La presa Sayano-Shushenskaya ( en ruso : Сая́но-Шу́шенская гидроэлектроста́нция , Sayano-Shushenskaya Hydroelektrostantsiya ) está situada en el río Yeniséi , cerca de Sayanogorsk en Jakasia , Rusia . Es la planta de energía más grande de Rusia y la duodécima planta hidroeléctrica más grande del mundo, por generación de energía promedio. El nombre legal completo de la planta de energía, OJSC [Sociedad Anónima Abierta] PS Neporozhny Sayano-Shushenskaya HPP [central hidroeléctrica] , hace referencia al Ministro de Energía y Electrificación de la época soviética, Pyotr Neporozhny. [1] A partir de 2009 [actualizar]el director de la central eléctrica era Valery Kyari. [2]
La planta es operada por RusHydro . [3] En 2009, era la planta de energía más grande de Rusia y la sexta planta hidroeléctrica más grande del mundo por generación de energía promedio. Proporciona más de una cuarta parte de la capacidad de generación de RusHydro . [4] [5] La planta operaba diez turbinas hidroeléctricas del tipo РО-230/833-0-677 [6] fabricadas en Leningradsky Metallichesky Zavod , cada una con una capacidad de 640 MW a 194 metros (636 pies) de altura. [7] La capacidad instalada total de la planta es de 6.400 MW; su producción anual promedio es de 23,5 TWh, que alcanzó su punto máximo en 2021 con 29,4 TWh. [8]
Las construcciones de la estación incluyen la presa, un edificio de la planta de energía ubicado cerca de la presa y un aliviadero adicional que está en construcción. La presa de arco-gravedad tiene 242 metros (794 pies) de altura. Tiene una longitud de cresta de 1.066 metros (3.497 pies), un ancho de cresta de 25 metros (82 pies), un ancho de base de 105,7 metros (347 pies) y una altura máxima de 220 metros (720 pies). Consiste en una presa sólida en la margen izquierda de 246,1 metros (807 pies) de largo, una presa de potencia de 331,8 metros (1.089 pies) de largo, una presa de aliviadero de 189,6 metros (622 pies) de largo y una presa sólida en la margen derecha de 298,5 metros (979 pies) de largo. [9] Es, con mucho, la más grande de las dos únicas presas de arco-gravedad en Rusia. La presión del agua en la presa es de aproximadamente 30 millones de toneladas, de las cuales el 60% es neutralizada por el propio peso de la presa y el 40% es transportado a la roca de la orilla [10].
La presa está construida para soportar "con seguridad" terremotos de hasta 8 en la escala de Richter , y fue registrada por el Libro Guinness de los Récords Mundiales como la construcción más fuerte de su tipo. [11]
La presa sostiene el embalse Sayano-Shushenskoe, con una capacidad total de 31,34 km3 , una capacidad útil de 15,34 km3 y una superficie de 621 km2 .
La central es la más importante que contribuye al consumo máximo en los Sistemas Energéticos Unificados de Rusia . Más del 70% de la energía eléctrica generada se destina a las cuatro fundiciones de Rusal en Siberia. [12]
En años de fuertes lluvias, se pierden entre 1.600 y 2.000 GWh debido a la falta de capacidad de transmisión de las líneas de alta tensión, y parte del agua no llega a las turbinas. Para evitarlo, el 15 de diciembre de 2006 se puso en marcha una nueva planta de aluminio.
La decisión de construir la central eléctrica se tomó en 1960. El 4 de noviembre de 1961, los geólogos llegaron a la zona y se eligió una ubicación exacta. [13] La construcción comenzó en 1963 y la primera turbina entró en funcionamiento el 18 de diciembre de 1978. La planta entró en pleno funcionamiento en diciembre de 1985. Fue parcialmente reconstruida en 1987 y en 1991. [4] La planta fue diseñada por la sucursal de Leningrado (ahora San Petersburgo) del instituto Hydroproject ( Гидропроект , Gidroproyekt ), Lenhydroproject .
Tras el colapso de la Unión Soviética , la central eléctrica fue privatizada en 1993, y RAO UES se convirtió en el principal accionista. En abril de 2003, el Gobierno de Jakasia, por iniciativa del gobernador Alexei Lebed, presentó una demanda para invalidar el acuerdo. [14] En abril de 2004, el Arbitraje de Siberia Oriental invalidó el acuerdo; sin embargo, fue anulado por el Tribunal Supremo de Arbitraje. [15]
La planta se cerró después de un accidente el 17 de agosto de 2009. Algunas de las turbinas antiguas se reiniciaron temporalmente, pero todas se están reemplazando secuencialmente con equipos actualizados y más eficientes. A partir de noviembre de 2014, los 10 generadores están operativos. [16]
En 1998, el Ministerio de Situaciones de Emergencia de Rusia afirmó que "la construcción de la estación [había] cambiado peligrosamente" y que el muro de la presa podría no soportar las presiones cada vez mayores de las inundaciones anuales de primavera. [17] [18] Dado que el basamento de la presa está debilitado, la presión de 30 millones de toneladas de agua no se divide en un 40% hacia las rocas de la costa y un 60% hacia el propio peso de la presa, como se diseñó originalmente. La mayor parte de la presión del agua y probablemente parte del propio peso de la presa se dirige hacia las rocas de la costa, ya que la presa no está construida para soportar tal división de presión. [ cita requerida ]
También hubo problemas con la creciente filtración de agua a través del hormigón de las presas. En 1993, la empresa francesa "Soletanche Bachy" impregnó las construcciones de las presas con resinas, lo que redujo la filtración y mejoró sustancialmente la situación. Posteriormente, la impregnación fue repetida por empresas rusas.
