Navegando los rápidos: desafíos y corrientes en la energía hidroeléctrica y las represas

Los cambios en los patrones de precipitación, los obstáculos regulatorios, la infraestructura envejecida y lograr el equilibrio entre la generación de energía y la conservación ambiental son prioridad. Los esfuerzos para enfrentar el cambio climático han estimulado una gran inversión en energía renovable en todo el mundo. Al mismo tiempo, los países en desarrollo están buscando nuevas fuentes de electricidad y mejores formas de gestionar sus recursos de agua dulce para satisfacer las necesidades de sus crecientes poblaciones; mientras que en regiones más desarrolladas, los operadores están tratando de optimizar el valor de sus activos existentes a la vez que aseguran que se mantengan la confiabilidad y la seguridad.

Los avances tecnológicos y la digitalización también están abriendo una nueva era de posibilidades y oportunidades. La repotenciación y la renovación de las instalaciones existentes son más factibles, los proyectos nuevos y grandes son ahora más plausibles, y el almacenamiento de energía hidroeléctrica está llevando a una mayor confiabilidad de la red.

Con tantas cosas que dependen de encontrar nuevas fuentes de energía eléctrica limpia y asequible, debemos esforzarnos más para desarrollar enfoques innovadores y soluciones rentables. Es muy posible que el futuro del mundo dependa de superar estos desafíos y aprovechar estos recursos valiosos. Con un expertise que se extiende a toda la cadena de valor hidroeléctrica, ¡seguro podemos ayudarlo(a)!

Expertise y capacidades de hidroelectricidad y represas

Energía hidroeléctrica con almacenamiento por bombeo

Con el reciente surgimiento de la generación renovable no distribuible, la energía hidroeléctrica con almacenamiento por bombeo (PSH, por sus siglas en inglés) ofrece beneficios tangibles para una red de electricidad. Puede almacenar energía renovable hasta que se la necesite y proporciona la regulación y los servicios auxiliares requeridos para la estabilidad de la red. Estas instalaciones actúan como baterías masivas y pueden estar completamente aisladas de las vías fluviales naturales y operar como un sistema cerrado, o pueden estar localizadas en parte o completamente sobre ríos, arroyos y lagos, y funcionar como una combinación de almacenamiento de energía y generación de energía hidroeléctrica convencional.

La ingeniería de un proyecto de PSH aprovecha gran parte del mismo expertise, según lo requerido para los desarrollos convencionales de centrales hidroeléctricas de salto de agua elevado, y a menudo implica tunelización y grandes complejos subterráneos para sus centrales eléctricas. Sin embargo, las especificaciones operacionales influyen en el diseño hidráulico, los planos y las especificaciones del equipo. Nuestra extensa experiencia nos permite adaptarnos a los problemas en terreno, proporcionar conocimientos y especificaciones de equipos, y brindar métodos de construcción innovadores, así como modelado hidráulico con las herramientas de ejecución digital de proyectos más avanzadas, para ejecutar proyectos de PSH modernos y rentables.

Desarrollos hidroeléctricos de instalaciones nuevas

Con muchas de las oportunidades técnicas de energía hidroeléctrica todavía no desarrolladas, hay abundancia de fuentes de energía hidroeléctrica disponibles para aprovechar. Este recurso no utilizado será crítico para cumplir con los requerimientos de electricidad distribuible de carga base. Cuando la infraestructura existente no es una opción, nos asociamos con usted para construir soluciones que enciendan su visión.  

Muchos factores contribuyen a que un nuevo proyecto hidroeléctrico tenga éxito: enfoques de financiamiento y ejecución, selección del emplazamiento, participación de las partes interesadas, desarrollo sostenible y obtención de permisos, estándares de seguridad y la gestión de riesgos y contratos. Todos estos elementos deben ser tenidos en cuenta, incluso cuando se determina la capacidad instalada óptima y se gestionan los costos operativos y de capital. Trabajamos con desarrolladores y operadores de energía hidroeléctrica, tanto en el sector privado como público, proporcionando completos servicios de diseño de ingeniería, adquisición y gestión de la construcción para minimizar los riesgos del proyecto y maximizar la rentabilidad. Buscamos adaptar nuestra oferta de servicios para complementar los del equipo del propietario.

