La presa de Croton (o planta hidroeléctrica de Croton ) es un dique de contención de tierra y un complejo de centrales eléctricas en el río Muskegon en el municipio de Croton , condado de Newaygo , Michigan . Fue construida en 1907 bajo la dirección de William D. Fargo por la Grand Rapids - Muskegon Power Company, predecesora de Consumers Energy . [3] [4] La presa de 40 pies de altura (12 m) retiene 7,2 mil millones de galones estadounidenses (6 mil millones de galones imperiales / 27 mil millones de litros) de agua en su embalse de 1209 acres (489 ha) y es capaz de producir 8850 kilovatios en el caudal máximo. [5] [6] Fue incluida 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 con base 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 de su rueda de molino a Thomson-Houston, una empresa eléctrica local emergente, para encender 12 farolas. Fascinado por el potencial, en menos 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 eléctricamente el centro de Jackson. [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 de harina, aserraderos y similares se reacondicionaron para generadores eléctricos, pero en algunos casos, se construyeron nuevas presas. A medida que mejoró la familiaridad con la tecnología, y la tecnología en sí, 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, fueron creados para el alumbrado público, con algo de iluminación residencial y comercial limitada. Dado que la transmisión de electricidad a largas distancias no se entendía bien, se ubicaron 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 aumento del uso industrial de la electricidad, superando la capacidad de los ríos más pequeños y las represas existentes. Por lo tanto, se buscaron ríos más grandes. En 1898, los hermanos Foote, trabajando con el socio de ingeniería Fargo, construyeron la presa Trowbridge sobre el 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 proyecto hidroeléctrico importante en el oeste de Michigan. [7] [9] Inicialmente afectada por pérdidas de energía durante la transmisión y otros problemas, la presa de Trowbridge proporcionó energía con éxito a un área más grande que las presas anteriores, después de que los hermanos Foote avanzaran en el estado del arte en aisladores y equipos de transmisión eléctrica . [9]
Grand Rapids era un gran mercado energético al que los Foote dirigieron su atención a continuación. Fargo asesoró a los hermanos Foote sobre posibles ubicaciones de energía hidroeléctrica en el río Muskegon , que tiene el segundo mayor desagüe de un río interior (no conectado con los Grandes Lagos ) de Michigan después del río Grand (que tiene una cuenca más grande y el mayor desagüe de los ríos interiores de Michigan). [10] [11] A diferencia del Grand, el Muskegon no es navegable , por lo que las represas no causarían dificultades con el tráfico fluvial. A través de una subsidiaria de su holding, Commonwealth Power , la Grand Rapids – Muskegon Power Company, en 1904 encargaron la construcción de la presa Rogers y la presa Croton en el Muskegon, así como la presa Webber en el río Grand. [12] Rogers, aguas arriba del Croton, se terminó primero, en 1906, pero Croton, ubicado donde el Little Muskegon se une desde el este, fue 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 de tierra 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 el aliviadero de la presa se completaron primero, y se utilizaron diseños de ingeniería contemporáneos convencionales. [1] [13]
Fargo construyó entonces una planta de bombeo que empleaba siete bombas rotativas accionadas eléctricamente para hacer subir el agua del río por una tubería de 250 mm (10 pulgadas) hasta un acantilado a unos 34 m (110 pies) por encima del río Muskegon. Una reducción del diámetro a 100 mm (4 pulgadas) aumentó la presión a unos 80 PSI, y el agua se introducía en boquillas a través de mangueras de goma flexibles. Las corrientes de agua a alta presión arrastraban una mezcla de agua y tierra hasta canaletas de hierro que encaminaban el material unos 240 m (800 pies) en una ligera pendiente de vuelta al sitio de la presa. A medida que se depositaba el material, se formaban capas y se dejaba que el agua se escurriera, compactándolo. Durante esta fase, se permitía que el río corriera por los canales de la central eléctrica y saliera por el aliviadero. [1] [13]
