Análisis y solución de los problemas de resonancia en una turbina pelton límite de 72 MW

Abstract

En las grandes obras hidráulicas, con frecuencia se presentan fenómenos relacionados con la operación de las estructuras o máquinas, que son imprevisibles o de muy difícil pronóstico, debido al complejo comportamiento de los fluidos en general, sobre todo si éstos están sometidos a relativamente grandes velocidades y presiones. Durante la fase de puesta en servicio del primer grupo generador de la Central Hidroeléctrica Restitución, se produjo uno de aquellos fenómenos, al entrar en resonancia partes de la estructura del distribuidor de la turbina Pelton con ciertas frecuencias excitantes producidas por el paso del agua. Como consecuencia se produjo el agrietamiento de la chapa de acero de las cinco primeras derivaciones de la turbina Pelton a los doce (12) días de haber iniciado su operación experimental. Este fue el primer caso de este tipo producido en el mundo en una turbina Pelton. Las causas del fenómeno se determinaron a partir de un estudio de las frecuencias propias de la estructura y las frecuencias excitantes, analizándose a continuación las modificaciones que deberían llevarse a cabo en el diseño a fin de conjurar el problema surgido. Se ejecutaron luego las reparaciones en las partes dañadas y las modificaciones de diseño aludidas, tarea que no resultó sencilla por estar el distribuidor íntegramente embebido en concreto. Afortunadamente las acciones tomadas no afectaron el rendimiento de la turbina y hacia fines de 1989 la Central llevaba operando alrededor de cinco (5) años sin mayores contratiempos.