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I parte
Parque eólico Jepírachi: planeamiento y construcción del proyecto
 

Conozca al detalle la dimensión y las características generales de este parque eólico, en relación con sus aspectos constructivos, su estructuración y montaje de todos los equipos. En una segunda entrega revelaremos su cronograma de ejecución real y los costos generados durante la etapa constructiva.
EE.PP.M.*
19/10/04

Una vez adjudicado a la firma Nordex EnergyGmbH de Alemania el suministro, montaje, pruebas y puesta en operación de los 15 aerogeneradores modelo N60/1300 kW., se procedió a adelantar los diseños definitivos relacionados con la configuración del parque eólico, la localización y el análisis de la subestación eléctrica y sus obras anexas, las características y especificaciones de las fundaciones para el anclaje de las torres y el diseño de la vías de acceso para los equipos y vías internas del parque.

DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROYECTO Localización El parque eólico Jepírachi se encuentra localizado en la región nororiental de la costa Atlántica colombiana, entre las localidades de El Cabo de la Vela y Puerto Bolívar, en inmediaciones de Bahía Portete, en jurisdicción del municipio de Uribia, Departamento de la Guajira. En términos de coordenadas geodésicas el área ocupada por el parque eólico y la línea conexión a la red se encuentra en el rectángulo delimitado por las coordenadas planas norte Y=1'845.000 y Y=1'846.000. y las coordenadas Este X=893 000 y X=904 000 del sistema de referencia cartográfica del Instituto Geográfico Agustín Codazi (IGAC) (coordenadas X = 1'000 000, Y =1'000 000 en el observatorio astronómico de Bogotá). En coordenadas planas, el sitio del proyecto se encuentra alrededor de los 12° 15' de latitud norte y 72° 4' de longitud Este. Dimensión y características generales del proyecto EL parque eólico está conformado por 15 aerogeneradores Nordex N60/250 - 1300 KW, para una capacidad instalada total de 19,5 MW de potencia nominal. Los aerogeneradores están compuestos por un rotor de 60 m de diámetro y un generador instalado sobre torre de 60 m de altura; su distribución es de dos filas de 8 y 7 aerogeneradores respectivamente, separadas aproximadamente 1.000 m. La distancia promedio entre aerogeneradores es de 180 m, pero por circunstancias propias de cada sitio en particular, se requirió variar la separación entre aerogeneradores y la dirección de la línea, conservando una orientación de -10° Norte (Azimut 170°). La zona que ocupan las turbinas comprende un área rectangular de aproximadamente 1,0 Km. de ancho (en dirección paralela a la costa) por 1,2 Km. de largo, al norte de la ranchería Kasiwolín y al occidente de la ranchería Arutkajui. Los aerogeneradores están interconectados entre sí por una red subterránea a una tensión de 13.8 KV, la cual conduce la energía hacia la subestación eléctrica localizada en el centro del perímetro sur del área ocupada por el parque. Dicha subestación dispone de un transformador que eleva el voltaje a una tensión de 110 KV, y es el punto de la línea de 800 m de longitud, con la que se conecta el parque a la torre 20 de la línea Cuestecitas, - Puerto Bolívar, de propiedad de Carbones del Cerrejón, que suministra la energía para el puerto de exportación del carbón. El diseño típico de las fundaciones de los aerogeneradores consistió en un pedestal en concreto reforzado dispuesto sobre una excavación de aproximadamente 2.5 m de profundidad y de sección cuadrada de 11.9 m de lado. El volumen total de concreto de fundación fue de 400 m3 en promedio por aerogenerador. Para la construcción y operación del proyecto se determinó la necesidad de adecuar aproximadamente 7.4 Km. de vías para conectar los sitios de los aerogeneradores con el puerto de desembarque de equipos y con la subestación de energía. Las oficinas para la interventoría de las obras se localizaron a 300 m de la torre nueve, ocupando un área de 1.500 m2. Con el objeto de no impactar el área de influencia del proyecto, se construyó una sede temporal mediante la adecuación de contenedores metálicos, los cuales fueron retirados una vez entró en operación el parque eólico. En este mismo sitio se ubicaron las oficinas de los contratistas principales de las obras civiles. Se eligieron dos sitios para los campamentos del personal de interventoría de EE.PP.M. y de los contratistas, uno localizado a 3 Km. del parque en el sector de Media Luna, sitio conocido como “Casa Blanca”-, y el segundo en El Cabo de la Vela, a 15 Km. al oriente del proyecto. Estudio de vientos y producción energética Información de vientos: para los análisis de potencial eólico y el cálculo de la producción energética del proyecto, se tomó la información de vientos de la estación Kasiwolin, debido a su ubicación en el propio sitio del parque eólico proyectado, ya que posee registros de viento medidos a 50 m de altura, es decir, a elevaciones muy similares a las de los aerogeneradores previstos En la obtención de las series definitivas para los cálculos energéticos se revisaron los registros existentes, se procesó la información a intervalos de 20 min. y se reconstruyeron los datos faltantes con base en correlaciones con la información de otras estaciones. El resultado final fue una serie de un año de longitud entre el 1 de enero y el 31 de diciembre de 2001.

