Características Técnicas

Estructura de Toma
La toma permitirá la captación de caudales de hasta 40 m3/s para transportarlos a la casa de máquinas de Sarapullo y luego alimentar al aprovechamiento Toachi – Alluriquín. En su parte frontal se ubica una rejilla de 39 m de longitud y 1,60 m de altura con un ángulo de inclinación de 75°, para impedir la entrada de basuras y material flotante. La toma está constituida por 8 aberturas de 4,00 m de ancho x 1,60 m de alto, dotadas con compuertas planas accionadas con servomotores para controlar el ingreso del agua del río a los desarenadores o para permitir su limpieza o mantenimiento individual.

Azud – Vertedero
Estructura de hormigón de 33,90 m de ancho y 41,15 m de longitud constituida por tres vertederos semejantes cuyas crestas alcanzan la cota 1.100,00 msnm, 1,00 m más alto que el fondo del canal de aproximación (nuevo cauce del río). Los vertederos se controlan con compuertas radiales de 8,20 m de ancho x 5,00 m de alto, dotadas con clapetas de 1,40 m de alto. Las tres compuertas podrán descargar el caudal de crecidas, de 480 m3/s con un período de retorno de 500 años, y mantener el nivel de operación de la captación en los 1.105,00 msnm.
Sobre la estructura de los azudes se encuentra el puente de operación de los stoplogs y de las compuertas radiales en la cota 1.108,00 msnm..

Desarenadores

A continuación de la toma se encuentran 4 desarenadores de doble cámara para atrapar los sedimentos con un diámetro superior a 0,3 mm. Las cámaras desarenadoras de 40,00 m de largo, 9,00 m de ancho y 4,50 m de alto disponen en el piso de dos canales de limpieza centrales cada una, que al final se conectan con la galería de limpieza mediante 8 compuertas.
Las aguas libres de sedimentos serán vertidas a través de 8 vertederos a un tanque que constituye la embocadura al túnel de carga. Sobre los vertederos están dispuestas guías para colocar stoplogs de 4,00 m de ancho x 1,20 m de alto, con el objeto de aislar cada desarenador de doble cámara durante labores de mantenimiento y reparación.

Chimenea de Equilibrio Superior Sarapullo
La función de la chimenea de equilibrio superior a más de regular las presiones del agua conducida a casa de máquinas sirve también para amortiguar las fuertes presiones provocadas por el golpe de ariete en caso de una interrupción súbita de las turbinas, transformando la energía cinética en energía potencial con un aumento de la altura de agua en la chimenea en las maniobras de cierre; y, viceversa en las maniobras de apertura.
Ubicada a 43 m aguas abajo del inicio de la tubería de presión y desplazada lateralmente 9,35 m del eje de la conducción. Está compuesta de un pozo vertical inferior (garganta) de diámetro interior útil de 3,50 m hasta la cota 1.065 msnm; y, sobre ésta se desarrolla el pozo principal de la chimenea de 12,00 m de diámetro hasta la cota 1.129 msnm en la superficie del terreno y protegida por una cubierta de lámina de acero.

Túnel de Presión Pilatón – Sarapullo
Este túnel que se inicia al final de la embocadura de la captación tiene sección interna circular de 3,80 m de diámetro, íntegramente revestido con hormigón con un espesor de 0,30 m para transportar un caudal de 40 m3/s. Su longitud es de 5,91 km hasta el inicio del blindaje de acero de la tubería de presión.

Tubería de Presión Sarapullo
La tubería principal es de 3,00 m de diámetro interno y 119,00 m de longitud hasta el inicio de los ramales distribuidores. Toda la tubería y los distribuidores son de acero, recubiertos de hormigón con un espesor de 0,60 m. Adicionalmente será blindado el tramo de 9,3

Estructura de hormigón con varios niveles construida dentro de una excavación subterránea con las siguientes dimensiones y equipos principales:

• Excavación de 49,90 m de largo x 14,80 m de ancho x 31,12 m de alto. 3 turbinas tipo Francis con una potencia nominal de 16,3 MW y un caudal de diseño de 13,33 m3/s cada una. Una velocidad de rotación de 450 rpm. El eje de las turbinas está en la cota 952,80 msnm y la contra carga máxima está dada por la cota 970 msnm del embalse del río Toachi.
• 3 generadores con una capacidad 19 MVA cada una, un factor de potencia 0,85, un voltaje de generación 13,8 kV a una frecuencia de 60 Hz.
• 3 transformadores.
• 3 válvulas de guardia tipo mariposa de 1,55 m de diámetro.
• Puente grúa con una capacidad de 70 t/10 t, y una luz de 14,00m.

