GMAO y mantenimiento de presas hidroeléctricas

Si a finales del siglo XIX las primeras presas servían para almacenar agua para la población, hoy su función principal es la producción de electricidad. El principio de funcionamiento de las presas hidroeléctricas recuerda a los molinos de agua que se crearon en Europa antes de la era cristiana. Desde su creación, estas infraestructuras no han dejado de evolucionar y desempeñan un papel esencial en la descontaminación del planeta. Para garantizar el pleno aprovechamiento de las fortísimas inversiones que requieren durante la fase de construcción, es imprescindible destacar en el mantenimiento de su estructura y de las instalaciones técnicas y equipos que albergan. Como en todas las energías renovables, el papel de la GMAO será esencial ¿Cómo encaja el software de gestión del mantenimiento en el ámbito hidroeléctrico? ¿Qué beneficios aporta? Tras una rápida presentación de este sector, esencial para la producción de energía descarbonizada, daremos una primera respuesta a estas preguntas.

El sector de las presas hidroeléctricas

La energía hidráulica es una de las soluciones energéticas renovables que no emiten gases de efecto invernadero. La gran red fluvial la convierte en una energía con un alto potencial de implantación y explotación. Ya sean presas de gravedad, de arco o de contrafuerte, sus embalses permiten almacenar grandes cantidades de agua. La fuerza generada por la caída del agua hará girar las turbinas e impulsará los alternadores eléctricos. De este modo, la energía cinética del agua se convierte en energía eléctrica para ayudar a alimentar la red eléctrica mundial.

Según la Asociación Internacional de Energía Hidroeléctrica (IHA), el tamaño del sector hidroeléctrico en el mundo se ha duplicado con creces desde 1995. Ha pasado de 625 GW a más de 1.300 GW en 2021, incluidos 25,5 GW en Francia. Un estudio de mayo de 2021 de la Agencia Internacional de la Energía (AIE) sugiere que el mundo necesitará 2.600 GW de capacidad hidroeléctrica para mediados de siglo. Duplicar el número de plantas ayudaría a mantener el aumento de la temperatura global por debajo de 1,5 grados centígrados.

Además de proporcionar electricidad limpia, asequible y fiable, la energía hidroeléctrica contribuye a satisfacer nuestras necesidades de agua, riego y control de inundaciones y sequías. A pesar del gran potencial, es importante tener en cuenta ciertos impactos ambientales. Estos varían según el tamaño de las presas, que suelen ser muy grandes, y también según su ubicación. Las presas hidroeléctricas instaladas sobre un salto de agua natural tendrán un impacto mucho menor en su entorno que las presas con un embalse hecho por el hombre. Esto puede provocar la migración de la población, la infraoxigenación y luego la sobreoxigenación del agua al liberarla, y un desequilibrio en la vida del ecosistema. 

Actualmente, muchas soluciones que se aplican durante la construcción o que pueden añadirse después de la fase de construcción están demostrando su eficacia para evitar este impacto medioambiental. En particular, se crean esclusas y canales de drenaje para permitir la migración de ciertas especies de peces o sedimentos, e incluso el paso de canoas. Hay que tener en cuenta que las normas medioambientales que hay que respetar son mucho más estrictas hoy en día. A pesar de que estas necesidades de adaptación crean nuevos retos, el futuro global de la energía hidroeléctrica es muy prometedor, por su capacidad de suministrar enormes cantidades de energía y de responder a la lucha medioambiental en la que está comprometida toda la sociedad por el bien del planeta.

La explotación de las corrientes de agua es un valor seguro y sostenible. Para optimizar la producción de una central hidroeléctrica, vamos a ver ahora la importancia del mantenimiento de sus equipos. 

Mantenimiento de presas hidroeléctricas

La construcción de un centro de producción hidroeléctrica de este tipo puede llevar hasta 10 años. Su funcionamiento debe poder durar varios siglos. No es necesario insistir en la importancia de la calidad de la construcción de la presa y de su central hidroeléctrica durante las fases de proyecto y construcción y en la calidad del mantenimiento durante la fase de explotación. De este modo, prolongará la vida útil de sus instalaciones, al tiempo que aumentará su producción. Aprovechará para poner a punto su sistema de seguridad y su impacto medioambiental.

Aunque su edificio puede durar al menos 100 años, los componentes eléctricos pueden durar sólo entre 10 y 25 años. Será importante eliminar cualquier obstáculo a la eficacia de sus instalaciones antes de que surjan problemas mayores. Veremos que hay un equilibrio entre su gasto inicial, el coste de funcionamiento y el coste de mantenimiento. Una instalación bien pensada facilitará sus reparaciones: espacio suficiente para el montaje y desmontaje de piezas en el muelle de carga y en la nave de turbinas. 

El mantenimiento se centrará en la estanqueidad de la presa y sus conductos de agua, la posible erosión de las turbinas y la seguridad del sistema eléctrico (alternador, transformador y líneas de transmisión). Estas intervenciones pueden requerir trabajos acrobáticos para realizar inyecciones de hormigón o resina. También puede realizarse el refuerzo de la estructura de la presa con bandas de carbono o la instalación de estructuras de hormigón, adaptadas a las limitaciones particulares de la ingeniería civil.

