Motores Hidráulicos Levantan Compuertas en Represa Mexicana

Los accionamientos electro mecánicos en las compuertas de aliviadero de la represa de Malpaso en México requerían ser reemplazados. Motores hidráulicos de alto torque y baja velocidad resultaron no solo ser la mejor solución, sino un modelo a replicar para necesidades futuras en otras represas.

Una grúa con un gran plato de hierro en su gancho se alza en la estructura de la represa en al lago Nezahualcóyotl del sur de México. El operador lo baja con cuidado hacia el lago en frente a una de las compuertas de aliviadero en la represa. La masa de agua empuja al plato contra la pared de concreto a medida que el plato desciende lentamente, cerrando la apertura. La compuerta de aliviadero entonces se abre, permitiendo que el agua entre ésta y el plato se drene. Ésta compuerta, que generalmente evita que la represa se sobrellene, se encuentra seca, de manera que los trabajadores inspeccionen el área.

Manuel Schuhmann, gerente técnico de Bosch Rexroth se muestra con entusiasmo: “es fascinante: el plato, o como comúnmente lo llaman tapón, se mantiene en posición únicamente a través de la presión del agua.” La tarea de los ingenieros es la de modernizar los accionamientos antiguos de las compuertas de aliviadero.

Innovación Cuidadosa

Construida entre 1958 y 1966, la represa de 138 metros, oficialmente llamada la represa Nezahualcóyotl, retiene a un lago con más de 10 millones de metros cúbicos de agua y una superficie de 110 km cuadrados. La misma protege a las tierras bajas del Estado Federal de Tabasco contra inundaciones y también contiene seis turbinas que generan potencia para la región.

La Comisión Federal de Electricidad (CFE) opera la represa e invierte regularmente en su seguridad y en la operatividad del equipo técnico. El año pasado, la Comisión decidió modernizar tres de las siete compuertas, las cuales regulan el nivel de agua del reservorio. Cada compuerta tenía un motor eléctrico accionando dos ruedas con piñón a través de un eje. El motor levantaba las compuertas de 170 toneladas utilizando cadenas a cada lado desde que la represa entró en operación en los 60.

Martín Gómez, gerente de proyecto en Bosch Rexroth México, recuerda la invitación de la CFE para participar en la licitación de este proyecto: “inicialmente propusimos una solución con cilindros de carrera larga accionando las compuertas.” El equipo ya había utilizado este tipo de accionamientos en construcciones nuevas muchas veces – como por ejemplo en la represa La Yesca, también en México. Sin embargo, la estructura de concreto de la represa de Malpaso resultó inapropiada.

Sin refuerzo, la pared no soportaba la fuerza de los cilindros. Y el cambiar la estructura hubiese resultado un proceso largo y complejo. “Por eso desarrollamos una solución utilizando el sistema de cadenas existente” explica Gómez, “pero con todas las ventajas de la hidráulica.” Schuhmann agrega: “en construcciones de acero para ingeniería hidráulica, el factor más importante es la seguridad. Cuando podemos mostrar que sistemas hidráulicos similares ya estaban siendo utilizados en otras represas con éxito, nos ganamos el contrato.”

Seguridad Primero

La solución de Malpaso consiste en una unidad de potencia hidráulica permanentemente instalada en cada compuerta. Cada unidad acciona dos motores Hägglunds , que son motores de pistones radiales de alto torque y baja velocidad. Estos motores de la línea de Bosch Rexroth, reemplazan al accionamiento mecánico y accionan las ruedas dentadas de las cadenas directamente. Gómez explica, “el sistema hidráulico cuenta con protección natural de sobrecarga. Por ejemplo, si un tronco se queda atascado en la compuerta y la carga de la cadena excede el máximo calculado, la válvula de alivio disipa la carga para evitar daños al accionamiento. Este escenario causaría un daño en un accionamiento mecánico. Nuestra solución hidráulica claramente presenta una ventaja en seguridad.”

Como una medida de seguridad adicional,  los ingenieros de Bosch Rexroth montaron un freno de disco accionado por un resorte y de liberación por presión en cada motor. Este freno permite la operación del sistema siempre y cuando esté presurizado. Si la presión cae por cualquier razón, el mismo cierra automáticamente con suficiente fuerza para aguantar las compuertas. Esto asegura que se mantenga el control de las compuertas incluso en casos de falla eléctrica.

Suave con las Cadenas

El nuevo accionamiento hidráulico también protege las cadenas. El accionamiento electromecánico generaba un movimiento con saltos al arranque que halaba y empujaba las cadenas antes de moverse. Esto no solamente generaba esfuerzos en los eslabones, sino también en las partes mecánicas involucradas, requiriendo de un servicio frecuente. “El accionamiento hidráulico, por otra parte, arranca suave y va tensando la cadena paulatinamente” dice Gómez. “Esto reduce considerablemente la necesidad de efectuar labores de mantenimiento.”

Bosch Rexroth no solamente se encargó de la ingeniería e instalación, sino también del control eléctrico, incluyendo la programación del software. Schuhmann explica, ¨cada unidad de potencia tiene su propio sistema de control. Los operadores también cuentan con la opción de controlar las tres desde un panel. Convenientemente, el operador puede hacer ajustes en la pantalla táctil para abrir el desagüe un metro, por ejemplo.” Comparado al sistema de botones y palancas, esto representa una gran mejora en cuanto a facilidad de uso. El factor decisivo sin embargo, yace en lo siguiente: el desagüe ahora transmite data de posición para indicar si está cerrada o si está abierta a cierto grado. También transmite temperatura y presión de agua.

Los ingenieros de Bosch Rexroth trabajaron por tres meses y completaron el proyecto en Junio de 2015 donde la grúa levantó los platos de hierro. Tres de las compuertas de toma ahora cuentan con accionamientos nuevos y seguros y el trabajo inició en las otras cuatro. Schuhmann agrega, “ya tenemos solicitudes de India, donde quieren saber más sobre el sistema de accionamiento hidráulico con cadenas. Esto se pudiese convertir en la solución estándar para reemplazos!.”

Para mayor información sobre la línea de productos de Bosch Rexroth, visite nuestra página web en www.eemtechnologies.com, o contáctenos a info@eemtechnologies.com, +1(855)462-7633.

 

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