La presa de Croton (o planta hidroeléctrica de Croton ) es una presa de terraplén llena de tierra y un complejo de centrales eléctricas en el río Muskegon en el municipio de Croton , condado de Newaygo , Michigan . Fue construido en 1907 bajo la dirección de William D. Fargo por Grand Rapids-Muskegon Power Company, predecesora de Consumers Energy . [3] [4] La presa de 40 pies de altura (12 m) incauta 7,2 mil millones de galones estadounidenses (6 mil millones de galones imp. /27 mil millones de litros) de agua en su embalse de 1,209 acres (489 ha) y es capaz de producir 8.850 kilovatios en su punto máximo de salida. [5] [6] Fue incluido en el Registro Nacional de Lugares Históricos en 1979. [3]
La historia de la presa de Croton está entrelazada con la historia de William A. Foote (1854-1915) y James B. Foote (1867-1924), hermanos de Adrian , Michigan , con un floreciente imperio de energía eléctrica, junto con William G. Fargo, un ingeniero civil radicado en Jackson que diseñó plantas hidroeléctricas similares en todo el Medio Oeste. [1] [7]
William A. Foote era un operador de molino de 30 años en Adrian , Michigan , en 1884 cuando, en lo que entonces era un hecho común, proporcionó espacio y energía del eje desde la rueda de su molino a Thomson-Houston, una empresa eléctrica local. puesta en marcha, para encender 12 farolas. Fascinado por el potencial, al cabo de un año reclutó a su hermano James, que entonces tenía 17 años, y se mudó a Jackson , Michigan , y en 1886 fundaron conjuntamente Jackson Electric Light Works (una empresa predecesora de Consumers Energy ), que comenzó iluminando el centro de la ciudad. Jackson eléctricamente. [8] Los hermanos Foote establecieron empresas similares específicas de la ciudad en Battle Creek y Adrian en unos pocos años. En muchos casos, las presas ya construidas para molinos, aserraderos y similares fueron reacondicionadas para generadores eléctricos, pero en algunos casos se construyeron nuevas presas. A medida que mejoró la familiaridad con la tecnología y la tecnología misma, el alcance de los proyectos se volvió más ambicioso.
Los primeros proyectos de los hermanos Foote en Jackson, Battle Creek y Adrian, como la mayoría de los proyectos de energía eléctrica anteriores a 1900, se crearon para el alumbrado público, con algo de iluminación residencial y comercial limitada. Como no se entendía bien la transmisión de electricidad a largas distancias, estaban situadas cerca de las ciudades a las que servían. Pero la demanda de energía estaba creciendo, impulsada, entre otras cosas, por la llegada del tranvía y el mayor uso industrial de la electricidad, superando la capacidad de los ríos más pequeños y las represas existentes. Por eso se buscaron ríos más grandes. En 1898, los hermanos Foote, en colaboración con su socio de ingeniería Fargo, construyeron la presa Trowbridge a través del río Kalamazoo para abastecer a la ciudad de Kalamazoo . [7] La presa estaba ubicada cerca de Allegan , a unas 25 millas (40 km) de la ciudad, una distancia inaudita en ese momento, y fue el primer gran proyecto hidroeléctrico en el oeste de Michigan. [7] [9] Inicialmente acosada por la pérdida de energía durante la transmisión y otros problemas, la presa de Trowbridge proporcionó energía a un área más grande que las presas anteriores, después de que los hermanos Foote avanzaron en los últimos avances en aisladores y equipos de transmisión eléctrica . [9]
Grand Rapids era un gran mercado energético al que luego los Foote dirigieron su atención. Fargo asesoró a los hermanos Foote sobre posibles ubicaciones de energía hidroeléctrica en el río Muskegon , que tiene la segunda mayor salida de un río interior (que no conecta con los Grandes Lagos ) de Michigan después del Grand River (que tiene una cuenca más grande y la mayor salida de los ríos interiores de Michigan). ). [10] [11] A diferencia del Grand, el Muskegon no es navegable , por lo que las presas no causarían dificultades con el tráfico fluvial. A través de una filial de su holding, Commonwealth Power , Grand Rapids – Muskegon Power Company, en 1904 encargaron la construcción de las presas Rogers y Croton en Muskegon, así como la presa Webber en Grand River. [12] Rogers, aguas arriba del Croton, se terminó primero, en 1906, pero Croton, ubicado donde el Little Muskegon se une desde el este, era un proyecto más ambicioso. Un tercio del pueblo de Croton quedaría sumergido por el lago del embalse cuando comenzó a llenarse en agosto de 1907. [4] William D. Fargo fue enviado a supervisar la construcción y se desempeñó como ingeniero jefe. [3]
