La central hidroeléctrica Robert-Bourassa , anteriormente conocida como La Grande-2 ( LG-2 ), es una central hidroeléctrica situada en el río La Grande que forma parte del proyecto James Bay de Hydro-Québec en Canadá . La central puede generar 5.616 MW y sus 16 unidades se pusieron en funcionamiento gradualmente entre 1979 y 1981. [1] La generación anual se sitúa en torno a los 26.500 GWh. [2]
Junto con la central generadora adyacente La Grande-2-A (LG-2-A) de 2106 MW , puesta en servicio en 1991-1992, utiliza el sistema de embalse y presa del embalse Robert-Bourassa para generar electricidad. Las dos plantas en conjunto representan más del 20% de la capacidad instalada total de Hydro-Québec de 36.810 MW en 2009. [1] Es la central hidroeléctrica más grande de Canadá , ocupa el puesto 15 en la lista de las centrales hidroeléctricas más grandes y es la central eléctrica subterránea más grande del mundo . [3]
Inicialmente conocida como La Grande-2, recibió el nombre de Robert Bourassa , quien, como Primer Ministro de Quebec (1970-1976 y 1985-1994), dio un impulso político vital al Proyecto de la Bahía James.
La central Robert-Bourassa es la instalación principal del proyecto hidroeléctrico de la bahía de James , un gran complejo hidroeléctrico construido sobre el río La Grande , un gran río en la zona norte de Quebec, escasamente poblada . También fue la primera en construirse, entre 1974 y 1981. Fue inaugurada por el primer ministro de Quebec, René Lévesque , el 27 de octubre de 1979.
Los trabajos de diseño de la central generadora, la presa y el embalse comenzaron en octubre de 1970, cuando Hydro-Québec encargó a la empresa de ingeniería Rousseau Sauvé Warren (RSW), con sede en Montreal, la preparación de un estudio de viabilidad para un complejo hidroeléctrico en el río La Grande. Otra empresa de ingeniería, Asselin, Benoît, Boucher, Ducharme & Lapointe (ABBDL), se encargó de un estudio de viabilidad sobre los ríos NBR (Nottaway, Broadback, Rupert), más al sur. En RSW, el desarrollo del río La Grande fue defendido por François Rousseau, uno de los asociados de la empresa y ex ingeniero superior de Hydro-Québec. [4]
En 1972 se tomó la decisión final de construir el complejo hidroeléctrico en el sistema hidrográfico de La Grande, después de que los ingenieros determinaran que el proyecto de la NBR sería menos rentable debido a la naturaleza limosa de los suelos en el área de la NBR. La opción de La Grande tenía las ventajas adicionales de un menor impacto en la caza y la pesca de las Primeras Naciones, en el bosque boreal y requeriría menos inundaciones. [5] .
La presa principal está situada a 117,5 kilómetros de la desembocadura del río, en la zona de transición entre la meseta y la llanura costera, y tiene una altura máxima de 162 metros. Veintinueve diques de diversos tamaños cierran el embalse. Están organizados en tres grupos: los diques D1-D4 están situados al norte del aliviadero, apodados la Escalera de los Gigantes , [6] los D5-D14 están situados en la orilla izquierda del río mientras que un tercer grupo, apodado los diques Duncan (D17-D27), se encuentra a 30 kilómetros al sur. La presa y los diques contienen un embalse que cubre un área de 2.835 kilómetros cuadrados (1.095 millas cuadradas) con una capacidad útil de 19.365 millones de m³. [7]
La central generadora se encuentra a 137,2 metros (450 pies) bajo tierra , a 6 kilómetros (3,7 millas) aguas abajo de la presa principal. Alberga 16 turbinas Francis, instaladas en dos grupos de ocho cada uno. [7]
En 1974, en uno de los casos más extremos de sabotaje laboral hasta ese momento, los trabajadores de la planta La Grande-2 utilizaron excavadoras para derribar generadores eléctricos, dañar tanques de combustible e incendiar edificios. El proyecto se retrasó un año y el costo directo de los daños se estimó en 2 millones de dólares canadienses. Las causas no estaban claras, sin embargo se han citado tres factores: la rivalidad entre sindicatos, las malas condiciones de trabajo y la arrogancia percibida de los ejecutivos estadounidenses en la empresa contratista, Bechtel Corporation . [8]
El primer paso hacia la construcción de la central eléctrica La Grande-2 tuvo lugar en junio de 1971, en Matagami , un pequeño pueblo minero situado a 630 kilómetros (390 millas) al sur del río La Grande. La empresa de ingeniería Desjardins, Sauriol and Associates se encargó de la construcción de una carretera básica hasta el futuro emplazamiento y el asentamiento cree de Fort George. El plazo era ajustado: 720 kilómetros (450 millas) en 450 días. [10]
El primer desafío consistió en desplegar equipos de topógrafos y leñadores en hidroaviones y helicópteros para despejar un camino para una carretera permanente. Paralelamente al camino, a unos pocos kilómetros de distancia, se construyó una carretera de hielo para trasladar maquinaria pesada hacia el norte. El primer hito se alcanzó el 11 de febrero de 1972, con la apertura del puente de hielo de 555 metros (1.821 pies) [11] que cruza el río Rupert. [12]
El camino temporal llegó al río La Grande en diciembre de 1972, lo que permitió el nivel mínimo de acceso necesario para comenzar las obras, es decir, para construir viviendas para las miles de personas que trabajarían en la presa durante la siguiente década. El 20 de octubre de 1974 se terminó de construir un camino permanente pavimentado con grava, con un coste de 348 millones de dólares, que se pavimentó durante los dos años siguientes.
