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13 de Noviembre de 2011

 

Hay cavitación porque faltan los embalses compensadores

Por José Luis Enciso (*)

Las Centrales Hidroeléctricas (CH) construidas sobre el río Paraná –Yacyretá e Itaipú– tienen graves problemas de Cavitación, que podrían dejarlas fuera servicio o volver deficiente su operación.


Yacyretá ha empeorado aguas abajo la navegación por haberse eliminado el Embalse Compensador (EC), como lo establece el Tratado de 1973. Probablemente, quienes propusieron suprimir el EC ni saben lo que es y cómo actúa este embalse y que Yacyretá, con 20 turbinas sin EC, no es viable como se demostró. Pero mucho peor será si se produce un viento de 80 km/h, porque las olas pasarán encima de la presa y esta se derrumbará.   

Además, de construirse Corpus no en el acordado sitio Itá Cua, si no en Pindo’i, se eliminará la navegación, porque la esclusa de navegación ubicada en la curva externa del río no funcionará. Pero mucho peor será el colapso de la CH que se producirá, porque la central, pese a que es una estructura rígida, la quieren ubicar sobre el canal sedimentado del río.   

Pindo’i tiene escaso ancho y la isla lo reduce aún más, haciendo que sea mucho peor sitio que el desechado de Itacurubí, donde una CH sería presa fácil de un derrumbe, según lo manifestara el embajador (A) Félix Córdoba en ABC del 12/10/2001.   

El proyecto Itá Corá-Itatí, que estaba y pertenece a la Comisión Mixta del Río Paraná, COMIP, creada por Convenio del 16/06/1971, Ley Nº 270 del 30/07/1971, fue llevado a las oficinas de Yacyretá, incluso el proyecto Corpus en Itá Cua, lo que es un sabotaje a estos proyectos, para que no sean construidos. Es un sabotaje también a la Comip.   

YACYRETÁ: NR, Qb, NAVEGACIÓN, LEY N-Q, Qa min, Qb min, CAVITACIÓN   

a) Las centrales hidroeléctricas, para satisfacer las demandas pico de potencia turbinan un caudal pico (Qp), durante las horas de pico, y luego un caudal base (Qb) el resto del día, de modo que el caudal afluente (Qa) durante el día sea igual al caudal pico (Qp) durante las horas de pico, más el caudal base (Qb), durante las horas de base.   

El caudal base mínimo cuando el Qa lo sea, lo que sucederá en épocas de estiaje y disminuirá también al aumentar Qp, o sea al aumentar el número de turbinas.   

La relación entre el nivel del río aguas abajo de la central o Nivel de Restitución (NR), y el caudal Q, como sería Qb, obedece la Ley Q – N. Al disminuir Qb disminuye también el NR, nivel que está relacionado con la navegación y la cavitación.   

En el caso de Yacyretá se ha fijado en el Estudio CMT - Harza 73 y luego en el Acuerdo Tripartito entre el Paraguay, Argentina y Brasil del 19/10/1979, Ley 1539 del 9/11/1998, que el caudal mínimo del río para que sea navegable debe ser 5000 m"/s en Encarnación y aguas abajo.   

Ese acuerdo establece también como parámetro de navegación que la variación máxima diaria del nivel no debe superar dos metros.   

Si Yacyretá no cuenta aguas abajo con el Embalse Compensador (EC) Itá Ibaté, podrá operar como máximo con 10 turbinas, para garantizar Qb mínimo de 5.000 m"/s. Pero con el EC o construida la CH Itá Corá-Itatí podrá operar incluso con 45 turbinas, no solo sin afectar la navegación de abajo, si no mejorándola. Incluso Qb podría ser 0 m"/s.   

b) El otro tema es la cavitación, que es de "vital importancia que no se produzca" como dice la página 26-34 del Handbook of Applied Hydraulics de Harza. La cavitación se produce en las turbinas Kaplan o Francis cuando la presión del agua, que es oscilante, desciende hasta la presión del vapor de agua (Hv). En ese momento, el agua se convierte en gas o vapor de agua y parte entra en los poros de la cara inferior de los álabes. Al siguiente instante la presión es superior a Hv, y súbitamente el vapor colapsa, dejando un vacío que es llenado casi instantáneamente por el agua líquida, que choca contra la pared del poro, y se produce un fenómeno conocido como golpe de ariete. Se producen altísimas presiones del orden de miles de Kg/cm", que incluso puede arrancar el resistente acero de los alabes "pitting", dejando una textura de apariencia esponjosa.   

