EMPRESA ELÉCTRICA PILMAIQUÉN S.A.

PROYECTO CENTRAL HIDROELÉCTRICA RUCATAYO

1 LA CENTRAL HIDROELECTRICA RUCATAYO

HIDROELECTRICAS DEL SUR S.A. ha determinado desarrollar el proyecto de generación de energía denominado Central Hidroeléctrica Rucatayo, el cual considera el aprovechamiento de un derecho de agua permanente, no consuntivo, de 150 m3/s y un derecho eventual complementario en el río Pilmaiquén. Las obras han sido diseñadas para un caudal de 200 m3/s y una caída neta de 33,50 m que se generará con la construcción de una presa ubicada aproximadamente 6,4 km aguas abajo de la central hidroeléctrica Pilmaiquén, existente en la zona.

El proyecto está concebido como una central de pasada, emplazada a pie de tranque con un muro de tierra de unos 40 m de altura, cuya operación se define a nivel constante, por lo que el caudal que entra al embalse es el mismo que se restituye al río.

La casa de máquinas se ubica sobre la margen izquierda y en ella se alojan dos grupos turbogeneradores con una potencia nominal de 30,78 MW cada uno, (en bornes del generador).

La energía generada por la central Rucatayo se llevará hasta el Sistema Interconectado Central mediante un Sistema de Transmisión compuesto de una línea de alta tensión (38 km y 220 kV) y dos subestaciones.

La potencia nominal de la central será alrededor de 61,56 MW y la generación media anual será aproximadamente de 300.000 MWh.

El proyecto se ubica en la X Región a unos 35 km al Este de la ciudad de Osorno, se emplaza sobre el río Pilmaiquén (límite de las provincias de Valdivia y Osorno), cauce que corresponde al desagüe natural del lago Puyehue (ver figura Nº 2-1).

El acceso a la zona se realiza desde la ciudad de Osorno a través de la Ruta 215 que une esa ciudad con el paso internacional Cardenal Antonio Samoré.

FIGURA 2-1

Área del Proyecto

1.1. LAS OBRAS DEL CONTRATO

1.1.1 La Presa

El proyecto considera una presa de tierra zonificada, con núcleo de rellenos impermeables de dimensiones mínimas, protegido con filtro y drenes y soportado por espaldones de materiales granulares. Los materiales de rellenos provendrán de la excavación de las obras anexas al muro de presa, en su mayor parte y también de yacimiento próximos. La presa tendrá una altura máxima de 40,0 m, su coronamiento tendrá una longitud aproximada de 100 m, un ancho de 10 m y quedará a la cota 150 msnm Esta pared moldeada penetrará horizontalmente 135 m en el empotramiento izquierdo (respecto del eje transversal de la presa), 85 m en el empotramiento derecho y verticalmente hasta la cota 82 msnm en la zona central del valle, hasta la cota 90 msnm en el extremo derecho y parte del izquierdo y hasta la cota 110 msnm en el extremo final de apoyo izquierdo, de acuerdo a la profundidad estimada para el techo del estrato de limos glaciolacustres. El coronamiento de la pared tendrá 3 niveles escalonados, siendo 150 msnm en los empotramientos, 116 msnm en los 25 m centrales del valle y con un escalón intermedio en la cota 133 msnm. La pared se prolongará 26 m en los 20 m superiores del empotramiento sur debido a que intercepta el canal de evacuación en este sector.

Las aguas de filtración se recogerán mediante una carpeta drenante constituida con material de relleno Tipo 4 (espaldón de aguas arriba).

El Contrato de Construcción incluirá la totalidad de la construcción de la presa con sus obras de terminación e instrumentales de control.

1.1.2 Túnel de Desvío

El túnel de desviación se ha dispuesto en el estribo derecho de la presa y será excavado en suelos fluvioaluvionales formados por gravas arenosas y arenas con abundante grava y algo de fino, firmes, compactas y parcialmente cementadas.

La sección transversal del túnel es del tipo herradura, su altura interior alcanza a 9,60 m y un ancho libre en el ecuador de 8,40 m. La sección será revestida con hormigón proyectado de sostenimiento (e = 60 cm) en toda su longitud. Sobre este recubrimiento se proyecta un revestimiento de hormigón proyectado armado y platachado de 20 cm de espesor en toda la longitud del túnel.

El largo del túnel será de 247 m y su pendiente longitudinal es de 0,002.

La obra de entrada consistirá básicamente en una estructura de hormigón armado con dos pasadas rectangulares de 4,25 m de ancho por 8,40 de alto y una transición de sección rectangular a la herradura del túnel.

Dos compuertas metálicas de 4,25 x 8,40 m (ancho x alto) permitirán cerrar el túnel para llenar el embalse. Se dispuesto un mecanismo de levante de emergencia para una de las compuertas, que permitirá abrirla para vaciar el embalse durante su primer llenado.

La obra exterior, inmediatamente agua abajo del portal de salida, consistiría en una expansión rectangular de fondo plano, con una grada inicial vertical de 3,30 m de altura y de 12 m de ancho.

