En la actualidad estoy
inmerso en un trabajo de campo que he titulado: <LOS
CAMINOS DEL AGUA POTABLE A JAÉN>
Encontrándome en el camino con un hito industrial próximo a Los Villares, que
aunque no forma parte del trabajo, sí que está en el “camino del agua”, optando
por su importancia el hacer un estudio anexo.
Ahora que está en boga apostar por las energías limpias, hay que resaltar, que desde 1927 en la central hidroeléctrica denominada <El Chorro> en el término municipal de los Villares a 17 km de Jaén, se producía energía eléctrica utilizando como fuerza electromotriz la energía cinética y potencial del agua que discurría por Arroyo Frío. Esta central suministraba corriente eléctrica a las localidades de Martos y Valdepeñas de Jaén. En la actualidad está abandonada, tan solo queda el edificio que albergaba las turbinas, generadores, así como los transformadores de corriente…, un edificio anexo que fue una escuela primaria rural, además de un grupo de viviendas anexas que formaban el poblado de los obreros que allí trabajaban.
El que suscribe, a finales del año 1969, cuando cursaba el último año de carrera de Ingeniero Técnico en la especialidad de Centrales y Líneas, visité la central acompañado por D. Juan Antonio Zea (q.e.p.d.) La central se encontraba aún en funcionamiento, recordando como un operario realizó las maniobras de parada y marcha de las dos turbinas y sus generadores, su acoplamiento entre ambos y la posterior conexión con la subestación de la Cía Sevillana de Electricidad en Martos a través de una línea aérea de media tensión. Toda una maniobra manual ejecutada de forma magistral, pues estaba basada en la experiencia del operario y que aún no se me ha olvidado. Posteriormente la describiré con más detalle.
El objetivo de esta publicación es recuperar, aunque sea de forma virtual, la “Central hidroeléctrica del Chorro”. Describir sus características constructivas, la maquinaria que allí estaba instalada, su funcionamiento y su estado actual.
Para una mejor comprensión he dividido el estudio en los siguientes apartados.
a) Ficha del inmueble.
b) Características constructivas de la
central.
- Azud
- Canal
- Cámara de carga
- Tubería forzada
- Canal aliviadero y desagüe de la central
- Edificio
b) Colegio y poblado.
Ficha del inmueble.
IDENTIFICACIÓN
- Denominación: Central Hidroeléctrica Río Frío
- Código: 01230990012
- Caracterización: Arquitectónica, Etnológica
- Provincia: Jaén
- Municipio: Villares (Los)
DESCRIPCIÓN
Clasificación
- Tipologías: Centrales eléctricas
- Actividades: Producción de energía
- P. Históricos/Etnias: Edad Contemporánea
- Cronología: 1924-1960 (¿?) Nota: En 1969 aún estaba en funciónamiento.
La central se encuentra en la
carretera de Los Villares- Valdepeñas a 3 Km de Los Villares en su margen
derecho. Es una central de agua fluyente, que toma el agua del nacimiento de
Río Frío y mediante un canal de 2 Km de longitud la conduce a una cámara de carga.
Posteriormente mediante una tubería de 350 metros de longitud y 155 metros
llega a la central. Construida a base de muros de carga, con mampostería de
piedra natural, concertada, llagueada, rejuntada mediante mortero de cemento.
Las esquinas y huecos van reforzadas por sillería de piedra natural. La
cubierta es de cerámica árabe sobre cercha de madera. Su planta es rectangular
de dimensiones 10x25 metros.
Datos históricos:
Construida en 1924 por la empresa
Electra Industrial Española, suministraba energía a Jaén (¿?), Martos y
Valdepeñas. En 1950 Hidroeléctrica del Chorro la adquiere, pasando esta empresa
posteriormente a Sevillana de Electricidad.
Características
constructivas de la central.
- Azud
El azud, elemento constructivo por donde se toma agua para el canal de alimentación a la central y situado próximo al nacimiento del arroyo de Río Frío, está formado por una presa de sección triangular construida en obra de fábrica de hormigón de 2 m de alta y 3 m de ancha. Anexo a él, existe un canal dotado de compuertas y rejillas que permiten el paso del agua al canal de la central o bien su vertido al cauce del arroyo.
- Canal
El canal que alimenta a la central,
es de obra de fábrica de hormigón cubierto en su totalidad, a excepción de unos
20 metros al inicio de su traza que se encuentra sobre el nivel del terreno.
Tiene una anchura de 75 cm y una altura de 40 cm, con una longitud de unos 2,5
kilómetros y un desnivel de ~ 10 m (0.36% de pendiente).