Fargo desarrolló nuevos métodos para la construcción de presas de terraplén sobre cimientos de suelos blandos, que utilizaban esclusas hidráulicas . La presa se construyó durante el verano, entre el 25 de junio y el 3 de septiembre de 1907. Las secciones de la central eléctrica y del aliviadero de la presa se completaron primero y utilizaron diseños de ingeniería contemporáneos convencionales. [1] [13]
Luego, Fargo construyó una planta de bombeo empleando siete bombas rotativas eléctricas, para mover el agua del río por una tubería de 10 pulgadas (250 mm) hasta un acantilado a unos 110 pies (34 m) sobre el río Muskegon. Una reducción del diámetro a 4 pulgadas (100 mm) aumentó la presión a aproximadamente 80 PSI y el agua se introdujo en las boquillas a través de mangueras de goma flexibles. Las corrientes de agua a alta presión arrastraron una mezcla de agua del suelo hacia canales de hierro que dirigieron el material unos 800 pies (240 m) en una ligera pendiente de regreso al sitio de la presa. A medida que se depositaba el material se iba estratificando y se dejaba escurrir el agua, compactándolo. Durante esta fase, se permitió que el río fluyera a través de los canales de la central eléctrica y saliera por el aliviadero. [1] [13]
La presa Croton es uno de los primeros ejemplos del uso de esta técnica al este del río Mississippi. La principal ventaja del método de esclusa hidráulica era su costo. El costo total de construcción del terraplén de 110 m (370 pies) de largo, que contenía 80.000 m 3 (104.000 yardas cúbicas ) de material, fue de sólo 7.076 dólares, o alrededor de 7 centavos por yarda cúbica de material movido. Fargo también utilizó este método para construir un relleno de 20.000 yardas cúbicas (15.000 m 3 ) para un puente de carretera que cruza el río Muskegon inmediatamente aguas abajo de la presa. El relleno que Fargo construyó para el acceso al puente de la autopista costó aproximadamente lo mismo. [1] [13]
La central eléctrica de Croton tiene dos edificios contiguos conectados asimétricamente: el edificio del generador al oeste y el edificio de la turbina al este, dispuestos en forma de L. Unos 3.000 pilotes de madera de roble sostienen una base de hormigón, mientras que los muros perimetrales se apoyan sobre pilotes de chapa de acero, que también evitan que el agua socave la base. Los dos edificios tienen aproximadamente 60 pies (18 m) de altura, con vigas Warren que sostienen los techos y se extienden aproximadamente 150 por 80 pies (46 por 24 m). [14]
Dos muros de contención de hormigón armado se extienden 40 pies (12 m) río arriba desde las esquinas noreste y noroeste del edificio del generador, formando un triángulo y sirven como ancla para una barrera flotante de basura que mantiene los desechos fuera de los pozos de las turbinas. Un triángulo similar está formado por dos muros de contención de hormigón armado que se extienden 50 pies (15 m) río abajo desde el lado sur del edificio del generador. Un muro de contención de hormigón se extiende 140 pies (43 m) adicionales al sur desde la punta de este triángulo. [14]
Cuando el edificio del generador entró en funcionamiento por primera vez, albergaba dos generadores horizontales Westinghouse originalmente clasificados para 6600 voltios, que operaban a 225 rpm y producían CA trifásicos de 60 ciclos. Fueron impulsados por turbinas. El voltaje se incrementó hasta 100.000 voltios utilizando tres transformadores refrigerados por aceite conectados en triángulo de 3.000 kilovatios de capacidad. Estos estaban regulados con interruptores de aceite, y los transformadores y los interruptores estaban alojados en el extremo sur del edificio del generador. [14]