Características principales del régimen de vientos:

  • Velocidad promedia y variación intra anual: a 50 m de altura en el sitio del proyecto para el año 2001 se estimó en 9,74 m/s, con valores mensuales en un rango de entre 7.4 y 11.6 m/s.
  • Distribución de frecuencias: es bastante homogénea, es decir, para los datos correspondientes a intervalos de 20 minutos, las velocidades del viento se encuentran en el rango comprendido entre 4 y 18,7 m/s.
  • Dirección: los vientos casi siempre vienen en dirección Este-Noreste.
  • Producción energética: los cálculos de producción energética fueron adelantados con la asistencia técnica de la firma consultora alemana Deutsche WindGuard, en el marco del convenio de asistencia técnica celebrado con la agencia alemana de cooperación GTZ. Los cálculos se realizaron con el programa de computador WindPro, el cual permite considerar los diferentes equipos, alturas, diámetros y curvas de potencia de los aerogeneradores.

  • Como puede apreciarse en los resultados anteriores, la producción energética estimada para el proyecto es realmente atractiva, si se tiene en cuenta que en los parques eólicos europeos el factor de capacidad raramente supera valores del 30%. PLAN DEL PROYECTO Teniendo en cuenta las políticas corporativas tendientes a la formulación e implementación de un sistema de calidad en EE.PP.M., la Subgerencia Proyectos Generación, adscrita a la Unidad de Negocios Generación Energía, encargada de la construcción del parque eólico Jepírachi, desarrolló procedimientos orientados a la administración del proyecto, que permitieran planearlo y ejecutarlo de una manera clara, consistente, documentada y organizada. Partiendo de instructivos elaborados para la implantación de un sistema de calidad del proceso "gerenciar proyectos" y utilizando el instructivo para elaborar planes de proyectos, se formuló un plan específico para el proyecto piloto parque eólico Jepírachi. El contenido del plan para el proyecto fue el siguiente: Alcance, Estructura Analítica, Programa Director, Costos y Productos Financieros, Organización y Recursos para Arrancar el Proyecto, Plan de Información, Plan de Seguimientos y Controles. Este plan sirvió como elemento integrador y de coordinación del proyecto, entre las distintas especialidades asociadas a la ingeniería civil, eléctrica, mecánica y electrónica. Permitió documentar los supuestos hechos durante la fase de planificación, y facilitó la comunicación con las entidades e interfaces internas y externas al proyecto, sirviendo como herramienta para la dirección, avance y seguimiento durante su ejecución. A continuación se hace una breve descripción del contenido de dicho plan.