- Cámara de carga
La cámara de carga es un
depósito de forma rectangular en obra de fábrica de hormigón armado de 6 m (A)
x 6 m (L) x 4,2 m (H) (V=150 m3), semiempotrado en el terreno y con un forjado
que hace de tapa del mismo. Entre este depósito y el canal descrito
anteriormente, existe una arqueta intermedia dotada de dos compuertas, que o
bien permiten el paso del agua a la cámara,
o bien la vierten a un aliviadero formado por una canal abierta de
hormigón, que discurre paralela a la conducción forzada de acero, y que conecta
con el arroyo que discurre a pie de la central.
La cámara también está
dotada de un rebosadero que a su vez vierte el agua sobrante al aliviadero
descrito.
- Tubería forzada
La tubería forzada que
alimenta de agua, a una caudal y presión
constante a las turbinas de la central, es de chapa de acero laminada en caliente y
unida mediante remaches de roblones de un Ø 50 cm y e= 15 mm, su longitud de ~ 388
m constituida por tramos de 3,5 m de longitud y apoyada sobre zapatas de
hormigón.
- Canal aliviadero y desagüe de la central
Tal como ya hemos
descrito el canal aliviadero desciende paralelo a la tubería forzada y llega al
desagüe de la central. Su función es la de desviar el caudal de agua que llega
por el canal hacia la cámara de carga impidiendo así su entrada en ésta en los
momentos en los que no funciona las turbinas. También recoge el agua del
aliviadero de la cámara de carga si fuera necesario.
El desagüe de la central
recoge el agua a la salida de las
turbinas encontrándose debajo del edificio de la central y llega hasta
el río donde desemboca. En este punto también llega el agua del canal
aliviadero. Antes de la desembocadura en el río se encuentra el nacimiento del
canal que lleva el agua potable hacia la ciudad de Jaén.
El desagüe consta de dos partes, la primera el “foso de las turbinas” que se encuentra justo debajo de la posición de las turbinas y tiene un tamaño de 9,8 m (L) x 2,5 m (A) x 4 m (H), a continuación la altura se reduce hasta 3 m en un túnel de 14,8 m de largo que llega hasta el nacimiento del canal y a continuación al río.
09_ Esquema unifilar grupo turbina – generador y conexión desagüe turbina al foso.
10_ Acceso al foso de las turbinas desde la sala de máquinas de la central.
11_ Interior
del túnel en el exterior de la central que llega al nacimiento del canal.
12_Esquema
unifilar hidráulico: Azud – canal – cámara – central – desagüe.
- Edificio
Se aprecian las válvulas de compuerta dotadas con sistema de regulación del caudal de entrada de agua a las turbinas desde la conducción forzada, así como las cimentaciones en hormigón armado de las turbinas y grupos generadores de corriente eléctrica.
16_ Colector de aspiración turbina con válvula de regulación caudal.
17_Válvula de compuerta de corte y regulación
con bridas.
El pavimento
de la sala era de baldosas de cemento hidráulico de 30x30 propias de la época.
Los paramentos están enfoscados, fratasados y enlucidos con mortero
acabado con un revestimiento de pintura a la cal.
En esta parte
de la nave estarían los cuadros de mando y protección de las salidas de media
tensión a Martos – Valdepeñas y de baja tensión al poblado y autoconsumo de la central.
La cubierta está formada por un conjunto de cerchas metálicas triangulares de perfiles de hierro laminado en caliente y remachados con roblones (sistema análogo al utilizado en la tubería de la conducción forzada).
Sobre las
cerchas y a través de un entramado de correas y perfiles de madera, se apoya un
faldón a dos aguas, formado por un entablado de tablones de madera donde a su
vez se apoya una cubierta de tejas árabes de cerámica.
20_Vista interior nave (fachada principal y ala oeste).
En la fotografía se puede apreciar la gran luminosidad existente
en el interior de la sala de máquinas debido a los numerosos ventanales, e
incluso vidrieras, que existen en los paramentos verticales que circundan la
nave.
Cálculo turbina +
generador
En el inicio hacía
referencia que en el año 1969 visité la central como estudiante e incluso
comprobé su funcionamiento, quedándome en el recuerdo que existían dos turbinas
con sus correspondientes generadores, un centro de transformación con dos
transformadores y una línea aérea de media tensión. Actualmente tan solo quedan
las cimentaciones con sus anclajes de las turbinas y generadores, las válvulas
de regulación y el local donde se encontraba el centro de transformación y poco
más, e incluso la línea de M.T. ha desaparecido.
Por desgracia el informe que hice en su momento con las características e
incluso los esquemas unifilares de todos estos elementos, que conservé hasta
finales del 2010, desaparecieron en una mudanza, lo que suponía partir de cero.
