Hidroeléctrica Fortuna: La principal fuente de energía eléctrica en Panamá

Como parte de mi formación como estudiante de Ingeniería Electromecánica en la Universidad Tecnológica de Panamá he tenido la oportunidad de asistir a una gira técnica a la hidroeléctrica Enel Fortuna, la generadora más importante del país. Aprovechando la visita a las instalaciones de la planta he decidido escribir este artículo en donde haré un resumen de la experiencia vivida y la información que pude recolectar en el viaje.

La hidroeléctrica Fortuna pertenece a la compañía Enel Green Power Panama la cual es una de las mayores empresas de servicios del mundo. Es la compañía eléctrica más grande en Italia, España y Eslovaquia. Es además el operador principal en América Latina. Recientemente han sido los encargados de la construcción de la planta solar Sarigua, la primera y única en el territorio Panameño.

Ubicada en la provincia de Chiriquí, para mi concepto es la Hidroeléctrica Fortuna una de las obras de ingeniería más complejas de todo Panamá.

Cuando se hace un viaje a Fortuna hay tres lugares principales que se deben visitar: La represa, la casa de control y la casa de máquinas.

Fortuna se ubica en una zona montañosa rodeada de uno de los sistemas boscosos más complejos del país. Generalmente el primer lugar que se visita es la represa.

El Embalse

Siguiendo la ruta que lleva desde Chiriquí hasta Bocas del Toro se encuentra la represa encargada de contener el volumen de agua con el que se alimenta la toma de la generadora Fortuna. La central se encuentra a 30 kilómetros al noreste del municipio de David.

Partiendo del distrito de Gualaca rumbo a Bocas del Toro se pueden observar varios proyectos hidroeléctricos que contrastan con el paisaje natural de la zona.

Se pueden observar las sub estaciones de distribución de donde parten las líneas de transmisión de alta tensión que recorren el país y entregan energía a los hogares panameños.

A medida que se avanza nos sumergimos en una zona montañosa donde se puede apreciar un complejo sistema boscoso que ha logrado armonizar con las colosales obras de ingeniería que se han construido en la zona.

Los paisajes que se pueden disfrutar a la orilla de la calle que rodea la Quijada del Diablo son simplemente hermosos.

Luego de alrededor de 45 minutos de recorrido en autobús desde Gualaca nos encontramos con la represa de Fortuna.

Por encima de la represa pasa la carretera que lleva hasta Bocas del Toro.

La vista que podemos disfrutar desde el muro de la represa es simplemente impresionante. Sin embargo, debido a la sequía que se produjo en la zona por el intenso verano que tuvimos en el período 2012-2013 se puede observar que el nivel de las aguas en el embalse está bastante bajo en comparación con años anteriores.

En el muro se puede observar una faja blanca sobre el concreto como una marca de los niveles que el agua ha alcanzado en el pasado. El mismo tiene una altura total de  100 metros. El concreto se extiende por 600 metros, lo que permite encerrar la masa de agua que termina formando un lago de 10.5 kilómetros cuadrados de superficie. El lago es alimentado principalmente por el río Chiriquí que le proporciona 27 metros cúbicos de agua por segundo.

El río Chiriquí nace en el Valle de la Sierpe y recorre 75 kilómetros hasta desembocar en el Océano Pacífico.

El nivel máximo que puede alcanzar el agua es 1050 metros sobre el nivel del mar, siendo el nivel mínimo 1000 metros sobre el nivel del mar. En la Crisis Energética que se produjo en el mes de mayo el nivel de agua decayó por debajo del límite operativo y la Generadora Fortuna permaneció inactiva por un periodo de 2 semanas.

El volumen máximo que se puede almacenar en el embalse es de 172.3 millones de metros cúbicos. Aún así en los últimos meses los niveles del agua han estado preocupantemente bajos.

Estas fotos las tomé a mediados del mes de junio.

En la página de Hidromet podemos tener acceso a un monitoreo constante y en tiempo real de los niveles de agua en el embalse de Fortuna así como en otros de los más importantes en el país. Las gráficas del nivel de agua no son muy alentadoras.

Se puede observar simple vista que a pesar de las lluvias, los niveles están bajando a niveles que aunque no son peligrosos sí son un poco bajos.