    Estructura analítica del proyecto Es la herramienta mediante la cual se dividió el proyecto en sus componentes y partes, o lotes de control, que permiten reducir la complejidad del proyecto haciéndolo más administrable y controlable: cada lote de control se subdividió en lotes más pequeños o lotes de trabajo. De esta manera, pudieron asignarse criterios individuales de planeamiento, organización, dirección, control, roles y responsabilidades individuales, así como una estructura de programación y costos identificable que permitiera el seguimiento a cada componente del proyecto. Alcance del proyecto En esta sección se describió la justificación del proyecto, su ubicación en el plan estratégico de la corporación EE.PP.M., localización física, configuración y características generales. Así mismo se describieron los productos físicos a obtener, con base en la estructura analítica; además se ilustró el alcance y características conceptuales de cada componente del proyecto, con base en la información que se tenía en los estudios de viabilidad y factibilidad del proyecto. Igualmente se describió el alcance de las obras concertadas con la comunidad influenciada. Programa director del proyecto Como elemento de planeación y control de los plazos de ejecución del proyecto, se elaboró un programa director en el cual se desagregaron las actividades principales en tareas de más bajo nivel y se identificaron los hitos más importantes del proyecto. El programa se desagregó en un primer nivel por lotes de control, de acuerdo con la estructura analítica y en un segundo nivel por actividades para seguimiento y control del avance del proyecto. Costos y productos financieros del proyecto De acuerdo con la estructura analítica, se realizó una descripción detallada de los costos del proyecto y su costo total a precios constantes. Igualmente se indicaron las cuentas de costo que se utilizarían según el sistema contable de EE.PP.M., se describió la estructura de desagregación de costos con base en la estructura analítica, se presentó el presupuesto detallado para las vigencias fiscales correspondientes y se hizo alusión a los estudios de viabilidad económica y financiera realizados antes de la fase de ejecución del proyecto. Organización y recursos para arrancar el proyecto La organización y asignación de recursos del proyecto se estableció con base en un equipo de trabajo asignado a la estructura formal y jerárquica de la organización. En el siguiente esquema se presenta la organización implementada para el proyecto y las relaciones existentes con las interfaces internas y externas al mismo.

    Puede apreciarse que la ejecución del proyecto estuvo a cargo del denominado equipo eólico adscrito a la Subgerencia Proyectos Generación Energía, dependencia responsable técnica y administrativamente de la fase de su ejecución. En el plan se describieron las funciones y líneas de comunicación entre las diferentes interfaces, así como los roles y responsabilidades correspondientes. Se contó con el soporte de un equipo de apoyo para las labores de dibujo y digitación, lo mismo que para el manejo de los asuntos ambientales y sociales. Por su parte, el Área de Programación y Control actuó como integradora de lo relacionado con los programas, presupuesto, costos e informes ejecutivos. Plan de información del proyecto En esta parte del plan se indicó que el manejo y archivo de la información se organizaría de acuerdo con la estructura analítica del proyecto en su fase de ejecución y se utilizarían los sistemas de archivo físico corporativo, programa JDC y disco corporativo U 2400 E Eólico. Se elaboraron los procedimientos correspondientes. Plan de seguimiento y control del proyecto Se trata de un mecanismo para el seguimiento y control del proyecto en su fase de ejecución, con el objeto de mantener actualizados a los interesados sobre el avance en términos de plazo, alcance, estructura analítica, costos, presupuesto y ejecución de contratos. Allí se indicaron en forma pormenorizada las definiciones y el alcance de las variables por controlar, el contenido y los formatos de seguimiento para los informes, así como su periodicidad, gráficos y contenidos, con el objeto de mantener una permanente documentación al seguimiento y control del proyecto.