La primera etapa de la construcción fue la desviación temporal del río La Grande; los túneles tenían que ser lo suficientemente grandes para proteger el sitio de construcción de las inundaciones, pero no tan grandes como para aumentar innecesariamente el costo. Se perforaron dos túneles de desviación en la orilla izquierda del río y se inauguraron el 27 de abril de 1975. Durante los siguientes tres años y medio, el flujo del río se desviaría a través de los túneles. Cada túnel tenía 14,8 metros (49 pies) de ancho y 18 metros (59 pies) de alto; el túnel norte tenía 730 metros (2.400 pies) de largo y el sur, 830 metros (2.720 pies). Los túneles fueron diseñados para transportar el flujo de inundación de 65 años del río La Grande, calculado en 7.500 metros cúbicos por segundo (260.000 pies cúbicos/s).
Como el calendario original de construcción preveía que la obra se terminaría el 15 de febrero de 1980, el túnel de desviación sur debía cerrarse en noviembre de 1978, durante el estiaje del río en invierno. Sin embargo, el plazo se adelantó 60 días y el túnel tuvo que ser reforzado para soportar las duras condiciones del otoño.
Una vez terminada la presa, los túneles todavía se utilizan como obras de control de inundaciones y tienen un caudal de diseño de 3.100 metros cúbicos por segundo (110.000 pies cúbicos/s).
La presa Robert-Bourassa está situada a 117,5 kilómetros (73,0 millas) de la desembocadura del río La Grande, en la zona de transición entre la meseta Laurentiana (el elevado Escudo Canadiense ) y la llanura costera. Tiene una altura máxima de 162 metros (531 pies) y una longitud de 2.836 metros (9.304 pies) en la cresta. El núcleo de la presa de relleno de tierra está hecho de morrena glaciar que es impermeable y está disponible en grandes cantidades dentro de un radio de 10 kilómetros (6,2 millas) del sitio de la presa, debido a la extensa glaciación del área durante la última edad de hielo . El núcleo está ligeramente inclinado aguas arriba, para aumentar la resistencia contra la inmensa presión del agua en el embalse. Las capas superiores consisten en zonas de relleno de grosor variable y están revestidas con escollera para reducir la erosión.
El plan original preveía la construcción de una presa de hormigón con relleno de roca , pero se rechazó en favor de un diseño de terraplén más convencional, en parte por el menor coste y también porque habría que inspeccionar la cara de hormigón de vez en cuando, lo que requeriría el drenaje del embalse. Debido al enorme tamaño del embalse, esto sería esencialmente imposible.
Para mantener el embalse a su altura operativa de 175,3 metros (575 pies), 29 diques rodean la cuenca del embalse en varios lugares. Los diques D-1 a D-4 están ubicados inmediatamente al norte; D-5 a D-14 (los "diques de la cámara de carga") al sur; y D-17 a D-27 (los "diques Duncan") aproximadamente 30 millas (48 km) más al sur. Varían en tamaño desde D-26B, de 82 metros (269 pies) de largo, hasta D-20, de 6.052 metros (19.856 pies) de largo.
Con una superficie de 2.835 kilómetros cuadrados (1.095 millas cuadradas), mayor que la de Luxemburgo , el enorme embalse Robert-Bourassa se alimenta de una cuenca de captación de 32.480 kilómetros cuadrados (12.540 millas cuadradas) aguas arriba, además de las derivaciones de agua del Proyecto de la Bahía James , el embalse de Caniapiscau y el proyecto de derivación EOL ( Eastmain -Opinaca-La Grande). Aproximadamente 19,365 kilómetros cúbicos (15.699.000 acre⋅ft) son almacenamiento activo o utilizable para la generación de energía, de un volumen total de 61,4 kilómetros cúbicos (49.800.000 acre⋅ft). Debido a su gran tamaño, está habitado por una diversa variedad de flora y fauna acuáticas.
