El sistema permite que el tanque tenga una limpieza constante y garantice el flujo normal del agua hacia las turbinas, que a su vez alimenta los generadores de energía eléctrica.

El modelo fue propuesto por el Grupo de Trabajo Académico en Ingeniería Hidráulica y Ambiental de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.) Sede Manizales para la Central Hidroeléctrica de Caldas CHEC Grupo EPM, con el fin de implementarlo en el tanque La Esmeralda, localizado en la zona aledaña del municipio de Chinchiná (Caldas), donde está alojada una subestación de esta empresa.

El profesor Philippe Chang, de Ingeniería Civil de la U.N. en la capital de Caldas, explicó que la colmatación o relleno en el tanque hace que con el tiempo se disminuya el volumen de agua disponible para generar electricidad.

Esto implica que las pequeñas centrales hidroeléctricas deben detener sus operaciones para hacer la limpieza manualmente vaciando el tanque y removiendo los sedimentos, para después llenarlo de nuevo y reiniciar funciones.

Por eso, el modelo propuesto por el grupo de trabajo académico de la U.N. Sede Manizales permite remover eficientemente los sedimentos de manera simultánea a las operaciones en el tanque.

Este se basa en el principio del sifón, una estructura en forma de U invertida, para cuyo funcionamiento se debe garantizar una cabeza hidráulica por encima de la lámina de agua que hay en el tanque. 

Los investigadores de la U.N. explicaron que este sistema utiliza tuberías que funcionan como conductos, ubicadas tanto fuera como dentro del tanque. Mediante la succión generada por una bomba, el agua comienza a sacar y remover los materiales del fondo.

“La bomba hace una succión inicial para que el agua alcance un nivel determinado. En seguida, la válvula exterior del tanque se abre y simultáneamente la bomba se detiene, lo que permite evacuar el flujo de sedimentos”, detalló el profesor Chang.

“Para una hidroeléctrica no es factible parar la producción un día para remover sedimentos, como pasa en algunas de estas empresas en el país; lo ideal es que la limpieza se haga de forma paralela, como lo hace este sistema”, subrayó el docente de la U.N.

Por su parte, el estudiante de Ingeniería Civil Leonel de Jesús Rivera explicó que hoy en muchos embalses y represas se obstruye constantemente el flujo normal del cauce por falta de una adecuada remoción de materiales granulares.

Es de recordar que las hidroeléctricas representan una de las más importantes fuentes generadoras de energía, pues la producción eléctrica del país depende casi en un 70 % de estas centrales.

Y aunque se han considerado como sinónimo de desarrollo, a la vez han generado controversia en el mundo por la pérdida de la biodiversidad que ocasiona la construcción de estos embalses.

Pruebas y experimentación

Antes de realizar el montaje del modelo, el Grupo de Trabajo realizó un estudio topográfico en La Esmeralda, para reconocer las condiciones del lugar.

Luego, en el laboratorio de Hidráulica, se realizaron pruebas a escala –en las que participaron profesores, egresados, estudiantes y operarios– que incluyeron diversos estudios relacionados con la hidráulica fluvial, el arrastre de sedimentos y la modelación hidráulica de obras de generación eléctrica.

El profesor Chang precisó que este proyecto comenzó en septiembre del año pasado y terminará en el mismo mes de este año con la entrega final del diseño, su instalación y acompañamiento a la empresa.

Por último se hará un prototipo a escala mayor para después entregarle el diseño a la compañía CHEC Grupo EPM.