21_Local
donde se situaban los trasformadores de potencia y tensión. (En el techo se
puede apreciar el aparellaje para entrada y salida de las líneas de conexión a
los transformadores de potencia).
A tenor de lo anterior
inicié una serie de averiguaciones preguntando a antiguos empleados de la Cía.
Sevillana y en bibliotecas técnicas especializadas, pero sin resultado alguno,
hasta que consulté un volumen del Zoppetti – Centrales Hidroeléctricas - los libros de mi carrera si los conservo -
y allí estaba la información que necesitaba:
En la tabla se detallan
las características de diferentes centrales de la compañía <<Hidroeléctrica
del Chorro>> en Andalucía. Los datos correspondientes a la central de
Riofrío son:
- Existe un salto (tubería forzada) de
155 metros.
- Un caudal Q= 0,7 m3/seg.
- Una potencia total instalada de 800
KW con dos grupos (turbina+ generador).
Estos datos y las bancadas que existen en la sala de máquinas, nos confirman la existencia de dos turbinas con sus correspondientes generadores de corriente alterna III acopladas en paralelo, y de igual potencia, que funcionarían simultáneamente, o bien, quedando una de ellas en reserva para el caso de avería o en periodos de mantenimiento.
23_Esquema unifilar hidráulico y de generación de potencia eléctrica.
A continuación trataremos
de justificar que la potencia de 400 KW de cada generador está de acorde con la
tubería de conducción de agua forzada de Ø 500 existente y la presión a la
entrada de los rodetes de la turbina en función del desnivel entre la cámara de
rotura de carga y la central hidroeléctrica (155 m.a.m.).
Datos:
Caudal (Q) = S (m²) x V (m/seg)
S sería la superficie del tubería forzada Ø 500 = 3.14 r² = 3.14*0,250² = 0.196 m²
Q = 0.196 m² * 3,6 m/seg = 0.7m³/seg = 700 litros/seg
En nuestro caso al existir dos
turbinas y funcionar simultáneamente, el
caudal que pasaría por cada rodete sería el 50% del total, es decir 350
ltrs/seg a la presión de 15,5 Atm.
Potencia de la turbina en Kw
Pw= γQ(m.a.m)μ
γ = 9.81+10³
μ= 80%
Q = 0.350 m³/seg
m.a.m. = 885 m – 732 m = 153 m o 15,3 Atm
Pw= 420 Kw ≅ 466 Kva
Potencia del generador en Kw
420 Kw / 95% = 399 Kw 
443 kva
En resumen, tendríamos instalada dos turbinas
de 420 KW acoplada a un generador de
corriente III 690/400 V. a 50 Hz con una
potencia de 400 KW.
(Nota: La tensión de 690/400 V la he considerado basándome en mi experiencia).
En el esquema unifilar de la
instalación observamos la existencia de:
- 2 Generadores de energía eléctrica de una potencia de 400 KW.
- Cuadro eléctrico de protección y maniobra.
- Un transformador de potencia de 1.200 KVA y tensión 0.690 KV/15 KV
- Un transformador de potencia de 100 KVA y tensión 0,690 KV / 230/125 V.
- Línea aérea de M.T. de 15 KV
- Línea montaje superficial y aéreo de BT III+N 230/125 V
En la fotografía anterior figura un equipo monobloc de turbina y generador de cte de unos 400 KW. El que habría instalado en la central del Chorro, sería de dimensiones y características análogas.
Maniobras de puesta en marcha de la central
En el prólogo decía que
describiría con detalle las maniobras que un operario debía de realizar para
poner en funcionamiento las turbinas y sus generadores, así como el
acoplamiento entre ambos y la posterior conexión con la subestación de la Cía
Sevillana de Electricidad en Martos a través de una línea aérea de media
tensión, pues bien, ahora trataremos de hacerlo, pero antes es importante describir
los elementos que se reflejan en el esquema unifilar eléctrico.
El cuadro eléctrico de
protección y maniobra.
Existía un cuadro general
de protección y maniobra, compuesto por una placa de mármol de dimensiones
adecuadas montada verticalmente sobre cuatro angulares metálicos que la sujetaban
a la pared desplazándola unos 30 cms. En esta placa existía por cada máquina, un
interruptor general o seccionador de cuchillas III y tres bases de
cortacircuitos, además de los bornes de salida de la línea eléctrica, así como los
siguientes instrumentos de medida: “Voltímetro” de 0/1000 V que mide la tensión
que llegaba del generador, “amperímetro” de (0/500 A) que mide la intensidad de
la corriente de llegada (En nuestro caso para la potencia unitaria máxima de
400 KW, marcaría 690 V y 378 A) y un “medidor
de frecuencia” o “frecuencímetro” que indica la amplitud de oscilación de
impulsos en un tiempo definido. También existía en el trascuadro un “reóstato”,
instrumento que sirve para variar la resistencia eléctrica de un circuito
eléctrico y así cambiar la tensión de salida del generador.