Chimenea de Equilibrio Inferior Sarapullo

Consiste en una cámara subterránea con sección tipo baúl de 40,00 m de largo, 10,00 m de ancho y 24,00 m de alto. Su solera se encuentra en la cota 953,00 msnm.
La chimenea inferior además de asegurar la sumergencia de las turbinas Francis proveerá del agua necesaria para evitar que se produzcan presiones negativas en el sistema casa de máquinas – descarga en el caso de cierre de las turbinas.

Metodología de Construcción Presa Toachi

Para construir una presa en hormigón de esta categoría, el primer paso es limpiar la tierra y vegetación de los dos estribos extremos, luego raspar todo hasta llegar a roca firme. Según el tipo de roca e inclinación de la misma se hacen bermas o terrazas para proceder a fundir el hormigón, con este proceso se obtiene una buena adherencia a la misma roca, posteriormente se harán inyecciones de consolidaciones para más cohesión entre la roca natural y el hormigón artificial.
Todas las presas de hormigón se construyen en bloques principales separados, la Presa del Toachi tiene 9 bloques verticales desde un estribo al otro, todo estará estructuralmente firme para poder soportar la presión del embalse.

Presa Toachi
Pantalla de hormigón a gravedad de 60,00 m de altura, asentada sobre el lecho del río Toachi a la cota 914,00 msnm en el eje; tiene una longitud de 157,00 m y anchos de 12,00 m y 22,00 m en su corona a la cota 973,00 msnm. Sus paramentos aguas arriba y aguas abajo son inclinados con pendientes V:H = 1 : 0,3 y 1 : 0,7 respectivamente.
Constituida por 9 bloques atravesados por una galería de 3.50 m de ancho x 5,60 m de alto que interconecta el túnel de descarga Sarapullo con el túnel de presión Toachi – Alluriquín.
Produce un embalse de una capacidad de 8’500.000 m3 para un volumen de regulación diaria de 2’000.000 de m3 con niveles máximo y mínimo de operación de 970,00 y 965,00 msnm respectivamente. El aporte anual de sedimentos al embalse se estima en 0,86 millones de m3.

Mini Central Toachi

El bloque 5, además de contener el vertedero indicado en el párrafo anterior, aloja a la casa de máquinas de la mini central de 1,4 MW ubicada al pie de la presa, alimentada con el caudal ecológico del río Toachi de 4,14 m3/s, con una turbina tipo Francis de eje vertical, aprovechando la altura bruta de 41 m que provee el embalse.

Vertederos de Excesos

Son dos vertederos cuyo punto más alto está en la cota 962,50 m, ubicados individualmente en los bloques 3 y 4 y controlados por compuertas radiales de 14,00 m de ancho x 7,50 m de alto accionadas por servomotores. Las compuertas controlan el nivel máximo de operación del embalse y si están totalmente abiertas serán parte del perfil de los vertederos y permitirán descargar el caudal de crecidas de 1.000 m3/s para un período de recurrencia de mil años.
La descarga de los vertederos se efectúa por medio de saltos de esquí que tienen su labio en la cota 942,25 msnm; al final se han dispuesto de deflectores que permitirán airear los chorros y lograr una mejor disipación de energía en el aire antes de caer al estanque dispuesto aguas abajo de la presa.

Desagües de fondo

La Presa cuenta con dos desfogues ubicados en los bloques 3 y 4, ubicados debajo de los vertederos de excesos en la misma vertical. Para el control del desfogue se cuenta con compuertas radiales de 8,00 m de ancho x 8,00 m de alto accionadas por servomotores. La cresta de los desagües se encuentra a la cota 927,00 msnm. Los dos desagües de fondo tendrán capacidad para descargar hasta 500 m3/s, libres de sumersión, en el estanque de disipación de energía aguas abajo de la presa.

