3.0 Descripción del Proyecto - Ministerio de Energía y Minas
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3-1 Estudio de Impacto Ambiental de la Variante de la Línea de Transmisión 220 kV Chiclayo Oeste - Piura Oeste 3. DESCRIPCION DEL PROYECTO 3.1 Presentación del Proyecto 3.1.1 Antecedentes En el Plan de Expansión del Sistema de Transmisión presentado al Ministerio de Energía y Minas (MEM) en Septiembre del 2006, Red de Energía del Perú – REP, recomendó la implementación de la segunda terna de la L.T. 220 kV Chiclayo Oeste – Piura Oeste con la finalidad de reforzar la capacidad de transmisión y mejorar la confiabilidad del servicio de transporte de energía eléctrica en la zona norte del país. De conformidad a la sexta clausula adicional por ampliaciones en el marco del contrato de concesión entre REP y el Estado peruano y el Anteproyecto “Segunda Terna 220 kV Chiclayo – Piura” presentado por REP al Ministerio de Energía y Minas en septiembre de 2007, se suscribió la minuta para la ejecución de la Ampliación N° 6 “Segundo Circuito Línea de Transmisión 220 kV Chiclayo Oeste – Piura Oeste y ampliación de las subestaciones asociadas” con fecha 30 de noviembre de 2009. 3.1.2 Alcance del Estudio El Estudio de Impacto Ambiental solo comprende la Variante de la Línea de Transmisión desde la Torre T59 hasta la Torre T322, de la Implementación de la Segunda terna de la Línea de Transmisión en 220 kV Chiclayo Oeste – Piura Oeste, la cual tiene una longitud de 71,13 Km. 3.1.3 Objetivo El Proyecto tiene como objetivo: • Construcción de la Variante de la Línea de Transmisión con una longitud de 71,13 km, con la finalidad de reforzar la capacidad de transmisión y mejorar la confiabilidad del servicio de transporte de energía eléctrica a la zona del país. A continuación se presenta el Diagrama Unifilar del Proyecto: INFORME FINAL CSL-102600-IT-11-01 CESEL Ingenieros Agosto 2010 3-2 Estudio de Impacto Ambiental de la Variante de la Línea de Transmisión 220 kV Chiclayo Oeste - Piura Oeste Figura N° 3.1.3 -1 Diagrama Unifilar de la Variante Fuente: ISA 3.1.4 Ubicación del Proyecto El Proyecto de instalación de la variante de la Línea de Transmisión 220 kV Chiclayo Oeste - Piura Oeste se encuentra ubicado en territorios de los Distritos de Morrope y Olmos, de la Provincia de Lambayeque en el Departamento de Lambayeque. El perfil topográfico esta trazado básicamente en el departamento de Lambayeque sobre llanuras costeras áridas, poco accidentadas y pequeños cerros aislados. A continuación se presenta el área de ubicación de la variante de la Línea de Transmisión. Cuadro N° 3.1.4 –1 Ubicación del proyecto N° 1 2 Distrito Olmos Morrope Provincia Lambayeque Lambayeque Departamento Lambayeque Lambayeque Fuente: Cesel S.A INFORME FINAL CSL-102600-IT-11-01 CESEL Ingenieros Agosto 2010 3-3 Estudio de Impacto Ambiental de la Variante de la Línea de Transmisión 220 kV Chiclayo Oeste - Piura Oeste Figura No. 3.1.4 -1 Trazo de la Variante de la Línea de Transmisión en 220 kV Chiclayo Oeste – Piura Oeste Fuente: Cesel S.A A continuación se presenta la relación de vertices de la Linea de Transmisión en 220 kV de 71,13 km. INFORME FINAL CSL-102600-IT-11-01 CESEL Ingenieros Agosto 2010 3-4 Estudio de Impacto Ambiental de la Variante de la Línea de Transmisión 220 kV Chiclayo Oeste - Piura Oeste Cuadro No. 3.1.4 – 2 Lista de Vertices de la Variante de la Linea de Transmisión en 220 kV Chiclayo Oeste- Piura Oeste Coordenadas Geográficas (UTM) (PSAD 56, zona 18 S) VERTICES ESTE NORTE V0 (TORRE 59) 610 059 9 272 742 V1 609 838 9 273 076 PP1 609 640 9 273 298 V1A 607 101 9 276 141 V2 602 059 9 282 263 V2A 601 977 9 282 379 V2B 601 622 9 282 953 V4 593 737 9 288 878 V5 583 110 9 303 608 P61-V5 561 958 9 323 738 V6 561 732 9 323 953 V7 (TORRE322) 561 474 9 324 197 Fuente: Cesel S.A 3.1.5 Vías de Acceso El acceso hacia la zona del proyecto es a través de la Panamericana Norte saliendo de Lima con dirección a Chiclayo desde donde se empalmara hacia la localidad de Morrope zona aledaña al proyecto. No habrá apertura de accesos, se utilizaran los existentes. 