El Contrato de Construcción incluirá la construcción del Túnel de Desvío con sus obras de entrada y salida, las ataguías de aguas arriba y aguas abajo, el desvío del río, el suministro, montaje y pruebas de las compuertas de la obra de entrada y la ejecucción de la complementación y mantención de los caminos de acceso.

1.1.3 Desagüe de Fondo

El desagüe de fondo se ubicará en el túnel de desviación, en la zona del eje de la presa, y estará dotado de 2 pasadas blindadas de 2,20 m de ancho por 2,50 m de alto colocadas en un tapón de hormigón armado de 17 m de longitud.

Cada ducto blindado terminará en dos compuertas iguales tipo Bureau (válvulas compuertas) una de servicio y otra de emergencia.

Sobre la clave del túnel, a 139 m de la boca de entrada de éste, se ubicará el pique de válvulas, desde donde se montarán y operarán las compuertas.

El acceso a la zona de operación de las válvulas se hará mediante un pique vertical de 9,0 m de diámetro revestido con hormigón proyectado de 40 cm de espesor armado, que contará con un recinto de protección en la boca del pique.

El Contrato de Construcción incluirá la ejecución de las obras nombradas y el suministro, montaje y pruebas de las válvulas compuertas tipo Bureau.

1.1.4 Canal de Aducción

El canal de aducción, que permite alimentar a la cámara de carga y al evacuador de crecidas, capta en el embalse inmediatamente aguas arriba de la presa. Está diseñado

para un caudal de 411 m3/s y consiste en un canal trapecial revestido con hormigón, de 6,0 m de ancho basal, taludes 1,5/1 (H/V) y 10,7 m de alto (medio).

La longitud del canal es de 409,74 m y la cota del radier varía entre la 140,35 msnm y la 140,10 msnm dando origen a una pendiente de 0,0007. La berma tiene cota a la 151 msnm

El Contrato de Construcción incluirá la construcción de la totalidad del Canal de Aducción.

1.1.5 Evacuador de Crecidas

El evacuador de crecidas, diseñado para un caudal de 411 m3/s (crecida 1:1.000 años), nace desde el canal de aducción que capta desde el embalse Rucatayo.

El evacuador propiamente tal se inicia en una estructura de control de hormigón armado, consistente en 3 vanos de 5,50 m de ancho. A continuación de esta obra se desarrolla un rápido escalonado que termina en un disipador de energía de tipo resalto.

La estructura de control esta dotada de 3 compuertas de segmento de 5,50 m de ancho por 8,60 m de alto y de un juego de hojas tablas (compuerta de emergencia) que se colocan mediante un monorriel.

Como rápido de descarga se diseñó una caída escalonada de 84,3 m de longitud (en planta). Los escalones son de 5,0 m de largo por 2,0 m de alto. La sección transversal tendrá 19,50 m de ancho y muros laterales de altura variable.

El rápido entrega las aguas a un disipador de energía tipo resalto de 19,50 m de ancho, 34,12 m de largo y muros laterales de 10,60 m de altura. El colchón disipador termina en una estructura de 10 m de largo construida con enrocados de 500 kg consolidados con hormigón. Esta obra permite una adecuada entrega al río Pilmaiquén y además, con su grada colocada a la cota 110,15 msnm, fija el nivel de agua necesario para el correcto funcionamiento del disipador.

El Contrato de Construcción incluirá la totalidad de las obras indicadas y el suministro, montaje y pruebas de las compuertas de segmento y de las de emergencia del Evacuador de Crecidas.

1.1.6 Cámara de Carga

Desde el canal de aducción, a través de una obra de transición, se deriva, lateralmente, un canal rectangular de 14,00 m de largo que lo que conecta con la cámara de carga. Al término del canal, se ha dispuesto una estructura que permite colocar 2 compuertas de emergencia (hojas tablas), de 5,0 m de ancho por 10,0 m de alto, para aislar la cámara de carga.

La cámara de carga posee un muro central de hormigón armado que permite reducir la probabilidad de formación de vórtices. Este muro divide parcialmente la cámara de carga en dos cuerpos, de cada uno de ellos nacen tuberías de hormigón independientes que se conectan a cada unidad generadora. Se ha diseñado como una estructura rectangular de hormigón armado de 15 m de ancho, 37,7 m de longitud y una profundidad máxima de 14,80 m.

La cámara de carga termina en una estructura desde donde nacen las tuberías, en ella se ubica la reja y dos compuertas planas de cierre que servirán como elemento de protección de las tuberías.

El Contrato de Construcción incluirá la construcción de las obras indicadas y el suministro, montaje y pruebas de las compuertas y rejas.

1.1.7 Tuberías en presión

Entre la cámara de carga y la casa de máquinas se han dispuesto dos tuberías de hormigón armado de 5,0 m de diámetro, 80 cm de espesor y unos 45 m de longitud.

Las tuberías van apoyadas en toda su extensión y cubiertas por un relleno compactado hasta la cota de piso de generadores de la casa de máquinas.

El Contrato de Construcción incluirá la construcción de las obras indicadas.

1.1.8 Casa de Máquinas

La casa de máquinas estará ubicada al exterior y dispondrá de dos grupos turbogeneradores.

