca en el lado derecho del túnel de descarga.1.1.1. que mediante una sección de transición se conecta a una tubería de 1.1.3.1.3. y consiste en una ventana cuadrada de 1. 2. con sus correspondientes dispositivos de cierre. Sistema de Tuberías y conductos en la represa 2.3.1.00 m a 7.1. mediante una sección de transición a un pique vertical de 3. ésta posibilita la captación del agua embalsada para su posterior entrega al Túnel de Descarga. El pique vertical se conecta con el túnel de descarga a través de una tubería curva a 90º y un embudo de empalme de 3. Túnel de Descarga El Túnel de Descarga conecta la Estructura de Entrada con la Estructura Terminal o de salida.83 m y. Captación de Servicio El agua del reservorio ingresa por una ventana rectangular de 4. desde donde parte hacia el lado izquierdo el túnel de aducción a la Central Hidroeléctrica "Gallito Ciego".3.00 m de longitud .3.1.s.20 m x 1.1.20 m. éste túnel es blindado de 3. 1.1.1. en el salto Ski encontramos 14 dados disipadores de 10 m.1.50 del eje del túnel de descarga.m.1.2. Rápida Una vez que el caudal abandona el vertedero.1.n.1. El rebalse del agua se empieza a dar cuando el agua llega a la cota 404. es una parte de la conexión o extensión posterior para la central hidroeléctrica.2. 2.2. 2.3.1. 2. cae en forma libre desde 35 metros de desnivel. Estructuras de Salida 2.3.) umbral al inicio del vertedero es de en un nivel máximo de capacidad de embalse. Túnel de aducción El kilometraje del Túnel de Aducción se inicia en el km 0+682.3. permitiéndose una descarga nominal de hasta 70 m3/s por cada ramal. El Aliviadero De Crecidas Permite evacuar los caudales de avenidas del Río Jequetepeque.2. Puerta de Presión y Tabique de Choque Después de la zona de salida del Túnel de Descarga y se conecta con este mediante una Puerta de Presión y un Tabique de Choque. los que permiten reducir la fuerza o presión de la caiga del agua .4.1.3.s. luego el agua sigue su curso por la rápida de concreto de 179 m. Las válvulas de labores son de tipo "Howell .1.Bungger" de 2m de diámetro mientras que las válvulas de cierre de emergencia son del tipo "Mariposa". de ancho.0 m.00 (m. de longitud y 2. En esta estructura están instalados dos ductos o ramales a presión que salen del Tabique de Choque y en cada ramal está ubicado una válvula de servicio y una válvula de emergencia.2.3.1.3.2.2. 2. por cada válvula.1.1.6.1.2.0 m de profundidad. Canal de Descarga Cumpliendo con la función de conducir las descargas desde la Poza Disipadora hasta el lecho original del río.1.1.4. Válvulas Howel Bunger Son válvulas de labor de 2m de diámetro.3.4.1.1. Poza Disipadora Permite disipar la energía cinética del chorro de agua proveniente de las Válvulas Howel Bunger o del Chorro proveniente del Aliviadero de Crecidas.1. Válvulas Mariposa Están en los ramales que salen de los tabiques estas están antes de las válvulas Bungger y son de cierre de emergencia.1. .5. permiten la salida de las aguas en forma de abanico. La poza tiene una longitud de 78 metros y aprox.3.2. La descarga máxima es de 70 m3/seg.2. (Imagen Referencial) 2. 2.4.1.1. 2. Accesorios de la represa 2. a lo que se conoce como “El Velo de la Novia”. 5. 1.1.2.1.4 MW y potencia efectiva de 38.2.5 Tension Secundaria (KV) 60 Pot.1.1. Trasformadores Marca Siemens Tipo/Modelo TLUN7448 Tension Primaria (KV) 10. Aparente 2222 MVA Pot.2.1.1. Actualmente la Compañía CAHUA S.1. Generadores Marca Siemens Tipo/Modelo IDH-6035-3WF09Z Revoluciones 400 (rpm) Pot. Elementos de la Central Hidroeléctricas 2..14 MW Características técnicas Salto neto 83 (m) Caudal de diseño 40 (m³/s) Potencia de diseño 38 (MW) Represa Gallito Ciego Volumen embalse 500 (miles m³) Grupos Electrógenos 2 2.1.1. Nominal 25 000 Frecuencia (HZ) 60 Peso 33390 kg . Efectiva 19. Nominal 18.85 Frecuencia 60 Peso 45400kg 2.2.3.7 MW Pot.07MW Corriente de Salida 1.1.1. es la concesionaria de la Central Hidroeléctrica.1. Tienen una potencia instalada de 37. Turbinas Son