3.2 Descripción de la Variante de la Línea de Transmisión 3.2.1 Características Generales de la Variante de la Línea de Transmisión - Longitud del recorrido aprox. Nivel de aislamiento a 60 HZ – kVrms fase – tierra BIL – kVpico fase – tierra N° de Circuitos Capacidad de Transmisión MVA N° Subconductores por fase Tasa de falla esperada por sobre tensiones N° de salidas /100 km – año Número de Subconductores por fase Tipo de conductor Material 2 Sección (mm ) INFORME FINAL CSL-102600-IT-11-01 : : : : : : 71,13 km 169 750 1 180 1 : : : : : N/A 1 2 ACAR 443 mm Aluminio / aleación 443 CESEL Ingenieros Agosto 2010 3-5 Estudio de Impacto Ambiental de la Variante de la Línea de Transmisión 220 kV Chiclayo Oeste - Piura Oeste 3.2.2 Descripción de las actividades para la Línea de Transmisión a) Franja de Servidumbre La Norma de Imposición de Servidumbre, Resolución Ministerial No. 111 – 88 – EM/DGE establece los procedimientos destinados para obtener el derecho de servidumbre; para el cual se han determinado las distancias mínimas de las franjas de servidumbre para las líneas de transmisión, las que están establecidas por el Código Nacional de Electricidad (CNE) como se presentan a continuación en el Cuadro N° 3.2.2 1. Cuadro No. 3.2.2 -1 Franja de Servidumbre Anchos Mínimos de Fajas de Servidumbres Tensión Nominal de la Línea Ancho (kV) (metros) 220 25 145-115 20 70-60 16 36-20 11 15-10 6 500 (*) 64 (*) Según la Tabla 219 de la nueva edición del Código Nacional de Electricidad Suministro Se tomará como ancho de la zona de servidumbre la establecida por el CNE, para línea a 220 kV, la cual es de un ancho de 25 m. Se reitera el cumplimiento de los criterios incluidos en la selección del conductor de fase en cuanto a niveles de campos eléctricos y magnéticos sobre el terreno y niveles de radiointerferencia en la faja de servidumbre. b) Condiciones Climatológicas Los parámetros meteorológicos que intervienen en el diseño mecánico y estructural de las líneas de transmisión son la temperatura (ambiente) y la velocidad de viento. Estos parámetros meteorológicos se obtienen del Código Nacional de Electricidad Suministro - Parte 2 “REGLAS DE SEGURIDAD PARA LA INSTALACIÓN Y MANTENIMIENTO DE LÍNEAS AÉREAS DE SUMINISTRO ELÉCTRICO Y COMUNICACIONES” – sección 25 “Cargas para los Grados B y C”, los cuales serán ajustados a la zona del proyecto, tal como se presenta en el Cuadro N° 3.2.2 – 2. INFORME FINAL CSL-102600-IT-11-01 CESEL Ingenieros Agosto 2010 3-6 Estudio de Impacto Ambiental de la Variante de la Línea de Transmisión 220 kV Chiclayo Oeste - Piura Oeste Cuadro N° 3.2.2 – 2 Parámetros meteorológicos Parámetro Zona de carga Temperatura Máxima Promedio Temperatura Promedio (EDS) Viento máximo Viento reducido Temperatura coincidente viento máximo Temperatura mínima sin viento Nivel ceraunico Unidad °C °C km/h km/h °C °C Díastormenta/año Valor por sector de cota sobre el nivel del mar <3000 msnm (Área 0) A (Ligera) 40 20 90 50 10 0 N/A Fuente: Estudio definitivo para la rehabilitación de Líneas de Transmisión costeras en 220 kV, elaborado por Empresa de Transmisión Eléctrica Centro Norte S.A. (ETECEN) – Cargas de Diseño c) Distancias de Seguridad Las distancias de seguridad al terreno y demás obstáculos deben cumplir con lo indicado en el código nacional de electricidad suministro 2001 y las cuales se presentan en el Cuadro 3.2.3 - 3; estas distancias se calcularon de acuerdo a la Tabla 232-1 y Tabla 2322 del Código Nacional De Electricidad Suministro 2001 haciendo la modificación para valores entre 23 kV y 220 kV tal como se cita en la regla 232.C.1.a “Para las tensiones entre 23 y 220 kV, la distancia de seguridad especificada en la regla 232.B.1 (Tabla 232-1) o en la regla 232.B.2 (Tabla 232-2) será incrementada a razón de 10 mm por kilovoltio que sobrepase de 23 kV. Todas las distancias de seguridad para las líneas de más de 33 kV se basarán en la máxima tensión de operación.” Para efectos del plantillado se utilizo el valor máximo de las dos columnas del Cuadro 3.2.3 – 3. INFORME FINAL CSL-102600-IT-11-01 CESEL Ingenieros Agosto 2010 3-7 Estudio de Impacto Ambiental de la Variante de la Línea de Transmisión 220 kV Chiclayo Oeste - Piura Oeste Cuadro No. 3.2.3 -3 Distancias de Seguridad Naturaleza de la superficie que se encuentra debajo de los alambres, conductores o cables 1. Vías Férreas de ferrocarriles (excepto ferrovías electrificadas que utilizan conductores de trole aéreos) 2.a. Carreteras y avenidas sujetas al tráfico de camiones. 2.b. Caminos, calles y otras áreas sujetas al tráfico de camiones. 3.Calzadas, zonas de parqueo, y callejones. 4.Otros terrenos recorridos por vehículos, tales como cultivos, pastos, bosques, huertos, etc 5.a. Espacios y vías peatonales o áreas no transitables por vehículos 5.b. Calles y caminos en zonas rurales 6.Áreas de agua no adecuadas para barcos de vela o donde su navegación está prohibida. 