    CAMPAMENTOS, OFICINAS Y CONSTRUCCIONES TEMPORALES Descripción general y especificaciones Con el objeto de no impactar el área de influencia de la zona del proyecto, se optó por disponer de dos sitios para alojamiento y servicio de restaurante de las personas que estarían de forma permanente durante la ejecución del proyecto. Uno de los sitios estuvo ubicado a tres kilómetros del parque eólico, en la zona designada como media Luna, en un sitio conocido como "Casa Blanca". Este lugar, que sirvió además de almacenamiento y taller, se caracteriza por ser una construcción en mampostería y en el pasado fue empleado como albergue para la construcción del puerto (Puerto Bolívar) de la empresa Carbones del Cerrejón LLC. El área aproximada es de 1.000 m2.

    El segundo sitio que sirvió de alojamiento al personal de EE.PP.M. fue el hospedaje Jerrinapi, ubicado en el sector denominado como el Cabo de la Vela, a 15 Km. hacia el costado oeste del proyecto. En dicho hospedaje EE.PP.M. contrató en arriendo seis cabañas y áreas necesarias para servicio de comedor y de esparcimiento, con un área aproximada de 400 m2.

    En la zona del parque eólico se dispusieron oficinas o instalaciones temporales, que consistieron en contenedores metálicos adaptados como oficinas, laboratorio de ensayos, bodegas y unidades sanitarias; además se construyó una enramada para reuniones con la comunidad. En este mismo lugar se ubicaron las instalaciones de los tres contratistas principales de las obras civiles.

    Se dispuso del siguiente sistema de comunicaciones provisional para el personal encargado de la ejecución de la obra:

  • Se instaló un sistema de radio convencional, tipo trunking, con un alcance de 40 Km. de diámetro, lo cual permitió contar con comunicación local vía radio entre los diferentes puntos estratégicos del proyecto.
  • Se realizó un enlace de comunicaciones satelitales que permitió acceder a la red de datos corporativa de EE.PP.M., así como acceso a internet y a los servicios de comunicación de voz. Dicho enlace fue dispuesto entre el Edificio EE.PP.M. localizado en la ciudad de Medellín y las oficinas del proyecto.
  • Se instaló una red de computadores LAN en las oficinas provisionales, con el fin de tener acceso a la red corporativa de datos de EE.PP.M. y al internet.
  • Se instaló una planta telefónica con siete canales llevadas a través enlace satelital. VÍAS DE ACCESO Descripción general y especificaciones Para poder transportar los equipos desembarcados en Puerto Bolívar hasta el sitio del proyecto donde se ubicó la subestación, fue necesario construir una vía de 3,8 Km. de longitud , siguiendo la ruta de penetración que va desde dicho puerto hacia el Cabo de la Vela. Para poder pasar el arroyo Paat que cruza la vía, se construyó una batería compuesta de tres tubos de 96 pulgadas de diámetro, con un terraplén de 2,40 m de y una longitud de 70 m. En el sitio de la subestación, dicha vía se bifurca en dos ramales que conducen a los lugares donde se localizaron los aerogeneradores; ramales designados como L1 dispuesto al lado derecho de la subestación y L2 al lado izquierdo respectivamente. El ramal L1, con longitud de 2,3 Km., permite el acceso al sitio donde se localizaron ocho de los aerogeneradores; y por el ramal L2. de longitud 1 Km. se tiene acceso al sitio donde se dispusieron los siete aerogeneradores restantes. Para acceder desde la subestación a las instalaciones temporales de oficinas y laboratorio de mezclas, se construyó una vía con una longitud de 300 m. De igual manera se constituyo una vía de acceso desde el punto de entrada al parque hasta el sitio donde se ubicó la planta desalinizadora, con una longitud de 1,6 Km. Teniendo en cuenta la estructura del terraplén, las condiciones geotécnicas del suelo y el relieve topográfico, el diseño de la rasante se desarrolló muy superficialmente a lo largo de todo el trayecto con pendiente máxima promedio del 3%. Las excavaciones máximas ejecutadas fueron de 0,30 m en la mayoría de los tramos construidos; la estructura de la sub-base donde se encuentra la capa de rodadura a nivel de afirmado, tienen un espesor no mayor de 0.40 m. En algunos sitios se presentaron terraplenes con un promedio de altura de 1.30m.