La presa de Croton y la planta hidroeléctrica se completaron en 1907, y el 7 de septiembre de 1907 se llevó a cabo una gran inauguración en el pueblo (que lleva el nombre de Croton-on-Hudson, Nueva York ). [12] Los relatos contemporáneos informan que "el alcalde de Grand Rapids, George Ellis, y un gran contingente de funcionarios de la ciudad y de negocios viajaron hacia el norte, hasta el pueblo de Croton, en un tren especial. Después de recorrer la gran presa, se trasladaron a un campo cercano para disfrutar de una excelente cena. , seguido de puros y un partido amistoso de béisbol". [4]
Para lograr una transmisión de energía eficiente a lo largo de 50 millas (80 km) hasta Grand Rapids, se construyó una línea de alto voltaje de 100.000 voltios , que en ese momento era la línea de transmisión de mayor voltaje del mundo. El Dr. Charles Steinmetz , el "mago" de General Electric , visitó el lugar y realizó pruebas en las líneas de transmisión en 1908. [6] El voltaje de la línea se aumentó a 110.000 voltios a principios de 1909. [14]
En 1915 se llevó a cabo una importante renovación y ampliación de la capacidad de generación. Se agregaron turbinas y generadores adicionales, desdibujando la distinción entre los edificios. El edificio del generador tiene pares de turbinas horizontales cuádruples Allis-Chalmers para impulsar los generadores horizontales Westinghouse. Cada par de turbinas tiene una potencia de 4000 caballos de fuerza cuando se opera a 225 RPM con una altura hidráulica de 39 pies (12 m). El voltaje de funcionamiento de los dos generadores horizontales Westinghouse originales se elevó a 7.500 voltios, con el correspondiente aumento en el voltaje de línea de 110.000 a 115.000 voltios. [14]
El edificio de la turbina se modificó para admitir más equipos, lo que resultó en una reorganización de las paredes para agrandarlo y se le agregó un hastial, similar en apariencia al del edificio del generador. Tiene un piso mucho más alto que el edificio del generador y recibió un par de conjuntos verticales de turbina/generador. [14]
Los transformadores y el equipo de conmutación se retiraron del edificio del generador en 1930, cuando entró en servicio un patio de maniobras/subestación independiente al oeste del aliviadero. [14] Poco después, en 1931, a las presas Croton y Rogers se unió la presa Hardy , situada entre ellas. Hardy fue el último gran proyecto hidroeléctrico construido en Michigan por Consumers Energy. [7] Una vez terminada, la presa de 40 pies (12 m) de altura incautaría 7,2 mil millones de galones estadounidenses (6 mil millones de galones imp. /27 mil millones de litros) de agua en su embalse de 1,209 acres (489 ha) y es capaz de de producir 8850 kilovatios en el pico de salida. [5] [6]
Se colocó un marcador histórico en la presa de Croton, después de su finalización. Decía:
Grand Rapids - Muskegon Power Company (predecesora de la actual Consumers Energy Company) construyó la planta hidroeléctrica de Croton en 1906-1907. La planta y su línea de transmisión de 110.000 voltios (el voltaje más alto en uso en ese momento) atrajeron la atención internacional. Los espectadores curiosos viajaron en trenes de excursión hasta el lugar, donde recibieron un recorrido por la presa y la central eléctrica, así como una gran cena. Cuando la planta entró en pleno servicio en septiembre de 1907, representaba los últimos avances en generación y transmisión de energía eléctrica. Ingenieros de Rusia, Inglaterra, Francia, Italia, Japón e India vinieron a recorrer la planta cuando se inauguró. La instalación figura en el Registro Nacional de Lugares Históricos. [15]
La planta hidroeléctrica de Croton figuraba en el Registro del Estado de Michigan y recibió un Marcador Histórico de Michigan (sitio S0684). El marcador fue reemplazado por uno nuevo en 2005. [15] Luego, el sitio fue incluido en el Registro Nacional de Lugares Históricos en 1979 como estructura ID # 79001165. [3]