turbinas tipo Francis de la marca Hidro Vevey serie 2223 de 400 rpm y de potencia nominal 17 MW con un caudal de diseño de 20m3/s 2.2.1.1.2.1.A.1 A Factor Potencia 0.2.2. la que proporciona energía al Sistema Interconectado del País. Descripción de la Central Hidroeléctrica Con capacidad de generación de energía de 34 MW. Descripción de las Centrales Hidroeléctrica 2. el diámetro de la tubería inicial es de 800mm. volante de impulsión. la cual se une luego a una válvula mariposa.2. generador síncrono trifásico para 275 KVA con tablero de distribución.2.1.2. Esta reduce el diámetro a 350 mm .1.2.1. en la parte final hay una brida.1. Válvula Mariposa Una válvula de mariposa es un dispositivo para interrumpir o regular el flujo de un fluido en un conducto.2.2.2. Tiene una tubería de presión de 800 mm de diámetro. bridas. reducción cónica de 800 a 600 mm. sistema regulador de velocidades de turbina.1. Tubería entrante: Por donde el agua ingresa al sistema.2. Descripción de la Mini central Hidroeléctrica La Mini central Gallito Ciego tiene una potencia de 220 KW.2. turbina de doble paso. junta de dilatación. tableros de control y de distribución y sistema de puesta a tierra. 2.. ya que es para el abastecimiento local. transformador trifásico (275 KVA – 315 KVA).1.1. aumentando o reduciendo la sección de paso mediante una placa.2. Elementos de la Mini central Hidroeléctrica 2. válvula mariposa. 2.1. que gira sobre un eje. esta no se conecta a la red nacional. 1.2.1. que al no coincidir con la geometría de la tubería (sección circular). Llega a girar a 20 rev/s. Por ello convierte el agua de manera laminar para evitar cavitación y vibraciones. Elemento Difusor La geometría de ingreso que tiene el inyector (sección rectangular).2.1.1. en la turbina de flujo transversal el fluido atraviesa los álabes de forma diagonal. .2. Cuenta con un tacómetro para regular el funcionamiento de esta. Esta funciona automáticamente debido a que tiene servomotores que mandan señales. Como en una rueda hidráulica el agua entra en el borde de la turbina saliendo por el interior. suelen ser máquinas de coste reducido. Al sistema hidráulico para abrir o cerrar esta según sea necesario. que tienen un flujo axial o radial. Todo ello lo hace apropiado para centrales de pequeño tamaño. Tras atravesar el vano central sale por el lado opuesto.2. El objetivo de la pieza es hacer que el flujo sea más uniforme. Es una máquina de acción. Turbina Michael Bankii A diferencia de la mayoría de turbinas hidráulicas. Esta esta funciona con un sistema hidráulico regulando la entrada de agua a la turbina por una pala directriz.2. 2. Gracias a su simplicidad constructiva.3. genera perturbaciones en el flujo.4. 2.2.5. Así se consiguen reducir las fluctuaciones de velocidad angular.2. . crea un campo magnético giratorio que genera un sistema trifásico de fuerzas electromotrices en los devanados estatóricos. Este transforma la energia de 400V a 5000 V.1.1.1. El generador usado en la en la mini central es Siemens de 200 KVA.2. Es decir. pero que al estar acoplado al rotor.1. 2.2.7. También ayuda evitar las vibraciones 2. De esta forma. Generador El rotor gira recibiendo un empuje externo desde la turbina.1.1. Este rotor tiene acoplada una fuente de "corriente continua" de excitación independiente variable que genera un flujo constante. el volante de inercia se opone a las aceleraciones bruscas en un movimiento rotativo. en energía alterna de otro nivel de tensión.6. Transformador El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de un cierto nivel de tensión.2. se utiliza el volante para suavizar el flujo de energía entre una fuente de potencia y su carga.2. Rueda Volante Este sirve para evitar cambios bruscos de velocidad ya que este volante continúa su movimiento por inercia cuando cesa el par motor que lo propulsa. ?? = ????? ?ℎ? ? ?? = 998.1.3.2. Representar gráficamente las cotas de nivel de líquido mínimas y máximas así como las dimensiones de la represa 3. ?????? × ???? ? .29 × 9.29 ??