7.Áreas de agua para barcos de vela incluyendo lagos, charcas, represas, aguas de marea, ríos, corrientes y canales con un área superficial no obstruida de 17,18. 7a. Menos de 8 hectáreas 7b. Más de 8 a 80 hectáreas 7c. Más de 80 a 800 hectáreas 7d. Más de 800 hectáreas 8.Terrenos y áreas de aguas públicas y privadas destinadas cuando los alambres, conductores o cables cruzan o sobresalen 9.a. Carreteras y avenidas 9.b. Caminos, calles o callejones 9.c. Espacios y vías peatonales o áreas no transitables por vehículo 10.Calles y caminos en zonas rurales LT y Líneas de telecomunicaciones Conductores de suministro expuestos, de 220 kV (m) Conductores de contacto de vías férreas electrificadas y trole y cables mensajeros (m) 9,97 8,97 8,97 8,07 8,47 8,07 8,47 8,07 8,47 1,97 6,97 7,47 8,47 8,07 8,97 1,97 9,47 10,97 12,97 14,47 1,97 1,97 1,97 1,97 3,47 3,47 8,47 7,97 8,07 8,07 6,97 7,47 6,97 3,92 8,07 3,92 Fuente: Código Nacional de Electricidad-Suministro d) Tipo de Postes Para el plantillado de la variante de la línea se van a utilizar postes de madera, circuito sencillo, similares a las utilizadas en el circuito existente. De estos postes se tiene lo siguiente: • Postes de Suspensión: Tipo MA • Postes de Angulo: Tipo MB, MC INFORME FINAL CSL-102600-IT-11-01 CESEL Ingenieros Agosto 2010 3-8 Estudio de Impacto Ambiental de la Variante de la Línea de Transmisión 220 kV Chiclayo Oeste - Piura Oeste • Postes de Anclaje: Tipo MH, MJ, MK, MU • Postes de Transposición: Tipo MT Cuadro N° 3.2.4 – 4 Tipo de elementos de madera que pueden componer una estructura Elemento de Madera Postes Southern Yellow Pine o Douglas Fir Clase 2 (60) ft Postes Southern Yellow Pine o Douglas Fir Clase 2 (65) ft Postes Southern Yellow Pine o Douglas Fir Clase 2 (70) ft Postes Southern Yellow Pine o Douglas Fir Clase 2 (75) ft Postes Southern Yellow Pine o Douglas Fir Clase 2 (80) ft Crucetas (130x229x7468) mm Crucetas (130x229x10362) mm Crucetas (130x343x6400) mm Crucetas (130x343x9295) mm Crucetas (130x343x12190) mm Crucetas (130x381x7468) mm Crucetas (130x381x9957) mm Crucetas (130x381x10998) mm Crucetas (130x381x12190) mm Riostras (114x171x8584) mm Riostras (114x222x10108) mm Separador de riostras (191x191x92) mm Fuente: ISA A continuación se presenta un esquema típico de estructura en postes tipo suspensión. INFORME FINAL CSL-102600-IT-11-01 CESEL Ingenieros Agosto 2010 3-9 Estudio de Impacto Ambiental de la Variante de la Línea de Transmisión 220 kV Chiclayo Oeste - Piura Oeste Figura N° 3.2.4 – 1 Esquema típico de estructura en postes de suspensión CRUCETAS RIOSTRAS SEPARADOR DE RIOSTRAS POSTES Fuente: ISA e) Diseño de Cimentaciones Los postes tendrán una longitud de empotramiento igual al 10% de su largo más 0.60 m. Para estructuras en “H” y en suelos de poca resistencia, además de las zapatas de concreto para resistir las cargas verticales, los esfuerzos laterales serán absorbidos empotrando el poste en un pilar de concreto. Debido al peso de la estructura, la carga neta de arrancamiento es mínima, la que será resistida íntegramente por la cimentación no siendo necesario prever un mecanismo de resistencia específico. En cuanto a las estructuras de Angulo y de Fin de Línea, sus cimentaciones han sido reforzadas con zapatas de concreto o con troncos de madera empernados a los postes, INFORME FINAL CSL-102600-IT-11-01 CESEL Ingenieros Agosto 2010 3-10 Estudio de Impacto Ambiental de la Variante de la Línea de Transmisión 220 kV Chiclayo Oeste - Piura Oeste estos se utilizarán en la medida que sean necesarios, dependiendo de la clase de suelo y de las cargas impuestas a cada poste y puntal. • Cimentación para estructuras de arrancamiento Teniendo en cuenta que el diseño de las estructuras con postes de madera no cuenta con cables de retenida, los postes exteriores de las estructuras de ángulo están sometidos a esfuerzos de arrancamiento, Para esta situación especial se han diseñado cimentaciones especiales compuestas de trozos de madera empernados en la parte inferior del poste y perpendicularmente a los mismos, de manera tal que sean capaces de movilizar una cierta masa de suelo y ofrecer de esta manera una suficiente resistencia al arrancamiento. • Zapatas de los postes A lo largo de la ruta de la línea existen suelos cuyas características de resistencia, evaluada en su capacidad portante, pueden llegar a requerir zapatas de concreto como soluciones de cimentación. Dichas zapatas son también requeridas para los puntales