Túnel de Presión Toachi – Alluriquín

Se inicia en la cota 952 msnm al final de galería de interconexión y transportan las aguas provenientes del embalse formado por la Presa Toachi más las aguas descargadas de la central Sarapullo hasta la central Alluriquín, a través de un túnel de 8,75 km de longitud hasta el inicio del blindaje de acero de la tubería de presión, en la cota 779,50 msnm, con una sección libre circular de 5,60 m de diámetro con un recubrimiento de 0,30 m de hormigón con acero de refuerzo, para transportar un caudal máximo de 100 m3/s.

Tubería de presión Alluriquín

Las aguas de los ríos Pilatón y Toachi llegan a casa de máquinas Alluriquín dentro de una tubería de presión de acero con una longitud desarrollada aproximada de 306,00 m, un espesor mayor a 15 mm, diámetro interno de 4,70 m y recubierta de hormigón de 0,60 m de espesor.
La tubería de presión se divide en tres ramales de un diámetro interno de 2,70 m hasta empatar con la válvula mariposa dentro de casa de máquinas.
La cota de llegada de los ramales distribuidores está en la 732,00 coincidiendo con el eje de las turbinas.

Chimenea de Equilibrio Superior Alluriquín

La función de la chimenea de equilibrio superior a más de regular las presiones del agua conducida a casa de máquinas sirve también para amortiguar las fuertes presiones provocadas por el golpe de ariete en caso de una interrupción súbita de las turbinas, transformando la energía cinética en energía potencial con un aumento de la altura de agua en la chimenea en las maniobras de cierre y viceversa en las maniobras de apertura.
La chimenea de equilibrio superior está conectada lateralmente a 38,5 m del inicio de la tubería de presión, conformada en su parte inferior por el pozo de conexión de 3,50 m de diámetro interior y una altura de 126,00 m hasta la cota 905,00; y sobre éste el pozo de la chimenea con un diámetro interno de 15,00 y una altura de 90,00 m hasta alcanzar la cota 995,00; terminando en su parte superior con una boca de 24,00 m de diámetro y 10,00 m de altura hasta la cota 1005,00.

Estructura de hormigón con varios niveles construida dentro de una excavación subterránea a unos 350,00 metros de la margen izquierda del río Toachi a unos 4 kilómetros aguas debajo de la confluencia del rió Pilatón.Sus principales características son:

• Excavación de 66,40 m de largo x 26,30 m de ancho x 45,08 m de alto.
3 turbinas tipo Francis con una potencia nominal de 68 MW y una velocidad de rotación de 360 rpm, un caudal de diseño de 33,33 m3/s cada una. El eje de las turbinas está en la cota 732,00 msnm y la contra carga está dada por la cota 736,00 msnm que corresponde a la restitución de las aguas al río.
• 3 generadores con una capacidad 80 MVA cada una, un factor de potencia 0,85, un voltaje de generación 13,8 kV a una frecuencia de 60 Hz.
• 3 transformadores.
• 3 válvulas de guardia tipo mariposa de 2,40 m de diámetro.
• Puente grúa con una capacidad de 250 t/20 t, y una luz de 16,00 m.

Chimenea de Equilibrio Inferior Alluriquín

Paralelo a la casa de máquinas, a unos 32,00 m aguas abajo, se encuentra la chimenea de equilibrio inferior constituida por una caverna de 42,30 m de largo, 11,00 m de ancho y 37,60 m de altura; la cota de la solera está en los 722,00 msnm.
Esta chimenea inferior además de asegurar la sumergencia de las turbinas Francis proveerá del agua necesaria para evitar que se produzcan presiones negativas en el sistema casa de máquinas – descarga en el caso de cierre de las turbinas.

Túnel y Estructura de Descarga

El proceso de la generación hidroeléctrica culmina con la devolución de las aguas a sus cauces naturales, en este caso el río Toachi, mediante un túnel de descarga que sale desde la chimenea de equilibrio inferior en la cota 722,40 hasta llegar al río en la cota 736,00, con una longitud de 380,30 m. y una sección libre circular de diámetro interno de 5,60 m revestida de hormigón armado de 0,30 m.

Subestación Alluriquín

Inmediatamente cerca de la salida de la descarga se encuentra la subestación Alluriquín tipo SF6 de doble barra y 245 kV, que servirá para recibir la energía provista por la central Sarapullo y entregarla junto con la producida por la Central Alluriquín al Sistema Nacional Interconectado.