Estas presiones en los álabes se transmiten al rodete y al eje de la turbina y a la estructura que la rodea, haciéndola vibrar y ocasionando grietas.   

Para analizar la cavitación se emplea la fórmula de Thoma, como se publicó en ABC el 9/10/2011. El Coeficiente de Cavitación (C) es (Hb + S) / H. Aquí Hb o B es la altura de la presión atmosférica Ha menos Hv. (S) es la sumergencia del rodete y es NR menos el Nivel del rodete (Nr), nivel que en Yacyretá es 51.50 m. S mínimo es 7.00 m. El Coeficiente (C) se compara con el Coeficiente Crítico de Cavitación (C), que depende del número específico de revoluciones (Ns). Si C es menor que Cc se produce cavitación. La fórmula de Thoma se usa para determinar Nr, reemplazando C por Cc.   

Para que nunca vuelva a ocurrir cavitación y no se destruya la CH, debe construirse Itá Corá-Itatí, que hará las veces del EC y sobretodo mejorará notablemente la Navegación. Construidas las CH Patí y Chapetón, al Paraguay llegarán grandes barcos de ultramar.   

ITAIPÚ, NR, Qb, LEY N - Q, Qa min y Qb min, CAVITACIÓN   

En ABC del 7/11/2010 se publicó, según la fuente de Aníbal Orué Pozzo, entonces portavoz de Itaipú, que por problemas de cavitación no funciona desde el 17/09/10, la unidad 6 y presenta fisuras en las paletas y anillos del rotor. Se deduce así que podrían cavitar las restantes turbinas, porque operan en igual condición que la unidad 6.   

La Cavitación en Itaipú se produce como en Yacyretá, porque el Nivel de Restitución (NR) disminuye y también la Sumergencia (S), aumenta el Salto H y disminuye C por debajo de Cc. Pero las razones para la disminución de NR y C, son diferentes.   

En Yacyretá, el NR es menor al mínimo de 58.50 m, porque se suprimió el EC.   

En Itaipú, el NR mínimo, según el plano GR – 43-425 RI, es 92 m y el Nivel del Rodete (Nr) es 87.50 m, de acuerdo con el Estudio de Factibilidad 1974 de la IECO - ELC.   

Pero hay dos razones por las que podrían disminuir el NR en Itaipú.   

a) Se instalaron dos turbinas más, lo que aumenta el caudal pico (Qp) y, por tanto, disminuye el caudal base mínimo y por ende también NR mínimo.   

b) Los caudales reales en Itaipú son mucho mayores que los del Estudio de Factibilidad, según el cual el caudal promedio es 8463 m"/s (Ene 1931 - Dic. 1970 ).   

Esto hace que la curva N-Q se desplace hacia abajo, y para un caudal base (Qb), el NR sea mucho menor.   

La solución definitiva es construir Corpus - Itá Cua en 105 m, según el Acuerdo Tripartito.   

Peor. Yacyretá,  aguas abajo, empeoró la navegación porque eliminaron el Embalse Compensador (EC), como lo establece el Tratado de 1973.

¿Cómo?.    Para que nunca vuelva a ocurrir cavitación y no se destruya la CH debe construirse Itá Corá - Itatí, que hará las veces del EC.

También.     La cavitación en Itaipú se produce como en Yacyretá porque el Nivel de Restitución (NR) disminuye y también la sumergencia (S).

(*) Ingeniero hidráulico
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