El 27 de noviembre de 1978 se cerraron los túneles de desviación y el agua empezó a acumularse detrás de la presa. El enorme embalse tardó más de un año en llenarse por completo. Al principio, el agua subió muy rápido: 43 metros (141 pies) durante la primera semana, y 15 metros (49 pies) solo el primer día. El embalse alcanzó su nivel operativo mínimo de 167,6 metros (550 pies) el 2 de septiembre de 1979 y alcanzó su nivel máximo normal de 175,3 metros (575 pies) en diciembre de 1979.
La construcción de los diques Duncan bloqueó parcialmente el flujo del río Dessaulniers, que se encuentra al sureste del embalse Robert-Bourassa. El río desembocaba en el lago Dessaulniers a una altura de 143,3 metros (470 pies), 32 metros (105 pies) por debajo del nivel del embalse Robert-Bourassa. Para evitar la inundación de 30 kilómetros cuadrados (12 millas cuadradas) adicionales y preservar el lago en su estado natural, se instaló una estación de bombeo que extrae agua del Dessaulniers al embalse Robert-Bourassa. La estación de bombeo fue diseñada para extraer un promedio anual de 2,8 metros cúbicos por segundo (99 pies cúbicos/s), de un área de drenaje de 160 kilómetros cuadrados (62 millas cuadradas).
La estación de bombeo se puso en funcionamiento en junio de 1977. Está compuesta por cuatro bombas con una capacidad de 1,7 metros cúbicos por segundo (60 pies cúbicos/s) cada una, con una elevación máxima de 54,3 metros (178 pies). Cada bomba está accionada por un motor de 1.120 KW (1.500 CV). La estación de bombeo también sirvió para desviar el agua del cauce del río Dessaulniers, durante la construcción del dique D-20.
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El aliviadero , apodado Escalera de los Gigantes , está cerca del extremo norte de la presa principal y es parte del dique D-4. Consiste en una estructura de control de hormigón y una cascada artificial que descarga en un cuenco amortiguador debajo de la presa. El aliviadero tiene ocho compuertas de 12,2 metros (40 pies) de ancho, separadas por columnas de 4,3 metros (14 pies) de espesor. Las compuertas se abren y cierran mediante cabrestantes de cable , para controlar los derrames. Las ocho compuertas se abren todas al mismo tiempo una vez cada 15 años. [13]
Tras atravesar las compuertas, la energía cinética del agua se disipa en un estanque de 135 x 122 metros (443 pies × 400 pies) situado al pie de la estructura de control. A continuación, fluye por un canal de roca de 1.500 metros (4.900 pies) de longitud con un desnivel de 110 metros (360 pies) en su camino de regreso al río La Grande. El canal tiene 10 escalones que varían de 9,1 a 12,2 metros (30 a 40 pies) de altura y de 127 a 200 metros (417 a 656 pies) de longitud. El caudal aumenta de 11 metros por segundo (36 pies/s) en la parte superior del aliviadero a 22 metros por segundo (72 pies/s) en la parte inferior.
La central hidroeléctrica Robert-Bourassa , antes llamada La Grande-2 o LG2, está situada bajo tierra a unos 6 kilómetros (3,7 millas) aguas abajo de la presa principal. Con una capacidad instalada de 5.616 megavatios , es la central eléctrica más grande propiedad de Hydro-Québec y la central eléctrica subterránea más grande del mundo. El 27 de octubre de 1979, 3.000 personas se reunieron para la inauguración de la central por parte del primer ministro de Quebec, René Lévesque .
El complejo subterráneo, que incluye un túnel de servicio, la sala de generación y una cámara de compensación , requirió la excavación de 2.350.000 metros cúbicos (83.000.000 pies cúbicos) de material. La planta fue construida por Rousseau Sauvé Warren (RSW) de Montreal. A diferencia de otras instalaciones del Proyecto James Bay, la LG2 se construyó según especificaciones imperiales en lugar de métricas, a pesar de que Canadá había adoptado el sistema métrico en la década de 1970.
A la central se puede acceder tanto por ascensor como por túnel. La planta cuenta con 16 turbinas Francis , divididas en dos grupos de ocho cada uno, y separadas por una zona de montaje, talleres, sala de control, hueco de ascensor y sistema de ventilación.
Las turbinas fueron construidas por dos socios de James Bay Energy (SEBJ). Las unidades 1, 3, 5, 7, 10, 12, 14 y 16 fueron construidas por Marine Industries Limited (MIL), mientras que las unidades 2, 4, 6, 8, 9, 11, 13 y 15 fueron construidas por la canadiense General Electric (alternadores) y Dominion Engineering Works (turbinas). Los dos grupos tienen características algo diferentes. Las turbinas fabricadas por MIL son más ligeras, 96 toneladas en comparación con 111, y tienen quince palas, en comparación con las 11 del otro grupo.
Cada turbina tiene una potencia nominal de 339 MW a una altura de 137 metros (449 pies) y una velocidad de 133,33 rpm. Los generadores tienen una potencia nominal de 370 megavoltiamperios (MVA), que aumenta a 390 MVA en invierno.
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