La presa de Croton es uno de los primeros ejemplos del uso de esta técnica al este del río Misisipi. La principal ventaja del método de compuertas hidráulicas era su coste. El coste total de la construcción del terraplén de 110 m de largo, que contenía 80 000 m3 de material, fue de tan solo 7076 dólares, o unos 7 céntimos por yarda cúbica de material movido. Fargo también utilizó este método para construir un relleno de 15 000 m3 para un puente de carretera que cruzaba el río Muskegon inmediatamente aguas abajo de la presa. El relleno que Fargo construyó para el acceso al puente de la carretera costó aproximadamente lo mismo. [1] [13]
La central eléctrica de Croton tiene dos edificios adyacentes conectados asimétricamente: el edificio del generador al oeste y el edificio de la turbina al este, dispuestos en forma de L. Unos 3000 pilotes de madera de roble sostienen una base de hormigón, con las paredes perimetrales apoyadas sobre pilotes de chapa de acero, que también evitan que el agua socave la base. Los dos edificios tienen unos 18 m de altura, con cerchas Warren que sostienen los techos, y se extienden unos 46 m por 24 m. [14]
Dos muros de contención de hormigón armado se extienden 12 m (40 pies) río arriba desde las esquinas noreste y noroeste del edificio del generador, formando un triángulo y sirven como ancla para una barrera flotante para basura que mantiene los desechos fuera de los pozos de la turbina. Un triángulo similar está formado por dos muros de contención de hormigón armado que se extienden 15 m (50 pies) río abajo desde el lado sur del edificio del generador. Un muro de contención de hormigón se extiende otros 43 m (140 pies) hacia el sur desde la punta de este triángulo. [14]
Cuando el edificio del generador entró en funcionamiento por primera vez, albergaba dos generadores horizontales Westinghouse con una potencia nominal original de 6600 voltios, que funcionaban a 225 rpm y producían corriente alterna trifásica de 60 ciclos. Estaban accionados por turbinas. El voltaje se elevaba a 100 000 voltios utilizando tres transformadores refrigerados por aceite conectados en delta con una capacidad de 3000 kilovatios. Estos se regulaban con interruptores de aceite, y los transformadores y el equipo de conmutación estaban alojados en el extremo sur del edificio del generador. [14]
La presa y la central hidroeléctrica de Croton se terminaron en 1907, y el 7 de septiembre de 1907 se celebró 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 empresas viajaron al 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 buena cena, seguida de puros y un partido amistoso de béisbol". [4]
Para lograr una transmisión eficiente de energía a lo largo de 50 millas (80 km) hasta Grand Rapids, se construyó una línea de alto voltaje de 100.000 voltios , la línea de transmisión de mayor voltaje del mundo en ese entonces. El Dr. Charles Steinmetz , el "mago" de General Electric , visitó el sitio y realizó pruebas en las líneas de transmisión en 1908. [6] El voltaje de la línea se incrementó a 110.000 voltios a principios de 1909. [14]
En 1915 se llevó a cabo una importante remodelación y ampliación de la capacidad de generación. Se añadieron turbinas y generadores adicionales, lo que difuminó la distinción entre los edificios. El edificio del generador recibió pares de turbinas horizontales cuádruples de Allis-Chalmers para impulsar los generadores horizontales de Westinghouse. Cada par de turbinas tiene una potencia nominal de 4000 caballos de fuerza cuando funcionan a 225 RPM con una altura hidráulica de 39 pies (12 m). El voltaje de funcionamiento de los dos generadores horizontales originales de Westinghouse se elevó a 7500 voltios, con un aumento correspondiente en el voltaje de línea de 110 000 a 115 000 voltios. [14]
El edificio de la turbina se modificó para albergar más equipos, lo que dio como resultado una reorganización de las paredes para agrandarlo y la adición de un frontón, similar en apariencia al del edificio del generador. Tiene un piso mucho más alto que el edificio del generador y recibió un par de grupos electrógenos/turbinas verticales. [14]
Los transformadores y equipos de conmutación fueron retirados 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, las presas de Croton y Rogers se unieron con la presa Hardy , situada entre ellas. La Hardy fue el último gran proyecto hidroeléctrico construido en Michigan por Consumers Energy. [7] Una vez completada, la presa de 40 pies (12 m) de altura almacenaría más tarde 7,2 mil millones de galones estadounidenses (6 mil millones de galones imperiales / 27 mil millones de litros) de agua en su embalse de 1209 acres (489 ha) y es capaz de producir 8850 kilovatios en el caudal máximo. [5] [6]