  • Sobre los corredores de los ramales L1 y L2 la rasante está diseñada de acuerdo con el relieve de la zona, y en estos se encuentran dispuestos varios drenajes superficiales que obligaron a dejarlos como referencia en el diseño vertical. Otro aspecto para tener en cuenta fueron las zonas de dunas encontradas al final de los ramales L1 y L2, con longitudes aproximadas de 400 y 420 m respectivamente y alturas que oscilaron entre 0,30 m a 2,0 m.

    Para la protección del lleno se dispuso una excavación adicional en forma de canal en tierra para recoger las aguas provenientes de escorrentía, en los sectores donde la pendiente longitudinal lo ameritó. En el cuadro siguiente se presentan los criterios generales de diseño y cantidades de obra principales ejecutadas en la construcción de la vía:

    La firma Excavar S.A. fue la encargada de la construcción de las vías con un plazo de 266 días calendario. FUNDACIONES Y PLAZOLETAS Descripción general y especificaciones Para el diseño de las fundaciones de los aerogeneradores EE.PP.M. realizó perforaciones de aproximadamente 15 m de profundidad en los sitios donde quedaron emplazadas las fundaciones de los aerogeneradores. El objetivo era determinar la estratigrafía del sitio y las características geotécnicas de los materiales, así como definir el nivel adecuado de fundación. Una vez realizados los estudios de suelos que permitieron establecer las características geotécnicas de los materiales del sitio donde se fundaron los aerogeneradores, los resultados se presentaron a la firma NORDEX GmbH para que procediera con los diseños correspondientes de las fundaciones. De acuerdo con estos diseños, las características de los materiales utilizados en las fundaciones fueron las siguientes:

  • Concreto con resistencia a la compresión, fc = 210 kg/cm2 , con una relación agua cemento (A/C) máxima de 0,45, una cantidad mínima de cemento de 350 kg/m3 y un tamaño máximo de agregado de 30 mm.
  • Refuerzo de acero corrugado de 60.000 psi, con un recubrimiento mínimo de 5 cm. Las cargas consideradas para el diseño de las fundaciones de los aerogeneradores fueron las siguientes:

  • Para cimentar las fundaciones de los aerogeneradores se consideró adecuado un estrato de arenisca fina granular con un RQD del orden del 10% o menos, una capacidad de soporte de 10 kg/cm2 y asentamientos del orden de 1.5 cm. Las perforaciones ejecutadas en cada uno de los 15 sitios de los aerogeneradores permitió definir la profundidad de cimentación de cada fundación. Para el diseño se consideraron los siguientes coeficientes de seguridad:

  • Coeficiente de minoración del hormigón= 1,5
  • Coeficiente de minoración del acero=1.15
  • Coeficiente de mayoración de cargas=1,6
  • Coeficiente de seguridad frente a vuelco=1,6
  • Coeficiente de seguridad frente a deslizamiento=1,5

  •  
    Las características principales de las fundaciones de los aerogeneradores son las siguientes:
  • Zapata cuadrada Largo 11,90 m Ancho 11.90 m Canto 1,60 m Peso propio de la zapata: Nz = 543,7 t
  • Macizo de apoyo (pedestal) Largo 7,15 m Ancho 7,15 m Canto 1,35 m Peso propio del pedestal: Nz = 165,6 t
  • En el montaje de los aerogeneradores fue necesario construir plazoletas para acopio de estos equipos y para parqueo de las grúas que se ocuparon del izamiento y ensamblaje respectivo.

    La construcción de las fundaciones y plazoletas para el montaje de los aerogeneradores del parque eólico Jepírachi fue realizada por Trainco S.A., con una duración de 181 días calendario.

     
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