Si bien Croton avanzó en los últimos avances en ingeniería hidroeléctrica, también sumergió importantes secciones de tramos pintorescos y de rápido flujo de los ríos Muskegon y Little Muskegon. [5] Algunos conservacionistas creen que la presa Croton y las otras presas del Muskegon dividen el río de 219 millas (352 km) de largo en unidades más cortas y ecológicamente disfuncionales. [5] Bloquea el paso de los peces de un tramo del río al siguiente. Supuestamente provoca cambios potencialmente dañinos en la temperatura del agua y los niveles de oxígeno en un tramo del río aguas abajo de la presa, según datos de la empresa. [5]
La presa se vio amenazada por las lluvias durante la inundación de septiembre de 1986. Croton y Hardy casi fallan durante el pico de la inundación, causada por una tormenta que arrojó 14 pulgadas (36 cm) de lluvia en el oeste de Michigan en 48 horas. Los funcionarios de Consumers Energy declararon que "si la presa Hardy hubiera fallado, la presa Croton habría sido arrasada y todas las comunidades desde Croton hasta Muskegon habrían quedado sumergidas bajo varios pies de agua". [5]
Posteriormente, en 1989, el director de pesca del estado de Michigan, John Robertson, caracterizó las represas hidroeléctricas como "monstruos de hormigón y acero" y sugirió que se eliminaran 11 represas de Consumers Energy de los ríos Muskegon, Manistee y AuSable. [5] Luego, los funcionarios locales reunieron firmas de petición de 14.000 personas que apoyaban el mantenimiento de las represas. [5] El gobierno federal ha vuelto a otorgar licencias a las represas hasta 2034, pero ha requerido cambios operativos para reducir sus efectos nocivos en el río Muskegon. [5]
La presa Croton y la planta hidroeléctrica son propiedad y están operadas por Consumers Energy , una compañía de energía eléctrica con sede en Jackson, Michigan . Croton generó 44 millones de kilovatios hora de electricidad en 2006, lo que cubriría el consumo eléctrico anual de unos 6.000 clientes residenciales. [4]
Las tres represas, Rogers, Hardy y Croton (todas propiedad de Consumers Energy y operadas por ella), funcionan de diferentes modos, pero en conjunto producen un efecto neto de paso del río sobre el flujo de agua. El propio Rogers tiene poco o ningún embalse y corre como un río, pasando por tanta agua como recibe. Croton y Hardy trabajan en concierto. El Hardy, que tiene un embalse de mayor capacidad, turbinas más grandes y está aguas arriba del Croton, funciona en modo máximo , lo que significa que el caudal del río se incauta y se utiliza para generar electricidad durante los períodos de máxima demanda. Esto provoca amplias fluctuaciones en los flujos de agua y los niveles de los embalses, generalmente con un caudal bajo durante la noche, cuando la demanda de energía es más baja. El pico total alguna vez fue muy común, pero debido a las fluctuaciones del flujo de salida, ahora es menos común. Sin embargo, con el Croton inmediatamente aguas abajo y sin ningún segmento de río (el embalse de Croton se extiende hasta la salida de Hardy), se puede operar en modo de re-regulación, permitiendo que salga un caudal natural. El nivel del embalse de Croton fluctúa inversamente con el Hardy, subiendo durante el día y bajando durante la noche. Dado que el embalse de Hardy es tan grande, su nivel fluctúa alrededor de 4 pulgadas (10 cm) en total, mientras que el embalse de Croton fluctúa alrededor de 9 pulgadas (23 cm). Durante la escorrentía de invierno y primavera, se permite que el Hardy fluctúe mucho más. Se puede reducir hasta 12 pies (4 m) para satisfacer la demanda de energía en invierno, pero se requiere que vuelva a los niveles normales a fines de abril de cada primavera. [dieciséis]
Juntas, las tres represas (Rogers, Hardy y Croton) pueden generar alrededor de 45.500 kilovatios, de los cuales alrededor de 30.000 provienen de Hardy. [6] Consumers Energy discutirá el futuro de sus 13 represas hidroeléctricas en conversaciones comunitarias: https://www.mlive.com/public-interest/2023/09/consumers-energy-to-discuss-the-future-of- sus-13-represas-hidroeléctricas-en-conversaciones-comunitarias.html