Una vez finalizada la construcción de la presa de Croton, se colocó un cartel histórico que decía:
La Grand Rapids - Muskegon Power Company (predecesora de la actual Consumers Energy Company) construyó la planta hidroeléctrica de Croton entre 1906 y 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 sitio, donde recibieron una visita guiada por la presa y la central eléctrica, así como una gran cena. Cuando la planta entró en pleno funcionamiento en septiembre de 1907, representó los últimos avances en generación y transmisión de energía eléctrica. Ingenieros de Rusia, Inglaterra, Francia, Italia, Japón e India vinieron a visitar la planta cuando se inauguró. La instalación está incluida en el Registro Nacional de Lugares Históricos. [15]
La planta hidroeléctrica de Croton fue incluida en el Registro Estatal 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 ID de estructura n.° 79001165. [3]
Si bien Croton hizo avanzar la tecnología hidroeléctrica de última generación, también sumergió importantes secciones de tramos pintorescos y de rápido caudal 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 una sección del río a la siguiente. Supuestamente causa 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. La presa de Croton y la de Hardy casi fallaron durante el pico de la inundación, causada por una tormenta que arrojó 14 pulgadas (36 cm) de lluvia sobre West Michigan en 48 horas. Los funcionarios de Consumers Energy afirmaron que "si la presa de Hardy hubiera fallado, la presa de Croton habría sido arrastrada por el agua 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, calificó las represas hidroeléctricas de "monstruos de hormigón y acero" y sugirió que se eliminaran 11 represas de Consumers Energy de los ríos Muskegon, Manistee y AuSable. [5] Los funcionarios locales luego reunieron firmas de petición de 14.000 personas que apoyaban la conservación de las represas. [5] El gobierno federal ha renovado la licencia de las represas hasta 2034, pero ha exigido cambios operativos para reducir sus efectos nocivos sobre el río Muskegon. [5]
La presa y la planta hidroeléctrica de Croton son propiedad de Consumers Energy , una empresa de energía eléctrica con sede en Jackson, Michigan , y están operadas por ella. Croton generó 44 millones de kilovatios hora de electricidad en 2006, lo que satisfaría 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 en diferentes modos, pero en conjunto producen un efecto neto de flujo de agua sobre el caudal. La propia Rogers tiene poco o ningún embalse y funciona en modo de flujo de agua, dejando pasar tanta agua como recibe. La Croton y la Hardy funcionan en conjunto. La Hardy, que tiene un embalse de mayor capacidad, turbinas más grandes y está aguas arriba de la Croton, funciona en modo de pico completo , lo que significa que el caudal del río se embalsa y se utiliza para generar electricidad durante los períodos de demanda máxima. Esto provoca amplias fluctuaciones en los caudales de agua y los niveles del embalse, normalmente con un bajo caudal de salida durante la noche, cuando la demanda de energía es menor. El pico completo era muy común en el pasado, pero debido a las fluctuaciones del caudal de salida, ahora es menos común. Sin embargo, con la Croton inmediatamente aguas abajo y sin ningún segmento de río (el embalse de Croton se extiende hasta la salida de Hardy), puede funcionar en modo de re-regulación, lo que permite que salga un caudal natural. El nivel del embalse de Croton fluctúa inversamente al del Hardy, subiendo durante el día y bajando durante la noche. Como el embalse de Hardy es tan grande, su nivel fluctúa alrededor de 4 pulgadas (10 cm) en total, mientras que el del embalse de Croton fluctúa alrededor de 9 pulgadas (23 cm). Durante la escorrentía de invierno y primavera, el nivel del Hardy puede fluctuar mucho más. Puede bajar hasta 12 pies (4 m) para satisfacer la demanda de energía en invierno, pero se requiere que regrese a los niveles normales a fines de abril cada primavera. [16]
En conjunto, las tres represas (Rogers, Hardy y Croton) pueden generar unos 45.500 kilovatios, de los cuales unos 30.000 provienen de Hardy. [6] El futuro a largo plazo de la represa es incierto, ya que los permisos de operación de las 13 represas de Consumers Energy en Michigan expirarán entre 2034 y 2041. En 2023, Consumers Energy planeó discutir el futuro de sus 13 represas hidroeléctricas en conversaciones comunitarias. [17]