Algunas veces la situación ha sido completamente opuesta, los niveles del agua han estado por encima de los límites permitidos, lo que ha hecho necesario que se elimine el exceso de agua a través de una canal de desagüe.

Cuando se visita la represa hay un centro de visitantes donde se puede conseguir información de la represa y del funcionamiento de la planta. Hay un monumento donde se representa el potencial eléctrico del agua.

Junto al centro de visitantes hay un área que se presta para tomar buenas fotos, tanto del paisaje como fotografías en familia o en grupos.

***A propósito, permítanme comentarles que hay un baño disponible en el centro de visitantes y el señor seguridad que trabaja ahí se encarga de cobrarle 25 centavos a todo el que desee entrar, así que lleven su «cuarita» sino el señor no los dejará pasar al baño.

La Casa de Control

Una vez se sale de la represa de regreso a Gualaca nos encontramos un camino a mano derecha hacia un área llamada Hornito.

Luego de unos 20-30 minutos de camino desde la represa se llega a la Casa de Control.

La entrada está custodiada por un seguridad que le exige al chofer del autobús y al responsable de la excursión llenar un documento con la información del grupo visitante.

En el interior fuimos recibidos por el personal de la instalación, los cuales nos hicieron pasar directamente a una sala audiovisual donde nos mostraron una presentación acerca de la planta y de las normas de seguridad de la Casa de Máquinas, la cual visitaríamos posteriormente.

El folleto que le entregan a los visitantes explica las normas de seguridad y recomendaciones que se deben tomar en cuenta al visitar la Casa de Máquinas.

Una vez finalizada la presentación pasamos a la sala de control. En ella se encuentra un operador encargado de monitorear la generadora Hidroeléctrica más importante del país, responsable de generar más del 20% de la energía consumida en Panamá.

En el monitor en la foto se despliega información importante como la tasa de generación, la apertura de los inyectores de agua de los generadores, el estado de los controles lógicos programables (PLC), el estatus de las bombas de aceite, las temperaturas de los equipos y cualquier cantidad de variables que arrojen los sensores instalados en la planta.

El operador del sistema debe estar en constante comunicación con el Centro Nacional de Despacho (CND) el cual es el encargado de administrar la producción y consumo de la energía en Panamá. La generadora Fortuna trabaja dependiendo de las direcciones del CND. A medida que el consumo de energía varía, ya sea en aumento o en descenso, el CND decide si le exigirá más o menos energía a la generadora. Todo depende de la demanda.

La comunicación del CND con las diferentes generadoras representa una las líneas de transmisión de información más importantes de todo el país. Se da a través de una línea de fibra óptica que transmite información a alta velocidad desde la capital hasta la casa de control. En un principio dicha comunicación se daba por medio de micro ondas. Con la modernización del equipo vino la implementación de la fibra óptica, mucho más rápida, segura y confiable. El CND puede decidir cuanta energía genera determinado generador. La función se los operadores es asegurarse de que todo marche en orden y tomar el control del sistema ante alguna eventual falla en la comunicación. De igual forma deben presentar informes cuando se producen fallas y asegurarse de que cualquier inconveniente que se produzca sea atendido por los técnicos en el menor tiempo posible y con la mayor eficiencia.

Si el CND decide que no es necesario que alguno de los generadores esté en marcha en algún momento determinado entonces los empleados de la planta deben encargarse de apagar la turbina. Si se encuentra alguna turbina apagada y nuevamente se necesita tenerla en funcionamiento, los operadores de la planta deben iniciar el funcionamiento de la misma. Cuando el operador decida que ya está trabajando y se ha estabilizado el generador entonces se le entrega al CND para que lo maneje. El CND no es capaz de arrancar un generador si el mismo está apagado.

Cuando se arranca un generador deben transcurrir entre 5 y 8 minutos para que estén en plena capacidad de funcionamiento.

Desde la casa de máquinas se toman datos por hora que deben ser enviados al CND para llevar el monitoreo de la planta.