El frecuencímetro.
El generador tenía una
frecuencia de 50 Hz o 50 periodos por segundo. Este indicador que es medible a
través de un instrumento llamado “frecuencímetro”, depende de la velocidad a
que gire el rotor del generador, o lo que es lo mismo, a la velocidad a la que
gire la turbina cuando esté acoplada por mediación del embrague. Esta velocidad
la podían regular, a caudal constante, por mediación de la válvula (fotos 16 y 17)
que actúa sobre la incidencia del “chorro” sobre los álabes. En resumen,
actuando sobre la válvula podían variar la frecuencia de salida de la cte del
generador, que debe ser constante a 50 Hz.
Una vez aclarados los dos
puntos anteriores nos ponemos mano a la obra.
El maquinista una vez en
funcionamiento una de las turbinas, la acoplaba o embragaba de forma manual al generador, e iba actuando sobre el volante de regulación
de la válvula regulando la entrada de agua a la misma; el generador se ponía en
marcha y el maquinista en el cuadro se fijaba en el valor de la frecuencia
hasta que marcara los 50 Hz. Además de esta operación, también tenía que
regular la tensión de salida, fijándose
en el voltímetro, actuando sobre el reóstato, es decir que tenía dos
parámetros: la tensión de salida - 690 V -, en nuestro caso y la frecuencia de
- 50 Hz - Posteriormente hacía esta
misma operación en la segunda turbina. Una vez que tenía estabilizada la
frecuencia a 50 Hz, y la tensión a 690 V. de ambos generadores, “metía” el seccionador y los acoplaba y empezaba
a circular los amperios por la línea de M.T. una vez transformada hasta las Martos,
Valdepeñas… y aquí vuelta otra vez a regular la velocidad de la turbina y el
reóstato, hasta conseguir estabilizar la tensión y la frecuencia ya con
consumo. ¡Ah! se me olvidada, cuando el acoplamiento no salía bien, en la subestación
de Martos saltaba un “chispazo” que se oía en Los Villares. ¡Faltaban manos y ojos! Por eso decía al
principio que era de una maestría poner el “artilugio” en marcha. En fin, no sé
si habré conseguido explicar el funcionamiento de esta central hidroeléctrica
en toda regla, al menos lo he intentado.
Los datos de
la tensión de salida de los generadores y las potencias y tensiones de los transformadores
son suposiciones mías basadas en mi experiencia.
El Poblado
El mantenimiento de esta
central, tanto en las construcciones hidráulicas: limpieza del azud, canal de suministro del
agua, cámara de carga, fosos de desagüe... así como las instalaciones mecánicas
y eléctricas: puesta en marcha de las turbinas y generadores, mantenimiento de
la línea de M.T. … requerían un número de trabajadores especializados en estos
menesteres, lo que propició la construcción de un poblado con una serie de casas
donde vivían los obreros con sus familias, así como una escuela unitaria para
sus hijos que fue aprobada el 30 de noviembre del 1949 por el Ayto. de Los
Villares.
👉 http://losvillaresenlamemoria.blogspot.com/search/label/Educaci%C3%B3n
25_Ubicación de la escuela unitaria.
26_Ubicación
de las casas del poblado.
Jaén, 16 de
enero de 2022
Fotos, textos, diapositivas y maquetación: Miguel Mesa Molinos, Ingeniero Técnico Industrial, Colegiado 174 COITI de Jaén.
Anda no sabía yo esa cualidades de que nuestro amigo Miguel es ingeniero técnico, pues me parece muy bonito todo lo que nos has puesto de la energía desde el año 1927 ya tenemos para un rato entretenernos aunque muchas cosas no la entendemos por lo menos yo, pero gusta saber mi enhorabuena una vez más....muy buen texto,fotografías, diapositivas y maquetación del señor Miguel, un amistoso abrazo 🙅♂️
ResponderEliminarAmiga Francis en primer lugar perdona no haberte contestado antes, pero `se me fue el santo al cielo´ . Esa ha sido mi profesión desde que tenía 18 años, y de ella hemos vivido y hemos podido sacar la familia adelante gracias a Dios, bueno, y la más importante ¡mi mujer!
EliminarHe podido desarrollar mi profesión a lo largo de casi 50 años en casi toda España (incluidas las Canarias, Ceuta y Melilla) e incluso Guinea Ecuatorial en África, ejecutando numerosas obras ¡un privilegiado¡ Gracias de verdad por todas los elogios inmerecidos que dices… Un abrazo de tu amigo Miguel Mesa.