de retenida de las estructuras de ángulo y de fin de línea. • Cimentación de puntales Los puntales serán empotrados una longitud no menor que el 10% de su largo o 1,5 m. Al igual quo los postes de alineamiento y en suelos de baja resistencia, la utilización de zapatas de concreto para resistir las cargas verticales es Io más recomendado. • Cimentaciones especiales para zonas Inundables Los tipos de protección consideradas inicialmente son cuatro: La primera se refiere a una protección ligera de empedrado sobre la superficie alrededor del pórtico. El segundo tipo es una protección formada de un muro de concreto armado de 0,5 m a 1 m de altura y el tercer tipo es una protección formada de un muro de concreto armado de 1 m a 2 m. Los tipos de protección dos y tres se beben rellenar con una capa de piedra o empedrado reforzando la cimentación correspondiente con un collar de concreto, la cual debe ir a una profundidad de 0,60 m. Finalmente la cuarta estructura de protección está formada por un muro de sostenimiento do 1,50 m de altura y se utilizan en terrenos con pendientes. INFORME FINAL CSL-102600-IT-11-01 CESEL Ingenieros Agosto 2010 3-11 Estudio de Impacto Ambiental de la Variante de la Línea de Transmisión 220 kV Chiclayo Oeste - Piura Oeste • Factor de Seguridad del Suelo Los valores de capacidad portante del suelo están basados en la condición crítica del suelo, la cual puede presentarse por el colapso del mismo o un asentamiento de 25 mm o inferior que afecte la funcionalidad de la estructura, dicho factor de seguridad está en un rango entre 3 o 4, dependiendo de las condiciones del proyecto. Para las líneas de transmisión, estos valores están relacionados a las cargas diarias de larga duración, soportadas por las cimentaciones. Los valores admisibles de capacidad portante en el suelo según las cargas de diseño máximas de corto periodo están en función del tipo de suelo y sus características de resistencia y compresibilidad. • Factores de seguridad estructurales Los siguientes factores de seguridad se aplicaran en conjunto con las cargas de diseño de viento máximas: Cuadro N° 3.2.4 – 5 Factores de Seguridad Componente Poste do madera, crucetas, riostras Flexión del poste de madera Conductor Aislador - Anclaje o - Suspensión de alineamiento (0 -l ) - Todas las otras ubicaciones Ferretería Factor 2,0 4,0 1,25 2,5 2,0 5,0 4,0 2,0 Fuente: ISA Los factores de seguridad serán relacionados a los siguientes niveles de esfuerzo: Cuadro N° 3.2.4 – 6 Niveles de Esfuerzo Componente Postes de madera Douglas Fir a Southern Yellow Crucetas y riostras Solid Timber Douglas Fir Crucetas y riostras Laminated Douglas Fir Conductor Aisladores Ferretería Esfuerzo (MPa) 55,2 37,9 55,2 Resistencia nominal de tracción Resistencia M & E nominal Resistencia nominal de rotura Fuente: ISA f) Cable de Guarda La línea no llevara cable de guarda debido a que en la zona no se presentan descargas atmosféricas. INFORME FINAL CSL-102600-IT-11-01 CESEL Ingenieros Agosto 2010 3-12 Estudio de Impacto Ambiental de la Variante de la Línea de Transmisión 220 kV Chiclayo Oeste - Piura Oeste g) Selección y Coordinación de Aislamiento La selección y coordinación del aislamiento se realiza teniendo como restricciones los valores límites de salidas establecidos por la normatividad legal del sector eléctrico del Perú y las particularidades propias del proyecto, en especial lo correspondiente a la altura sobre el nivel del mar sobre el eje de la línea y que es medida en la etapa de replanteo. Bajo este criterio se tiene que la cota máxima que se encuentra sobre el eje de la línea a 220 kV es menor de 300 msnm; por lo que el diseño de aislamiento se realiza para una altura máxima de 300 msnm. Para disminuir longitud en la cadena y permitir aumento de flecha para operar la L/T a una mayor potencia (de 152 MVA a 180 MVA) se recomienda implementar cadenas con unidades de aisladores conformadas por 12 unidades antiniebla de 620 mm de distancia de fuga para una distancia de arco seco igual a 1,91 m, considerando un paso de 159 mm por aislador, de esta manera se obtiene una reducción en la longitud de la cadena de aisladores de 57 cm con respecto a la cadena actual. h) Tipo, Material y Características de los Aisladores Para este caso el estudio de aislamiento se define que la cadena debe tener una longitud de arco seco de 1,900 mm, o con una cadena de 12 aisladores de 159 mm de distancia de arco seco y distancia de fuga de 620 mm. El diseño del aislamiento