La generadora Fortuna es una empresa que posee un contrato el cual estipula que debe entregar determinada cantidad de energía. La misma es contra demanda y debe ser entregada al sistema según las disposiciones del CND. Si en algún momento la generación de la energía supera el consumo del país entonces se envía el exceso a los países de américa a través de una compleja red de interconexión entre países. La energía que se genera debe ser consumida, por lo que si hay un exceso debe ser consumido en algún lugar de Centroamérica donde se necesite. Esto genera ingresos al país.

Sin embargo si en algún momento Fortuna es incapaz de entregar la energía que el CND le pide entonces tendrá que hallar la manera de satisfacer la demanda. Esto fue lo que sucedió durante la crisis energética de hace algunos meses donde Fortuna no pudo trabajar durante dos semanas, tiempo en el cual fue necesario comprar energía a otros países. Se pagó más de 16 millones de dólares en energía, la cual fue suministrada a un precio más caro debido a la urgencia con que se presentó.

Esto fue una situación extraordinaria que sucede pocas veces pero que sigue siendo una posibilidad, por lo que la generadora se ha preparado para afrontar este tipo de dificultades.

El equipo que se utiliza en la Casa de Control está en su tercera generación, es decir, ha sido renovado tres veces desde su inauguración en 1984.

Desde la casa de control se puede observar el lugar de donde salen las líneas de alta tensión que alimentan las sub estaciones desde las cuales se distribuye la energía a todo el país. La misma se encuentra por encima de la Casa de Máquinas.

En la Casa de Control los responsables que estaban en turno cuando hicimos la visita eran el operador Kenny Madrid y el ingeniero Franklin Rovira.

El ingeniero Rovira fue quien hizo posible para nosotros tener acceso a la Casa de Control y obtener toda la información que estoy compartiendo con ustedes.

Luego de nuestro paso por la Casa de Control nos dirigimos a la Casa de Máquinas.

Casa de Máquinas

Para acceder a la casa de máquinas se parte desde la Casa de Control por unos caminos que llevan directamente a la entrada del túnel donde se encuentran los tres generadores. Esta ubicada a 32 kilómetros desde el embalse.

A la llegada a la entrada del túnel se debe hacer un reconocimiento del grupo de personas en la garita de seguridad donde el encargado de la custodia del túnel le pide a todos que firmen una lista a la vez que les entrega cascos de protección y un chaleco fosforescente especial para áreas con poca iluminación.

La entrada en el túnel nos hace pensar en cómo fue que se logró construir la Casa de Máquinas.

El túnel fue construido a través de una roca maciza que es donde se contienen los generadores que producen la electricidad. El paisaje natural del área se han combinado con las estructuras para lograr una interacción increíble entre lo natural y lo artificial.

El túnel fue construido por una grupo de Suecia. Los estudios iniciaron en 1956. La construcción se inició en 1972 y duró 10 años. Se inauguró la instalación en 1984. Considero que es una de las obras de ingeniería más grande de Panamá. La longitud del túnel es de 1.6 kilómetros. Al final del mismo se encuentra una caverna donde están los 3 generadores. Las dimensiones del túnel son 23 metros de ancho por 29 de alto, lo suficiente para que quepa un autobús de 30 pasajeros.

En el siguiente vídeo les he traído el recorrido completo del túnel, desde la superficie hasta la Casa de Máquinas. Es simplemente impresionante.

[youtube https://www.youtube.com/watch?v=2Z8LiK3cHUI]

Al final del túnel nos encontramos a 430 metros bajo la superficie. La experiencia de estar allá abajo es increíble.

La Casa de Máquinas es una caverna gigante donde se contienen los generadores de la Hidroeléctrica Fortuna. Abajo hay algunas oficinas donde se gestionan algunas actividades relacionadas al monitoreo de la planta.

Hay una grúa gigante que está suspendida en la parte superior. La misma se usa para actividades de mantenimiento de los generadores cuando sea que se necesite sacar alguno de ellos o retirar piezas para repararlas o cambiarlas.

Las paredes de la caverna son roca maciza. Parece increíble que se haya podido construir algo tan impresionante en una roca gigante.

Con la guía de los trabajadores de la planta pudimos observar los diferentes departamentos que le permiten a la planta funcionar.

La planta cumple con estrictas normas de seguridad para proteger la integridad de sus trabajadores y visitantes.