Este trabajo de mantenimiento, aunque puede ser costoso, es esencial para evitar que su producción se detenga o, en el peor de los casos, para evitar un accidente. Hay que tener en cuenta que estas centrales funcionan con agua a alta presión. Esto debilitará su estructura a largo plazo, de ahí la importancia de un mantenimiento inteligente. De hecho, no hace falta decir que la seguridad de una central hidroeléctrica debe ser una prioridad permanente. 

Dados los enormes volúmenes de agua que contienen los embalses creados, siempre existe el riesgo de que se produzca una catástrofe si no se identifica y anticipa un problema estructural. Así, si la rotura de la presa de Malpasset en 1959 en Francia, que causó 423 víctimas, o la rotura de la presa de Bouzey en 1895, que causó 87 muertos, deben atribuirse a fallos de construcción relacionados con un mal anclaje en el suelo, la rotura de la presa de Taumsauk en Estados Unidos en 2005 se atribuyó directamente a problemas de explotación, es decir, a la escasa fiabilidad y funcionamiento de los sensores, sin ninguna causa natural externa. En este último caso, no hubo víctimas. La continuidad de la producción y la seguridad son las dos principales preocupaciones del departamento de mantenimiento de presas, sea cual sea el coste.

Para aprovechar al máximo los avances tecnológicos en O&M (Operaciones y Mantenimiento), veremos el interés de un software de GMAO eficiente, adaptado a las limitaciones del sector hidroeléctrico.

La contribución de la GMAO al sector hidroeléctrico

En primer lugar, y aunque estemos convencidos de que este acrónimo ya no tiene ningún secreto para usted, es importante recordar que GMAO es un sistema de gestión del mantenimiento asistido por ordenador. Las principales funcionalidades de una GMAO son: la gestión del emplazamiento y de los activos, la gestión de las intervenciones de reparación (mantenimiento reactivo), la programación del mantenimiento planificado (mantenimiento preventivo), la gestión de la conformidad, la gestión de las piezas de recambio, la gestión de la normativa y de los formularios electrónicos, como las inspecciones y las evaluaciones de riesgos, la gestión de los subcontratistas y el seguimiento de los costes operativos.

El software permite la integración y explotación de datos históricos. Se evalúa el rendimiento de su equipo, así como la predicción de posibles fallos. El objetivo es siempre evitar fallos que puedan provocar el cierre de los servicios de producción y considerables pérdidas económicas. 

Los datos se recogen, se comparten, se historizan y son visibles para sus equipos técnicos y partes externas. Se transforman automáticamente en información que puede ser analizada, facilitando la toma de decisiones en función de los temas previstos. Puede ver una mejora en su rendimiento general y optimizar la eficiencia de sus activos: el tiempo entre fallos o MTBF (Mean Time Between Failures) se amplía, el tiempo de reparación o MTTR (Mean Time To Recovery) se reduce. La eficacia del equipo de mantenimiento aumenta. Ahorrará tiempo que podrá dedicar a la aplicación de las normas medioambientales inducidas por su implantación. 

En particular, gracias a las herramientas de GMAO, muchas autoridades recogen información para mejorar el funcionamiento de las centrales hidroeléctricas. Estudian la eficacia de su gestión dentro de su entorno y su sostenibilidad con respecto a las especies almacenadas en los embalses (peces y sedimentos). El estudio de los riesgos hidráulicos, geotécnicos y sísmicos, así como el análisis de la seguridad, los modos de fallo y la eficiencia de las instalaciones de almacenamiento, hacen que el entorno de las presas hidroeléctricas esté en plena evolución. 

Conclusión:

Como hemos visto, el mantenimiento preventivo, predictivo y evolutivo es una baza importante en el sector hidroeléctrico. Aunque sus activos están bien fabricados, el diseño de las presas sigue evolucionando hoy en día. Su previsión en la construcción y el funcionamiento, así como el mantenimiento regular de sus equipos, aumentarán rápidamente el rendimiento de su inversión. Así, su presa y su personal se pondrán al servicio de una producción optimizada. 

De este modo, optimiza su ya elevado potencial para aumentar su producción y reducir sus costes. Hay que tener en cuenta que, en la mayoría de las situaciones, los gastos imprevistos son los más caros. Un buen soporte de mantenimiento y una formación periódica le permitirán llegar más lejos y desarrollar su negocio como proveedor de electricidad. De este modo, mantendrá contentos al gobierno, a los clientes, a la sociedad en su conjunto, pero también al planeta.

Lo que está en juego en la continuidad del funcionamiento de una instalación hidroeléctrica es tan alto que es obvio que su mantenimiento permanente en condiciones operativas debe ser objeto de la mayor atención. Para optimizar este mantenimiento, el sector no puede sustraerse a la necesidad de implantar una solución de GMAO de última generación que responda a todas las necesidades del departamento de mantenimiento y permita una rápida apropiación por parte de todos los actores: técnicos, subcontratistas externos, dirección, ingenieros, etc.

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