garantizará una distancia de fuga mínima de 31 mm /kV, de acuerdo con lo que contempla la norma IEC 60815 para zonas de alta contaminación. i) Puesta a Tierra El valor máximo de resistencia de puesta a tierra es de 25 ohmios, para lo cual se empleará un esquema de puesta a tierra de 4 varillas por cada estructura, una en cada pata de la estructura, con el fin de obtener la resistencia de puesta especificada en el Código Nacional de Electricidad, para cada una de las torres de la línea. En el caso de no ser posible obtener este valor de resistencia de puesta a tierra con esta configuración básica, se analizará la posibilidad de instalar uno de los siguientes esquemas: • Contrapesos radiales o cables enterrados horizontalmente. • Métodos no convencionales tales como aditivos o rellenos. • Instalación de pararrayos. INFORME FINAL CSL-102600-IT-11-01 CESEL Ingenieros Agosto 2010 3-13 Estudio de Impacto Ambiental de la Variante de la Línea de Transmisión 220 kV Chiclayo Oeste - Piura Oeste Es necesario señalar que, debido a que la zona en la que se ubica la Línea presenta un nivel ceráunico de cero (0), la estimación de los sistemas de puesta a tierra se concentrará en el control de los voltajes de contacto y de paso en los sitios de torre donde aplique (Carreteables, Caminos peatonales, etc). Estimación de resistencia de Puesta a Tierra Cuando la estructura no alcanza por si sola la resistencia de pie de torre especificada, se hace indispensable el uso de elementos que reduzcan la resistencia de puesta a tierra a los valores requeridos. Esto se puede lograr con alguno de estos dos métodos: • Con varillas conectadas a la estructura hincadas a una profundidad conveniente (aproximadamente 2,50). • Contrapesos o cables enterrados horizontalmente. Por otra parte, durante el proceso de estimación de la resistencia de puesta a tierra se evaluarán estrategias tales como la disposición de las varillas con ángulo respecto del eje vertical de torre de modo que se logre una mejor distribución de los potenciales de la superficie del suelo y así asegurar un control deseado sobre los voltajes de paso y de contacto. Instalación de varillas de puesta a tierra Las varillas de puesta a tierra están conectadas a la estructura e hincadas a una profundidad igual a la de la excavación de la cimentación donde el número y disposición de las varillas depende de la conductividad del terreno donde esté localizada la torre; sin embargo, la práctica utilizada es de colocar cuatro varillas siempre en cada torre. La producción normalizada de varillas para puestas a tierra se hace en diámetros que van desde 1/4 hasta 1 pulgada y longitudes que abarcan desde 1.5 hasta 3.5 metros. Diámetros superiores a una pulgada producen cambios muy pequeños en el valor de la resistencia, ya que es el suelo que rodea al electrodo y no el diámetro de éste el que determina la resistencia. La selección del diámetro de la varilla debe buscar suficiente espesor y fortaleza para que pueda ser clavada en el suelo sin que se pandee o sufra daños que le ocasionen corrosión prematura. Para dar cumplimiento a lo especificado por el Código Nacional de Electricidad Suministro en la Sección 3 en cuanto a los electrodos de puesta a tierra, estos deben cumplir con los INFORME FINAL CSL-102600-IT-11-01 CESEL Ingenieros Agosto 2010 3-14 Estudio de Impacto Ambiental de la Variante de la Línea de Transmisión 220 kV Chiclayo Oeste - Piura Oeste requerimientos de diámetro y área y en caso de requerir recubrimiento debe cumplir con el requisito de espesor y recubrimiento mínimos definidos en la Sección 060-702 del Código Nacional de Electricidad Utilización, donde se indica lo siguiente: “Un electrodo de varilla debe tener las siguientes características: (a) Ser un producto aprobado, de cobre o de acero revestido con cobre (acero-cobre), con diámetro no inferior a 16 mm (o 5/8 pulgada) para electrodos de acero-cobre y 13 mm (o ½ pulgada) para electrodos de cobre; y (b) Tener una longitud no menor de 2 m; y (c) Tener una superficie metálica limpia que no esté cubierta con pintura, esmalte u otro material de baja conductividad; y (d) Alcanzar una profundidad no menor de 2,5 m para cualquiera que sea el tamaño o número de varillas que se utilicen, excepto que: (i) Donde se encuentre roca a una profundidad de 1,2 m o más, la varilla debe alcanzar el fondo de roca, y el resto de la varilla debe ser enterrado sin causar daño, a no menos de 600 mm bajo el piso, en posición horizontal; o (ii) Donde se encuentre roca a una profundidad menor de 1,2 m, la varilla debe ser enterrada por lo menos a 600 mm bajo el piso terminado, en una zanja horizontal.” La resistencia de puesta a tierra de una estructura se puede disminuir conectando varillas en paralelo. Existen varios métodos para considerar el efecto de las varillas múltiples en el valor de la resistencia como son: el radio equivalente, la resistencia mutua, las curvas universales, etc. Radio equivalente En el método del radio equivalente tiene en cuenta la geometría con la que se distribuyen las varillas en el terreno. Si están moderadamente cerca una de la otra, la resistencia total será mayor que si el número de varillas tuviera la misma disposición pero estuvieran más espaciadas. La ecuación que se utiliza para realizar estos cálculos es la siguiente: R= ρ 2*l * Ln 2 *π * l A Donde: R : Resistencia de puesta a tierra en Ohmios ρ : Resistividad del terreno en ohmios-metro l : Longitud de la varilla en metros A : Radio equivalente que depende de la distribución y el número de varillas de la configuración, en metros. (ver figura 12.5.8 del Transmission Line Reference Book de EPRI). INFORME FINAL CSL-102600-IT-11-01 CESEL Ingenieros Agosto 2010 3-15 Estudio de Impacto Ambiental de la Variante de la Línea de Transmisión 220 kV Chiclayo Oeste - Piura Oeste Resistencia mutua Otra forma de calcular el efecto de las varillas en paralelo en el valor de la resistencia de pie de torre, es calcular la resistencia mutua mediante la siguiente ecuación: ρ l2 4l 2 Rm = 1 − 2 + 2 +.... 2 * π * s 3s 5s Donde: Rm : Resistencia mutua en ohmios s : Separación entre varillas en metros l : Longitud de varillas en metros Una vez conocido el valor de Rm se puede calcular la resistencia de puesta a tierra con la relación: R= R1 (n − 1)R m + n n Donde: R : Resistencia en ohmios R1 : Resistencia de una varilla en ohmios n : Número de varillas Rm : Resistencia mutua en ohmios Curvas universales Un método alterno no calcular el valor de la resistencia de puesta a tierra de estructuras bajo el efecto de múltiples varillas es recurrir al uso de curvas universales en las que se representa la variación. Normalmente se presenta una familia de curvas en las que cada una de ellas corresponde a una separación especifica de las varillas. Las curvas universales se representan por el factor multiplicador incluido en el siguiente cuadro: INFORME FINAL CSL-102600-IT-11-01 CESEL Ingenieros Agosto 2010 3-16 Estudio de Impacto Ambiental de la Variante de la Línea de Transmisión 220 kV Chiclayo Oeste - Piura Oeste Cuadro N° 3.2.4-7 Factor multiplicador para múltip les varillas Número de Varillas 2 3 4 8 12 16 20 24 Factor Multiplicador, F 1.16 1.29 1.36 1.68 1.80 1.92 2.00 2.16 Fuente: ISA Instalación de contrapesos En sitios en que la resistividad del terreno sea muy alta, es necesario utilizar cables enterrados horizontalmente en disposición simétrica al eje de línea para alcanzar el valor de resistencia de pie de torre establecido, siempre teniendo en cuenta la posibilidad constructiva de hacerlo considerando las características particulares del sitio. Los primeros centímetros de la capa vegetal están siempre expuestos a cambios climatológicos producidos por inviernos severos o por veranos calurosos y secos. A esto se suma la topografía local y la contextura del suelo de los cuales dependen gran parte los cambios ambientales y el contenido de la humedad. Adicionalmente, en terrenos agrícolas debe preverse la capa que ha de ser removida periódicamente, todo lo cual proporciona un estimativo de la profundidad mínima a la cual debe ser enterrado el conductor para eliminar la posibilidad de cambios bruscos en la resistencia de tierra y de daños fortuitos causados por los trabajos del arado. Para tener en cuenta las anteriores consideraciones se adoptó una profundidad de 0.50 m para instalar contrapesos. Al igual que en el caso de las varillas de puesta a tierra, el diámetro del contrapeso no juega papel importante y su selección obedece más a problemas de corrosión que de cualquier otra naturaleza. Debe tenerse especial cuidado al trabajar con contrapesos de longitud inferior a 30 m para no obtener resistencias de dispersión demasiado altas que puedan crear reflexiones positivas. Así mismo es aconsejable no utilizar contrapesos demasiado largos a menos que el terreno sea de alta resistividad como en zonas con abundantes afloramientos rocosos o arenosos, ya que después de cierta longitud la