Los sofisticados sistemas de control de la planta permiten a los operadores monitorear permanentemente las condiciones del sistema de generación.

Es común de que veamos en el interior de las instalaciones algunos tanques de gran tamaño por todos lados. Estos tanques contienen aceite que es utilizado para asegurar la lubricación y el correcto funcionamiento de las turbinas. El mantener las máquinas lubricadas extiende la vida útil de las máquinas y evita el desgaste por fricción.

Las instalaciones se dividen en diferentes salas donde se guardan equipos que cumplen funciones específicas.

El cuarto de baterías captó mucho mi atención. Hay un juego de baterías conectadas en serie y en paralelo. Son baterías de 2 voltios en corriente directa, formando bancos de 24 voltios al combinarse entre sí. Son utilizadas para alimentar algunos sistemas de control que requieren para su funcionamiento corriente directa. Pero su principal función es proporcionar la energía necesaria para el arranque de las turbinas de los generadores.

Para iniciar el funcionamiento de las turbinas se requiere utilizar un voltaje de  excitación de 125 voltios AC y una corriente de 1340 amperios, la cual es proporcionada por una combinación en serie y paralelo de baterías y un convertidor de DC a AC.

Hay un cuarto de tratamiento de aceite donde se le da el tratamiento al mismo para que pueda lubricar de forma correcta. El aceite de la planta se cambia una vez al año.

Hay sistemas de monitoreo por todos lados. Las máquinas junto a una pobre ventilación por la profundidad de la instalación hace que halla un poco de calor.

La parte más impresionante quizás sea el punto donde se conecta el túnel que viene directamente del embalse hasta la casa de máquinas. Se trata de un túnel de 8 kilómetros que proviene desde el lago en la represa. En la entrada del túnel posee un diámetro de 3 metros. En la Casa de Máquinas se ha reducido hasta 1.2 metros para provocar un aumento en la presión. Al inicio del túnel está revestido de hierro de 2 centímetros de espesor, sin embargo en algún punto el túnel está formado por piedra maciza.

El caudal que llega a las turbinas está entre 4 y 5 metros cúbicos por segundo.

El agua que viene desde la represa se introduce dentro de los generadores por medio de válvulas cuya abertura se puede modificar variando la velocidad de rotación de las turbinas y por lo tanto la generación de energía.

Los tres generadores son máquinas del tipo Pelton con una capacidad de generación de 100 MegaWatts de potencia. Esto le permite a Fortuna tener una capacidad de producción anual de 1780 GigaWatts por hora.

Los sofisticados sistemas de monitoreo y control permiten a los operarios llevar registro del funcionamiento de las máquinas.

Dentro de los generadores hay un rotor que gira a 514.3 revoluciones por minuto. El mismo lo podemos observar en el siguiente vídeo.

[youtube https://www.youtube.com/watch?v=GgY4kglAbL8]

De los generadores salen las conexiones a unos transformadores que elevan el voltaje desde 13.8 KV hasta 230 KV que es el voltaje que se utiliza en la transmisión de la electricidad para reducir las pérdidas al disminuir la corriente.

La energía se transmite a la superficie a través de cables de alta tensión que salen de los transformadores hasta la estación que está junto a la Casa de Control. Se trata de cables de cobre macizo  de 300 milímetros cuadrados de diámetro, especiales para transmisión de alta tensión.

El túnel por donde salen los cables posee un elevador que lleva a un máximo de dos personas directamente a la superficie. Los cables cuentan con un apantallamiento que reduce al mínimo las pérdidas de energía.

Al final el agua que se utiliza para los generadores es llevada por un túnel de roca por un tramo de 8 kilómetros hasta desembocar a un río con las mismas propiedades que contaba cuando entró al sistema. Esto supone un porcentaje de contaminación nulo haciendo que la Generadora Fortuna sea uno de los medios de producción más viables de Panamá.

Esta obra que costó más de 500 millones de dólares en los años 70 hoy en día representa un activo multimillonario, el cual lastimosamente ya no pertenece al Estado Panameño ya que fue vendida a empresas extranjeras.

Si se desea más información acerca de la Hidroeléctrica Fortuna pueden visitar la página oficial http://fortuna.com.pa/

Espero que les haya gustado el artículo.

Saludos.