En 1996 se reparó el concreto del lado del embalse en los niveles de 344 a 388 metros [19] Al mismo tiempo, se impregnó el suelo debajo de la presa y sosteniéndola por los lados, para disminuir la filtración de agua. [19]
En 2004, BBC Monitoring citó un informe de noticias de la televisión rusa que decía que los operadores de la presa se habían visto obligados a construir un muro de entrada de agua adicional para aliviar las presiones de las inundaciones de primavera. [20]
El 8 de septiembre de 2009, la Cámara de Cuentas de la Federación de Rusia informó de que en 2007 se había realizado una auditoría de la central y que era necesario sustituir el 85% de todo el equipo tecnológico. Se envió una notificación oficial al Gobierno y a la Fiscalía General. [21]
El 11 de septiembre de 2009, RusHydro anunció el estado de la presa, afirmando que no es peligrosa porque tiene alrededor de 11.000 sensores en 10 galerías longitudinales y que todas las secciones de la presa están bajo monitoreo continuo. [22] Según RusHydro, los desplazamientos de la presa son reversibles e irreversibles según la estación. Los movimientos se han reducido en los últimos años. El desplazamiento máximo (141,5 milímetros) se registró en 2006 en la sección central de la presa n.° 33, que sin embargo estaba por debajo del máximo permitido de 145,5 milímetros. Según RusHydro, el alcance del desplazamiento entre las patas de anclaje y la sala de máquinas no supera los 2,3 milímetros, que es menor que el ancho entre ellos (50 milímetros), y por lo tanto la presa no puede inundar la sala de máquinas. Además, según RusHydro, la presa está construida para soportar fuerzas 2,4 veces más fuertes que las fuerzas reales que actúan sobre ella. El aliviadero está construido para un caudal máximo de 13.600 m3 / s, el vertido real máximo puede ser de 7.000-7.500 m3 / s, ya que un vertido mayor inundará las aldeas que se encuentran debajo de la presa. [22]
La evaluación oficial de RusHydro fue considerada demasiado optimista por la oposición. La presa, que no tiene grandes estructuras de control de inundaciones aguas arriba, debe soportar el peso de las crecidas primaverales y, debido a un invierno nevado y un deshielo tardío, en la primera semana de junio de 2010 la cantidad de agua de inundación primaveral fue aproximadamente el doble de lo normal (alcanzando un máximo de 9.700 m 3 /s el 5 de junio y se espera que se mantenga alrededor de 7.000 m 3 /s durante la segunda y tercera semanas de junio). [23] [24] Debido al accidente de agosto de 2009, solo 2 de las 10 turbinas estaban operativas y eran capaces de canalizar solo 690 m 3 /s de agua. [25] En consecuencia, la mayor parte del agua que entra al embalse debe drenarse a través de un aliviadero mal diseñado, que ya había sufrido daños importantes como resultado de las inundaciones de primavera de 1985 y 1988. Al 8 de junio, el drenaje a través del aliviadero era de aproximadamente 5.000 m 3 /s. [26] Si bien sería posible aumentar el drenaje del aliviadero a 7.000-7.500 m 3 /s, dicha operación se consideró anteriormente insegura para la estructura, [27] y podría resultar en una mayor erosión de la base ya debilitada de la presa incluso mientras el embalse continúa llenándose. El daño se produciría por el impacto directo del agua que cayera al pozo del aliviadero (que, una vez destruido su revestimiento de losa de hormigón, expondría y erosionaría el soporte de roca del lecho de la presa), así como por las intensas vibraciones creadas por la cascada, que la presa de hormigón, al carecer de refuerzo de acero, no está diseñada para soportar durante períodos prolongados. [28] Hasta la fecha, sólo se ha completado una sección del aliviadero de derivación, que sólo es capaz de conducir 2.000 m 3 /s de agua, [29] lo que significa que el aliviadero principal, probablemente ya desgastado y dañado por la fuerte deposición de hielo del invierno de 2009 en la presa, debe seguir funcionando durante algún tiempo antes de que sea posible realizar reparaciones.