Extensión de la vida útil: redesarrollo y rehabilitación

A medida que envejecen las instalaciones de energía hidroeléctrica, los propietarios y los operadores trabajan para extender la vida útil de sus activos y optimizar el valor de su inversión. Desde optimización del rendimiento, evaluaciones de la madurez del programa y mapas de ruta, campañas de evaluación del estado de los activos, evaluación de la salud de los activos y planificación de inversiones impulsadas por datos y basadas en riesgo, nos asociamos con usted para desarrollar el mejor plan para el futuro.  

El conocimiento y la experiencia de nuestros expertos son amplios y abarcan todos los tipos de mejoras y renovaciones, incluyendo automatización, protección y controles. Realizamos auditorías de condiciones y prestamos servicios completos de mejoras y extensión de la vida útil. Las herramientas como Grow3D usadas para modelar el crecimiento del hormigón a partir de la reacción álcali-agregado, el gemelo digital en 7D, y el software patentado, como HydroVantageTM y VistaDSSTM de Hatch, pueden ayudar a identificar riesgos para minimizar y gastos de capital para priorizar. Cuando la extensión de la vida útil ya no es una opción viable, trabajamos con nuestros clientes para desmantelar los activos con responsabilidad y seguridad.

Repotenciación y mejoras de equipos

Siempre deben sopesarse los riesgos y costos frente a los beneficios de actualizar o reemplazar el equipo. Hemos sido pioneros en la creación de herramientas y técnicas para medir la eficiencia de las turbinas de modo que se pueda determinar el mejor plan para su operación, sobre la base de los datos más actualizados.  

Las instalaciones antiguas enfrentan un aumento de los costos, que hacen que las decisiones de inversión y los resultados sean más inciertos. Nuestros expertos pueden ayudar en la toma de decisiones y ofrecen soluciones rentables y prácticas para maximizar o extender la vida de los activos existentes. Si está buscando maximizar el potencial hidroeléctrico de los emplazamientos existentes, podemos ayudarlo(a) a realizar una evaluación de condiciones y auditorías, proporcionar recomendaciones, y participar en una amplia gama de servicios de ingeniería y gestión del proyecto, tanto para proyectos nuevos como de extensión de la vida útil. 

Compuertas y conductos forzados

La importancia de su equipo de compuertas y conductos forzados no se puede subestimar. Muchas de estas estructuras que soportan presión han envejecido al punto de comprometer tanto su confiabilidad como su integridad estructural. El gran expertise de Hatch en el diseño, la evaluación, la renovación y el reemplazo de compuertas y conductos forzados se aplica a todos los tipos, los tamaños y las ubicaciones geográficas. Entendemos las características únicas de cada emplazamiento y los desafíos asociados con la energía perdida, los desagües, los costos de capital y el acceso.

Seguridad de represas

Globalmente, los dueños de represas deben tomar decisiones difíciles para mantener sus activos antiguos Deben equilibrar la necesidad de asegurar que sus represas se operen y mantengan con seguridad frente a la creciente limitación de los recursos financieros y humanos. Esencialmente, necesitan gastar sabiamente pero extraer el mayor valor posible de sus intervenciones.   

En estas circunstancias, es imperativo que los propietarios de las represas tomen decisiones bien informadas sobre cómo invertir mejor sus finanzas y proveer el mayor beneficio de su inversión. Hatch está a la vanguardia de la seguridad de represas en todo el mundo, trabajando con clientes y reguladores relevantes para entender mejor los problemas y desarrollar pautas de seguridad de represas y prácticas recomendadas que protejan a nuestros clientes y al público. Hemos colaborado estrechamente en el desarrollo de las pautas de la Asociación de Represas Canadiense (CDA, por sus siglas en inglés), varias pautas provinciales y federales en Canadá, y desarrollamos pautas de seguridad de represas en varios otros países.  

Hatch es líder en el campo de decisiones informadas sobre riesgos que complementa la evaluación de represas basada en pautas.  Nos enorgullece trabajar estrechamente con nuestros clientes para ayudarlos con estas decisiones críticas, ofreciéndoles asesoramiento técnico clave y orientación para cumplir con los principios de seguridad de represas, así como con las leyes.