Ella consistirá en una estructura principal de 52,50 m de largo, 20,0 m de ancho (medidas entre ejes) y 20,0 m de altura en la que se ubicarán dos grupos turbogeneradores y el patio de montaje. En una estructura lateral se dispondrán la sala de control y de telecomunicaciones.

La estructura superior estará formada por pilares de hormigón armado, estructura metálica en el techo, muros laterales de hormigón armado y cubiertas de techo y laterales de acero.

El suministro y montaje de los equipos de generación, de las compuertas de evacuación, el suministro del equipamiento anexo, como Servicios Auxiliares, Puente Grúa y otros, será materia de otro contrato.

El Contrato de Construcción incluirá la construcción de la totalidad de las obras civiles de la Casa de Máquinas.

1.1.9 Restitución

La descarga de la central al río Pilmaiquén se efectuará mediante una estructura de hormigón armado que consiste en una sección rectangular de 33 m de ancho de 25,0 m de longitud.

Esta estructura de devolución al río consiste en un canalón, de sección trapecial de 33 m de ancho basal con taludes 1,5/1 (H/V), revestido con enrocado consolidado.

El Contrato de Construcción incluirá la ejecución de las obras indicadas.

1.1.10 Accesos y Saneamiento

El acceso a las obras se realizará desde el sur oriente mediante un camino de servicio de 6,0 m de ancho y que desarrolla un primer tramo, desde el camino público, de 630 m de longitud, pendiente máxima del 0,8%, a partir del cual se genera una bifurcación. La primera rama accede hacia la casa de máquinas, tiene una pendiente máxima de 9 %, será de 220 m de longitud hasta el rápido de descarga de la central, donde se contempla la construcción de un puente solidario a esta estructura (de 5,0 m de ancho), y la posterior plataforma de la casa de máquinas. La segunda rama tiene 310 m de longitud, su pendiente máxima es de 6 % y accede hacia el evacuador de crecidas.

Tanto la construcción del primer tramo de 630, m como los 208 m de la rama que va a casa de máquinas y los 211 m de la rama que va al evacuador, serán motivo de otro contrato.

El Contrato de Construcción incluirá la ejecución de todos los accesos faltantes, la mantención de los tramos construidos, puentes, obras de saneamiento y la iluminación de los caminos y del puente.

Para proteger los taludes, todas las excavaciones llevarán contrafosos y el correspondiente sistema de denaje.

1.2. DESCRIPCION SISTEMATICA DEL FLUJO DEL AGUA El muro de presa que se diseñó producirá un nivel de embalse del río hasta la cota 148 m snm, lo que se traduce en un volumen total de 5,2 millones de m3 y en un embalse de 46,6 ha de superficie y de 6,3 km de longitud.

El caudal luego de ingresar al embalse llega a la zona del muro donde, en la condición normal de funcionamiento, ingresará por la margen izquierda del embalse a un canal de aducción de sección trapecial de 6,0 m de ancho, taludes 3/2 (H/V) y 10,7 m de altura. A unos 216 m de iniciado el canal se dispone la estructura de compuertas de admisión a la cámara de carga, la cual tiene 15 m de ancho y una profundidad máxima de 14,8 m, al final de la cual se inician dos tuberías de presión de 5,0 m de diámetro y 45 m de longitud que conducen las aguas hasta dos turbinas Kaplan dispuestas al interior de una casa de máquinas. El caudal turbinado se devuelve al río mediante un corto canal de restitución cuya entrega se dispone unos 250 m aguas abajo del eje del muro de presa. Inmediatamente aguas arriba de la grada de entrega al río se dispone una toma lateral donde se capta el caudal ecológico de 12,0 m3/s y se lleva por un corto canal al pie del muro de presa donde se entrega al cauce.

Hasta el caudal de diseño de la central de 200 m3/s, el recorrido del agua será el descrito anteriormente, el excedente de caudal, si lo hubiere, no ingresará a la cámara de carga y continuará su recorrido por un canal similar al de aducción hasta el umbral de las compuertas dispuestas al inicio del evacuador de crecidas, por donde se entregará al río. El evacuador de crecidas se consideró escalonado, con un ancho de 19,50 m y un largo del orden de 84,30 m, al final del cual se dispuso de un colchón disipador de 32 m de longitud. El punto de restitución del caudal excedente al de diseño se ubica unos 400 m aguas abajo del eje del muro de presa.

Frente a la necesidad de vaciar el embalse, ello es posible realizarlo en forma controlada por el canal de aducción hasta la cota inicial del radier de éste, 140,35 msnm y bajo esa cota, a través del desagüe de fondo habilitado al interior del túnel de desvío. El caudal máximo de vaciado del desagüe de fondo es de 235 m3/s.

DIAGRAMA DEL FLUJO DEL AGUA

Restitución al río

Ingreso a casa de

máquinas y turbinado del

agua

Entrega por el desagüe

de fondo

Ingreso a la cámara de

carga

Entrega del caudal

ecológico

Si no se está generando o

ingresa al embalse más del

caudal de diseño el caudal se

entrega por el evacuador de

crecidas

Ingreso el agua al

embalse

Captación en la aducción