curva de resistencia se vuelve asintótica. De esta manera, se utilizarán longitudes de contrapesos hasta de 60 metros y contrapesos paralelos en cada pata hasta dos unidades. INFORME FINAL CSL-102600-IT-11-01 CESEL Ingenieros Agosto 2010 3-17 Estudio de Impacto Ambiental de la Variante de la Línea de Transmisión 220 kV Chiclayo Oeste - Piura Oeste La resistencia que se obtiene al conectar un cable de longitud l (metros) y radio a (metros), enterrado a una profundidad d (metros), está dada por: R= ρ 2 *l * Ln π *l 4* a * d − 1 Donde: R = Resistencia en ohmios ρ = Resistividad del terreno en ohmios-metro En cuanto al calibre del conductor a utilizar en los contrapesos, este debe cumplir con lo indicado en el literal a) de la sección 060-812 del CNE de utilización, que indica lo siguiente: “Dimensionamiento del Conductor de Puesta a Tierra para Sistemas de Corriente Alterna: La sección del conductor de puesta a tierra debe ser: (a) No menor que aquella dada en la Tabla 17 para un sistema de corriente alterna o para un conductor común de puesta a tierra” Cuadro N° 3.2.4-8 Sección mínima de conductores de tierra para sistemas de corriente alterna o conductores de tierra comunes Capacidad de conducción del conductor de acometida de mayor sección o el equivalente para conductores múltiples (A) Sección del conductor de cobre de puesta a tierra (mm2) 100 o menos 101 a 125 126 a 165 166 a 200 201 a 260 261 a 355 356 a 475 Sobre 475 10 16 25 25 35 50 70 95 Fuente: CNE - Utilización - Tabla 17 (Ver Reglas 060-204,060-206 y 060-812) Nota: La capacidad de conducción del conductor más grande de la acometida, o el equivalente se usan conductores múltiples, se determina con la Tabla apropiada del Código tomando en consideración la cantidad de conductores en la tubería y el tipo de aislamiento. En forma generalizada se utilizan longitudes de 30 y 60 m aunque en casos especiales se puede incrementar la longitud. La resistividad corresponde a la medida en el sitio en que se localiza cada estructura. INFORME FINAL CSL-102600-IT-11-01 CESEL Ingenieros Agosto 2010 3-18 Estudio de Impacto Ambiental de la Variante de la Línea de Transmisión 220 kV Chiclayo Oeste - Piura Oeste Según la resistividad del terreno se pueden usar diferentes configuraciones con el fin de alcanzar la resistencia de puesta a tierra deseada. La configuración más simple es con cuatro varillas de puesta a tierra, una en cada pata de la estructura. Otras configuraciones son con 1, 2, 3 ó 4 contrapesos de la longitud requerida. Las configuraciones asimétricas de uno y tres contrapesos no se recomiendan ya que no son eficientes o predecibles en su comportamiento ante ondas de choque. En estos casos, la corriente de un rayo no se distribuye uniformemente entre las patas de las torres. Inicialmente se estima la resistencia de puesta a tierra en cada sitio con cuatro varillas en paralelo (utilizando el método de las curvas universales), si no cumple con la resistencia establecida se determina la resistencia con dos ó cuatro contrapesos de 30 ó 60 m de longitud o se incrementa la longitud en contrapesos hasta cumplir con la resistencia de puesta a tierra establecida. 3.3 Descripción de la Etapa de Construcción de la Línea de Transmisión A continuación se describen las actividades que se desarrollarán en la etapa constructiva del proyecto, las cuales involucrarán la instalación de postes y el tendido de los conductores. Las actividades para la construcción de la Línea de Transmisión se dividieron en obras civiles y montaje electromecánico. Las obras civiles comprenden: - Despeje y preparación del área. - Instalación de almacenes y oficinas. - Excavaciones a través de procedimientos manuales y/o mecánicos. Estos trabajos serán efectuados en los lugares destinados a la instalación de los postes. Los movimientos de suelo serán de mayor envergadura, y tendrán por objeto nivelar superficies, etc. - Transporte de materiales para rellenos. - Suministro y montaje de todas las estructuras, cables y otros elementos, así como el suministro de los anclajes en la obra civil. El montaje de los equipos electromecánicos comprende: - Transporte y Montaje de las estructuras de suspensión, anclaje y terminal. - Montaje de cadena de aisladores. - Montaje de los equipos, izaje de postes de madera. - Tendido de conductor. - Fletes de los equipos y materiales peruanos y extranjeros desde la fábrica hasta el terreno de las obras. INFORME FINAL CSL-102600-IT-11-01 CESEL Ingenieros Agosto 2010 3-19 Estudio de Impacto Ambiental de la Variante de la Línea de Transmisión 220 kV Chiclayo Oeste - Piura Oeste - Desembalaje, almacenamiento, cuidado y mantenimiento de todos los equipos incluidos. - Período de Pruebas: antes de la entrada en servicio de las nuevas instalaciones se ejecutarán pruebas para asegurar el buen funcionamiento de todas las instalaciones antes de su energización. 