Seguridad pública de las represas

En la última década, ha habido desarrollos significativos en las mejores prácticas al analizar la gestión de la seguridad pública en torno de las estructuras de represas. Particularmente, las pautas para la seguridad pública en torno a las represas de la Asociación de Represas Canadiense, que se publicó en forma preliminar en 2007 y se finalizaron en 2011. Hatch ha estado al frente de estos desarrollos, al participar en la CDA, la Sociedad de Represas de Estados Unidos (USSD, por sus siglas en inglés), la Asociación de Funcionarios Estatales de Seguridad de Represas (ASDSO, por sus siglas en inglés), y el Comité Internacional de Represas Grandes (ICOLD, por sus siglas en inglés) trabajando en grupos sobre la seguridad pública en torno a las represas. Como resultado de nuestra experiencia, conocemos plenamente las filosofías y principios expresados en las pautas de la industria, asegurando que el trabajo de evaluaciones de seguridad pública se realice eficientemente y con los estándares adecuados. Ofrecemos servicios desde evaluaciones en terreno y evaluaciones de riesgo, desarrollando planes de gestión de seguridad pública para programas individuales, hasta desarrollar carteras completas de programas de seguridad pública y documentos de orientación. Estamos a la vanguardia de las medidas de control de seguridad pública, en particular el diseño de seguridad pública multifunción, desechos y boyas para el hielo.

Centrales hidroeléctricas pequeñas o de pasada

En la última década, ha habido desarrollos significativos en las mejores prácticas al analizar la gestión de la seguridad pública en torno de las estructuras de represas. En particular las pautas para la seguridad pública en torno a las represas de la CDA, que se publicaron en forma preliminar el 2007 y completas en 2011. Hatch ha estado al frente de estos desarrollos, al participar en la CDA, la Sociedad de Represas de Estados Unidos (USSD, por sus siglas en inglés), la Asociación de Funcionarios Estatales de Seguridad de Represas (ASDSO, por sus siglas en inglés), y en los grupos de trabajo del Comité Internacional de Represas Grandes (ICOLD, por sus siglas en inglés) sobre la seguridad pública en torno a las represas.  

Como resultado de nuestra experiencia, conocemos plenamente las filosofías y principios expresados en las pautas de la industria, asegurando que el trabajo de evaluaciones de seguridad pública se realice eficientemente y con los estándares adecuados. Ofrecemos servicios desde evaluaciones en terreno y evaluaciones de riesgo, desarrollando planes de gestión de seguridad pública para programas individuales, hasta desarrollar carteras completas de programas de seguridad pública y documentos de orientación. Estamos a la vanguardia de las medidas de control de seguridad pública, en particular el diseño de seguridad pública multifunción, desechos y boyas para el hielo.

Ingeniería independiente

Ingeniería independiente es el término colectivo que se le da a los servicios de ingeniería que se brindan para apoyar una transacción financiera o adquisición, o para proporcionar servicios de asesoría independientes a un prestamista durante un período de préstamo. La profunda experiencia de Hatch en diseño, desarrollo, construcción y apoyo operativo, y el conocimiento de los equipos de las instalaciones de energía hidroeléctrica se aprovechan para brindarles a nuestros clientes opiniones objetivas sobre varios aspectos del proyecto. Estas evaluaciones generalmente incluyen revisiones de advertencias y diseño, revisión de la construcción y los contratos de suministro de equipos, revisión o desarrollo de CAPEX y OPEX, modelado de generación de energía, plazos, monitoreo y pronóstico de costos y flujo de caja, inspecciones en terrenos de construcción, revisión de requerimientos ambientales y regulatorios , y revisión de los modelos financieros desarrollados para el proyecto. El alcance siempre se adapta para complementar las necesidades de nuestros clientes y es personalizado para mitigar los riesgos del proyecto o la transacción. 

Activos digitales y gemelos digitales

La gestión de información digital aporta valor para todo el ciclo de vida de los activos. Desde ingeniería, adquisición, construcción, comisionamiento, entrega y, finalmente, operaciones y mantenimiento. A medida que el proyecto avanza por las fases de ingeniería y entrega, se desarrolla un activo digital completo con la caldiad y madurez de los datos en constante mejora. A medida que el activo digital madura durante las fases de ejecución y operaciones, se entrega progresivamente hasta que se crea una representación digital completa, conocida como gemelo digital.  