Esta situación ha llevado a una parte de la población local a solicitar el vaciado controlado del embalse y la deconstrucción de la presa, ya que las consecuencias de la rotura de la presa, en caso de producirse, serían catastróficas. La ola de inundación resultante, que podría alcanzar entre 50 y 200 metros de altura cerca de la rotura y desplazarse a una velocidad de hasta 200 km/h, destruiría la central hidroeléctrica de Maynskaya, situada aguas abajo, en cuestión de minutos; la cercana ciudad de Sayanogorsk se inundaría en menos de media hora, y la zona densamente poblada que incluye Abakan y Minusinsk (en total, más de 200.000 personas), en un plazo de entre 40 minutos y varias horas. Tras llegar a la central hidroeléctrica de Krasnoyarskaya , situada más abajo, la ola de inundación elevaría el embalse unos 10 metros y desbordaría la presa, destruyendo la maquinaria de la central. Si esa presa también fallara (lo cual existe en este escenario), la masa de agua resultante podría arrasar la ciudad de Krasnoyarsk y sus suburbios, ahogando o desplazando a su población de más de 1.000.000 de personas. [28] [30] [31]
El 23 de mayo de 1979, el agua de la crecida primaveral entró en la sala de máquinas e inundó la primera unidad de turbina en funcionamiento. La turbina se puso en funcionamiento nuevamente el 4 de julio de 1979. La presa aún no estaba terminada. [32]
Una poderosa inundación primaveral destruyó el 80% de la placa de hormigón del fondo del aliviadero , desgarrando pernos de anclaje de 50 milímetros (2,0 pulgadas) de espesor y excavando siete metros de profundidad en el lecho de roca. [13]
Una fuerte inundación primaveral destruyó el pozo del aliviadero, lo que redujo en cinco metros el avance de las obras en el futuro. [13]
El 17 de agosto de 2009, a las 8:13 horas, la central hidroeléctrica sufrió un accidente catastrófico que provocó la inundación de las salas de máquinas y turbinas, y que dos generadores eléctricos de 711 MVA explotaran bajo el agua como resultado de un cortocircuito. Toda la demás maquinaria sufrió algún daño, y sólo cuatro hidroagregados pudieron recuperarse en última instancia; los seis restantes debieron reemplazarse. [5] [33] [34] Al 10 de septiembre de 2009 [update], se había confirmado la muerte de 75 personas, incluida una mujer embarazada, mientras que una persona seguía figurando como desaparecida cuarenta días después del desastre. [35]
La generación de energía de la central cesó por completo tras el incidente, y el apagón resultante en las zonas residenciales se alivió desviando la energía de otras plantas. Las fundiciones de aluminio de Sayanogorsk y Jakasia quedaron completamente aisladas de la red antes de que se sustituyeran los suministros de energía por fuentes de energía alternativas. [4] [5] Rusia advirtió que, a largo plazo, podría perder hasta 500.000 toneladas de producción de aluminio debido a la escasez de energía, y pidió que se acelerara la construcción de la central hidroeléctrica de Boguchanskaya para reemplazar la capacidad de generación perdida. [12]
El accidente provocó un derrame de petróleo que liberó al menos 40 toneladas de aceite de transformador , que se extendió a lo largo de 80 km (50 millas) río abajo del Yenisei. [33]
La planta reanudó sus operaciones el 24 de febrero de 2010, mientras que las reparaciones se completaron en noviembre de 2014. [4] Según el Ministro de Energía ruso, Sergei Shmatko, la reconstrucción de la sala de máquinas por sí sola costaría 1.200 millones de dólares. [12]
El jefe de contabilidad de la empresa subcontratista de la presa Gidroelectroremont ha sido acusado por la policía de Jakasia de malversar 24 millones de rublos de los fondos asignados por RusHydro para la reparación de la presa. [36]
El 3 de octubre de 2009 se publicó el informe oficial sobre el accidente de la turbina Sayano-Shushenskaya. En resumen, se afirma que el accidente se debió principalmente a las vibraciones de la turbina nº 2, que provocaron daños por fatiga en los soportes de la turbina, incluida su tapa. En el informe se determinó que en el momento del accidente faltaban las tuercas de al menos 6 pernos que sujetaban la tapa de la turbina. Después del accidente se examinaron 49 pernos encontrados: 41 presentaban grietas por fatiga. En 8 pernos, la superficie dañada por fatiga superaba el 90% de la superficie transversal total.
El día del accidente, la turbina nº 2 funcionaba como regulador de potencia de la central. A las 8:12, la potencia de salida de la turbina nº 2 se redujo mediante un regulador automático de turbinas y la turbina nº 2 entró en una banda de potencia peligrosa dada la presión de descarga de ese día. Poco después, los tornillos que sujetaban la tapa de la turbina nº 2 se rompieron. Bajo la presión de agua de 20 atmósferas, la turbina giratoria, con su tapa, rotor y partes superiores, saltó de la carcasa, destruyendo la sala de máquinas, el equipo que se encontraba en su interior y el edificio.
El agua a presión inundó inmediatamente las salas y causó daños en la planta. Al mismo tiempo, se recibió una alarma en el panel de control principal de la central y la potencia de salida se redujo a cero, lo que provocó un apagón local. Se necesitaron 25 minutos para cerrar manualmente las compuertas de agua de las otras turbinas; como el equipo de distribución de energía estaba destruido, durante ese tiempo continuaron girando sin carga. Esto significa que superaron considerablemente su velocidad máxima de giro segura.