3.4 Campamento y/o viviendas de alquiler Con relación a los campamentos y/o viviendas, estas se realizaran a través de alquileres en la localidad más cercana al proyecto tales como Morrope. El proyecto no contempla la instalación de campamentos debido a que las poblaciones cercanas constituyen puntos a donde los trabajadores pueden retornar luego de la jornada de trabajo. 3.5 Mantenimiento de Equipos y maquinaria Para el mantenimiento de los equipos y maquinarias (lavado de vehículos, lubricación de vehículos y maquinarias, etc.), se harán uso de los servicentros autorizados por la autoridad competente ubicados en las zonas de Lambayeque. 3.6 Fuentes de Suministro de Agua No será necesario autorización para el uso de agua, debido a que el volumen de agua a requerirse es mínimo. El agua que se utilice para el riego de las vías de acceso en forma similar será traída directamente de los puntos autorizados de las zonas de Chiclayo por medio de cisternas. El agua para consumo domestico (consumo humano) será abastecido en las ciudades más cercanas de Lambayeque a través de Botellas y Bidones en las cantidades que sean necesarias. 3.7 Material necesario para el proceso de construcción Los agregados para la construcción de las serán comprados o adquiridos de los lugares que cuentan con autorización debido a que el material que se requiera es mínimo. INFORME FINAL CSL-102600-IT-11-01 CESEL Ingenieros Agosto 2010 3-20 Estudio de Impacto Ambiental de la Variante de la Línea de Transmisión 220 kV Chiclayo Oeste - Piura Oeste 3.8 Tiempo de ejecución del proyecto El tiempo comprendido para la ejecución del proyecto se detalla en el siguiente cuadro: Cuadro N° 3.7.1 Cronograma de Ejecución del Proyect o Ítem 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 Cronograma (Meses) Duración (Días) M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11 Descripción Variante de la Línea de Transmisión Chiclayo Oeste – Piura Oeste Obras Provisionales Obras Civiles Montaje Electromecánico Instalaciones Eléctricas Tendido de Conductores Puesta Tierra Inspección, pruebas y puesta en servicio 75 158 172 162 128 58 30 Fuente: Cesel S.A INFORME FINAL CSL-102600-IT-11-01 CESEL Ingenieros Agosto 2010 3-21 Estudio de Impacto Ambiental de la Variante de la Línea de Transmisión 220 kV Chiclayo Oeste - Piura Oeste 3.9 Requerimiento de Personal A continuación se presenta en el cuadro No. 3.8-1 la cantidad de personal estimada para la construcción de la Variante de la Línea de Transmisión. Cuadro No. 3.8-1: Estimación de Personal de la Zonas para la Construcción de la Variante de la Línea de Transmisión 220 kV Chiclayo Oeste – Piura Oeste Recepción de Materiales 10 Personal del Distrito de Morrope 3 Excavaciones 34 11 23 Cimentaciones 46 15 31 Rellenos 23 8 15 Montaje de postes 68 26 42 Vestida de postes 6 2 4 Tendido de Conductores 57 19 38 Recepción de Obra 6 2 4 250 86 164 Actividades Cantidad de Personal TOTAL Personal del Distrito de Olmos 7 Nota: Esto son cantidades estimadas y dependerá de la estrategia y cronograma del constructor Fuente: Proyectos de Infraestructura - PDI La mano de obra no calificada perteneciente a personal de la zona retornará a sus domicilios y cuando sea necesario se utilizarán las facilidades que ofrece la ciudad (alojamiento, alimentación y transporte). El personal a contratar será tomado de las localidades involucradas en el trazo de la línea de transmisión, según su disponibilidad al inicio de la etapa de construcción, se prevé se tomará mayor mano de obra de las localidades del distrito de Morrope como son Cartagena, Dos Palos, El Angolo por encontrarse dentro del Área de Influencia del proyecto, de ahí la mayor proporción de trabajadores en desmedro del distrito de Olmos, donde no se ha ubicado centro poblado próximo al área de influencia del proyecto. 3.10 Presupuesto del Proyecto El costo total de inversión del proyecto asciende a la suma de (US$ 19 831 733,81) Diecinueve Millones Ochocientos treinta un Mil Setecientos Treinta y Tres y 81/100 Dólares Americanos. INFORME FINAL CSL-102600-IT-11-01 CESEL Ingenieros Agosto 2010