El gemelo digital puede impulsar el valor operativo mediante conexiones a redes de sensores y sistemas de gestión operacional/de activos, y puede usarse para genera capacidades de simulación, análisis y optimización, brindando acceso fácil a datos confiables y una mejor toma de decisiones durante toda la vida útil del activo. Al enfocarse en la gestión de la información y la integración de la información de ingeniería en el diseño, el desarrollo y la operación de las plantas e instalaciones, Hatch ofrece experiencia, consultoría y servicios de respaldo para ayudar a los propietarios y operadores a configurar, mantener y reutilizar información de ingeniería durante todo el ciclo de vida de la planta.

Pruebas de rendimiento

La información exacta, en relación con las características de rendimiento de su equipo de generación, es crítica para la operación y la gestión de estos activos tan valiosos. Las capacidades de Hatch en pruebas de rendimiento del campo de turbinas incluyen la evaluación de la eficiencia mediante varios métodos diferentes de medición de flujo (dilución de tinte, acústico, tiempo de presión, medidor de corriente entrante, etc.). Adicionalmente, podemos hacer pruebas de índice y de rechazo de carga para asegurar que su equipo está bien ajustado, y que los datos de rendimiento están disponibles para los operadores, el personal de mantenimiento y los encargados de tomar decisiones.

Reacción de álcali-agregado

Somos líderes en la industria del modelado y la gestión de la expansión del hormigón en represas y centrales generadoras.  

Mediante la ejecución exitosa de múltiples asignaciones, nuestros equipos líderes de la industria han desarrollado enfoques proactivos para lidiar con los efectos de la expansión del hormigón debido a la reacción de álcali-agregado (AAR, por sus siglas en inglés). Esto nos da confianza para operar seguramente las represas y las centrales generadoras afectadas. Nuestra experiencia práctica a largo plazo, combinada con herramientas numéricas eficientes, como GROW3D, brindan una combinación perfecta para lidiar con las estructuras afectadas por la AAR. Hemos desarrollado métodos únicos para abordar las deformaciones inducidas por AAR que afectan la seguridad general de la represa, generan problemas con la operación de las compuertas y los espacios entre las turbinas y los generadores, etc.

Mecánica de rocas y estructuras subterráneas

Durante los últimos noventa y cinco años, la experiencia de Hatch en ingeniería geotécnica ha incluido un amplio rango de proyectos de ingeniería de rocas en todo el mundo.  Los más notables de estos logros son las cavernas para centrales eléctricas subterráneas pioneras, los cimientos de túneles para represas de hormigón y material no compactado, estructuras de transporte de agua y excavaciones de grandes superficies. Hatch tiene experiencia en la distribución, el diseño y la supervisión de la construcción de una amplia variedad de estructuras subterráneas.  Los proyectos incluyen la prefactibilidad de túneles excavados con tuneladora de hasta 14,5 metros de diámetro y centrales generadoras subterráneas con capacidades de 5.000, 2.000 y 1.800 MW.

Estudios de respaldo operativo

Se requiere de un delicado equilibrio para operar una instalación de energía hidráulica con capacidad óptima. Trabajamos junto a propietarios y operadores para administrar la seguridad, la confiabilidad del equipo y la producción. Nuestro software de respaldo de decisiones Vista permite obtener el máximo valor de sus activos de generación de energía, con previsión, planificación, programación y despacho superiores.

Respaldo regulatorio, permisos y aprobaciones

Vamos a donde están nuestros clientes, y adonde nos necesitan. En todo el mundo. Estamos familiarizados con una gran cantidad de diversos requisitos reglamentarios y podemos ayudarlo(a) a manejarse con las leyes, los reglamentos y los procesos de permisos, a menudo difíciles de comprender, en casi cualquier jurisdicción. Desarrollo de una estrategia regulatoria efectiva que pueda evitar costosas demoras en el proyecto. Nuestros profesionales ambientales reúnen expertise científico y asesoramiento estratégico basado en nuestra comprensión completa de los requerimientos regulatorios y los precedentes legales para aumentar la certeza en los costos y plazos del proyecto. Nuestro equipo regulatorio global tiene amplia experiencia en la evaluación el impacto ambiental y social, así como la obtención de permisos, que incluye la ejecución de estudios ambientales, la participación de comunidades Indígenas, y la consulta de otras partes interesadas.

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