⁄?3 Medio continuo ????????? = 2400 ??⁄?3 Considerar presiones ? = 9.56? ???26° 68 ? = 2 × ?? × ? = × 790 = 122544. Fluido permanente ????? = 998.1?4 12 (??? )? = 0 Se calcula la resultante de las fuerzas de presión en la represa que es igual a. Calcular las fuerzas del fluido que actúan sobre la represa.1.1.56?2 ???26° ?(2×?? )3 (??? )? = = 233281807.1. OBSERVACIONES Y/O HIPÓTESIS. Análisis de la represa 3.81 × 34 × 122544. ANALISIS CON LOS DATOS OBTENIDOS 3.81 ?⁄? 2 manométricas ???????? ?? ?? ?????(?): 790 ? P=cte en cada sección ?????? ??? ????: 68 ? DATOS ? = 750 ? 68 ℎ? = 2 = 34? 790 ?? = 2 = 395? ℎ ?? = ? = 77.56 ?? = ?. 958 ? ∑? 46258 ∑ ?? 1637446 ??? = = = 35. .56 77.398 ? ∑? 46258 UNA PRESA DE GRAVEDAD SERA: .39 = 22604.59 + 1050) ? = ?.56 × 122544.1 ?? = + 77.56 (??? )? ?? = + ?? ?? ? ?? = ???. ???? × ???? ? Luego el centro de gravedad será: ∑ ?? 5132706.81 × 790(2 × 22604. Luego las componentes vertical y horizontal de la fuerza debido al agua en la represa son: ?? = ?? ???26° ?? = ?? ???26° ?? = ?.Segura contra volcadura en cualquier plano horizontal dentro de la presa. ???? × ???? ? Ahora calculamos el punto de aplicación de estas fuerzas debido a la presión: (??? )? ?? = + ?? ?? ? 233281807. ???? × ???? ? ?? = ?.1.3.59?2 o ?2 = 105 × 10 = 1050?2 Peso de la represa: ? = ????????? ??????? ? = ????????? ??(2?1 + ?2 ) ? = 2400 × 9. ???? ℎ? = ?? × ???26° ?? = ???? ?? = ??.6 ??? = = = 110.Segura contra deslizamiento en cualquier lugar horizontal dentro de la presa . Calcular y analizar la condición de no volteo o derrumbe de la represa debido a las fuerzas del fluido Datos 105 o ?1 = ?3 = 105 × ???26° = 105 × 213. ?? 3. Gráfica del sistema de tuberías hacia el canal de derivación 3. Evaluar capacidad de la represa y sus caudales de alimentación y descarga La represa actualmente cuenta con una capacidad de 366.1.6026cos(60) .4 ?⁄? Ahora analizaremos pareja de puntos dentro del túnel de descarga. La diferencia de alturas es 96m ?4 = √2?ℎ = √2(9. ?1 es el área de la captación de servicio que es de 4. Análisis de perdida en los conductos 3.4(?(1)) ?1 = = = 12. tenemos 4 y 1 ?? ̅̅̅ ̅̅̅? 4 4 = ?? ̅̅̅ ̅̅̅? 1 1 La velocidad ?1 forma un ángulo de 64° con ?1 debido a que la pared de la presa está inclinada 26°.6 MMC y el caudal de alimentación depende de la temporada y los cauces de cada rio.1. Mientras que el caudal de descarga es de 70 m3/s en cada válvula Bunger . 3. Calculo de velocidades y presiones en diferentes ubicaciones: Supongamos las siguientes hipótesis: o Flujo permanente o Sistema Aislado o Flujo incompresible o V no deformable o Flujo uniforme o P cte en una sección Luego con las hipótesis asumidas anteriormente podemos usar Bernoulli entre 0 y 4 ?0 ?0 2 ?4 ?4 2 + + ?ℎ0 = + + ?ℎ4 ? 2 ? 2 Asumimos que el nivel de agua en el embalse o no baja entonces ?0 = 0 Tanto la presión en 4 como en 0 son atmosféricas.81)(96 = 43.642 ?⁄? ?1 cos(60) 24.83m y ?4 es un círculo de 2m de diámetro que es el canal de descarga.2. 3.2.2. ?4 ?4 43.4.22x5.2. entonces no hay diferencia de alturas. Están al mismo nivel.538??? ?1 = 579.78)) 2 2 ?1??? = 579. ?2 ?2 2 ?4 ?4 2 + + ?ℎ2 = + + ?ℎ4 ? 2 ? 2 ?4 2 − ?2 2 43. se podría hallar con el mismo procedimiento. si fuera el caso. Se asumen el diámetro 7.6422 ?1??? = ? ( + ?(ℎ4 − ℎ1 )) = 1000 ( − 9.78m.4)(?(1)) ?2 = = ?2 ?(1.42 − 12.29 ?⁄? Utilizamos la velocidad v2 en la ecuación de Bernoulli entre 2 y 4.325 = 680.4)? ?3 = = = 3.42 − 19.538 + 101.728??? ?2 = 857.Con la velocidad obtenida V1 de Bernoulli en los puntos 1 y 4 ?1 ?1 2 ?4 ?4 2 + + ?ℎ1 = + + ?ℎ4 ? 2 ? 2 La diferencia de altura es de 28. Sin embargo.292 ?2??? = ? ( + ?(ℎ4 − ℎ2 )) = 1000 ( ) 2 2 ?2??? = 755.5)2 ?2 = 19. ?? ̅̅̅ ̅̅̅? 4 4 = ?? ̅̅̅ ̅̅̅? 2 2 ?4 ?4 (43. ?? ̅̅̅ ̅̅̅? 4 4 = ?? ̅̅̅ ̅̅̅? 3 3 ?4 ?4 (43.053??? Por último.81(28. así: ?4 2 − ?1 2 43. Si restamos ?1 y ?4 Obtenemos la presión manométrica en el punto 1. La tubería en 2 tiene un diámetro de 3 metros.5m. tenemos el cálculo de presiones y velocidad en el punto 3.086 ?⁄? ?3 ?(3.863??? Realizamos el análisis entre 2 y 4.75)2 Hallar ?3 ?3 ?3 2 ?4 ?4 2 + + ?ℎ3 = + + ?ℎ4 ? 2 ? 2 . Representación gráfica de tuberías y accesorios del sistema de generación de energía eléctrica.018??? ?3 = 1038. por ello no se cuenta con muchos datos de la central principal y solo se tomara en cuenta el de le central que llegamos a conocer.343??? 3. 3.3.3. Análisis de la energía generada de la Mini central hidroeléctrica. La cual tiene una potencia de 220 kW que es de uso local.42 − 3. No se nos fue posible llegar a la central principal debido a que es de una empresa privada. Tuberia Difusor / pala directriz Turbina Banki Transformador Generador Siemens Rueda Volante . ?4 2 − ?3 2 43.1.0862 ?3??? = ? ( + ?(ℎ4 − ℎ3 )) = 1000 ( ) 2 2 ?3??? = 937. . no ha sido construida adecuadamente. SUGERENCIAS O RECOMENDACIONES Se recomienda la inmediata ejecución de obras de prevención y control de erosión.En gallito ciego se usó una represa trapezoidal tipo gravedad muy estables y segura ante vuelcos. o Las acciones de operación y mantenimiento que desarrolla el Proyecto Especial Jequetepeque . La construcción de obras de infraestructura para impedir el ingreso de sólidos al sistema fluvial y los trabajos de estabilización de taludes deberán ser prioritarios. o Los sedimentos y la posible escasez del agua debido al cambio climático global son los posibles problemas que podrán alterar el cauce del agua y la gestión del Proyecto. permite manejar el agua en forma eficiente y garantiza la vida útil del Embalse Gallito Ciego 6.La represa fue construida para una vida útil de 50 años pero debido a problemas como el fenómeno del niño este se ha reducido debido a diferentes factores como la sedimentación en esta misma que ha reducido el volumen útil de la misma. CONCLUSIONES o La represa está construida de una manera adecuada bajo términos hidrológicos. INVESTIGACION Y/0 DISCUSION DE LA INFORMACION OBTENIDA . o En la construcción de la represa no se tomaron en cuenta algunos factores como el estudio de impacto ambiental y esto podría traer problemas con el tiempo. o Las centrales hidroeléctricas en nuestro país es la mayor fuente de energía eléctrica. 5.Durante los cálculos asumimos varias hipótesis que si bien no se cumplen en la realidad esto facilita los mismos dando resultados aproximados a la realidad.También en la visita nos mencionaron de que en el canal de descarga contaban con compuertas tipo vagón de 70 TN de 7m X 4m que se mueve con un motor de 33 Kw. es por ello que conocer una de estas es importante en nuestra formación profesional. sus resultados se observarán en el largo plazo.Esta represa se le esta haciendo un mantenimiento permanente a las diferentes partes de esta incluso c/ año se retiran las compuertas y rejas para este. . .Zaña. . de acuerdo a una política de priorización producto de un Estudio Sedimentológico Integral con la participación de las Universidades de la región tal como lo es nuestra universidad La reforestación y otras obras de control de erosión de superficie nunca perderán vigencia pero. pero bajo términos de sedimentos.4. Al parecer este tipo de represas es una de las más usadas por su diseño y las ventajas con las que cuenta . condesan.swf http://biblioteca.org.pe/pdf/OCR/Partidos/manejo_integral_microcuen cas/manejo_integral_microcuencas13.edu.gob.com/flash/gallitociego.7.pdf http://www.pdf http://www.pdf .gob.minem.cepes.edu.pe/eventos/agricola/2012/XI_Congreso/confe rencias/conferencia_2.pe/saladocentes/archivoz/curzoz/centrales_hi dro_1.pdf http://www.2%20COMPENDIO %20CENTRALES%20ELECTRICAS%20SEIN.pdf http://www.osinerg.org/memoria/Caj1399.lamolina.pe/minem/archivos/file/dgaam/publicaciones/ evats/jequetepeque/JEQUET1.pe/newweb/uploads/GFE/1.pdf (PAG7) http://www.condesan.pdf http://www.org/apc-aa- files/c6924e7390318016d869182e0da9470c/PSanchez_INADE_1_.uns.somostembladera. BIBLIOGRAFÍA http://www.