- Para conocer el asentamiento anteriormente llamado Folsom Dam, consulte Morgans Landing, California .
La presa Folsom es una presa de gravedad de concreto en el río American del norte de California en los Estados Unidos , a unas 25 millas (40 km) al noreste de Sacramento . La presa tiene 340 pies (100 m) de altura y 1.400 pies (430 m) de largo, flanqueada por presas de ala de tierra. Se completó en 1955 y se inauguró oficialmente al año siguiente.
Presa de Folsom | |
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Localización | Folsom, California |
Coordenadas | 38 ° 42′28 ″ N 121 ° 09′23 ″ W / 38.7077 ° N 121.1565 ° WCoordenadas : 38 ° 42′28 ″ N 121 ° 09′23 ″ W / 38.7077 ° N 121.1565 ° W |
Comenzó la construcción | 1951 [1] |
Fecha de apertura | 1956 [1] |
Costo de construcción | US $ 81,5 millones |
Operador (es) | Oficina de Reclamación de EE. UU. |
Presa y aliviaderos | |
Embargo | Río americano |
Altura | 340 pies (100 m) [2] |
Largo | 1.400 pies (430 m) [2] |
Reservorio | |
Crea | Lago Folsom |
Capacidad total | 977.000 acres⋅ft (1,205 km 3 ) [3] |
Capacidad inactiva | 83.000 acres⋅ft (0,102 km 3 ) [4] |
Zona de captación | 1.875 millas cuadradas (4.860 km 2 ) [5] |
Área de superficie | 11,930 acres (4,830 ha) [3] |
Central eléctrica | |
Fecha de comisión | 1955 [6] |
Cabeza hidráulica | 91 m (300 pies) (nominal) [6] |
Turbinas | 3x Francisco |
Capacidad instalada | 198,7 MW [6] |
Generación anual | 528,427,000 KWh (2001-2012) [7] |
Ubicada en la unión de las bifurcaciones norte y sur del río American, la presa fue construida por el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos y fue transferida a la Oficina de Recuperación de los Estados Unidos una vez finalizada. La presa y su embalse, el lago Folsom , son parte del Proyecto del Valle Central , un proyecto multipropósito que proporciona control de inundaciones, hidroelectricidad , irrigación y suministro de agua municipal. Con el fin de aumentar la protección contra inundaciones de Sacramento a 200 años de protección contra inundaciones (lo que significa que el área está protegida de una inundación que tiene un 0.5% de probabilidad de ocurrir en un año determinado), el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EE. UU. Construyó recientemente un aliviadero auxiliar, [8] que se completó en octubre de 2017 y permite a los operadores de la presa Folsom aumentar los flujos de salida para evitar que el nivel del lago alcance o exceda la altura de las compuertas principales de la presa. [9]
Otra presa del Proyecto del Valle Central, la presa Nimbus , se encuentra más abajo del río.
Especificaciones
La presa Folsom está ubicada justo al norte de la ciudad de Folsom y consta de una presa de gravedad de hormigón de núcleo hueco de 340 pies (100 m) de altura y 1,400 pies (430 m) de largo que contiene 1,170,000 pies cúbicos (890,000 m 3 ) de material. [2] La presa está flanqueada por dos diques de ala de tierra, y el depósito se mantiene en su lugar mediante nueve presas de silla de montar adicionales en los lados oeste y sureste. [10] Las presas de las alas tienen una longitud total de 8,800 pies (2,700 m), [11] [12] y las presas de silla de montar miden 16,530 pies (5,040 m) de largo juntas. [n 1] La presa y los diques adjuntos tienen una longitud total de 26.730 pies (8.150 m), más de 5 millas (8.0 km). Las crecidas son liberadas por un aliviadero ubicado en la presa del canal principal, controlado por ocho compuertas radiales con una capacidad de 567,000 pies cúbicos / s (16,100 m 3 / s), así como un conjunto de desagües con una capacidad de 115,000 pies cúbicos. / s (3.300 m 3 / s). [5]
El agua embalsada detrás de la presa forma el lago Folsom , con una piscina máxima normal de 977.000 acresft (1.205 km 3 ) [1] y una capacidad de recarga de 110.000 acres⋅ft (0,14 km 3 ), para una capacidad total de 1.087.000 acres. ⋅ft (1.341 km 3 ). [3] La capacidad original era de 1,010,000 acres-pies (1,25 km 3 ), pero se ha reducido algo debido a la sedimentación . En su elevación máxima de 480 pies (150 m), el embalse cubre 11,930 acres (4,830 ha), [3] con 75 millas (121 km) de costa. [22] La presa y el escurrimiento de control de depósito de un área de 1.875 millas cuadradas (4,860 kilometros 2 ), o 87,6% de la 2140 sq (5500 kilometros 2 ) American River cuenca. [5] [23] La cantidad promedio de escorrentía que ingresa al embalse es 2,700,000 acres pies (3.3 km 3 ), lo que obliga a la liberación de 1,700,000 acres pies (2.1 km 3 ) para el control de inundaciones. [24]
La planta de energía de Folsom está ubicada en el lado norte del río, en la base de la presa. Tiene tres turbinas Francis con una capacidad combinada de 198,72 megavatios (MW), superior a su capacidad original de 162 MW en 1972. [6] La producción de electricidad de la planta de energía es intermedia, entre pico y carga base . Generalmente opera durante el día, cuando la demanda y el precio de la electricidad son más altos. La planta produce un promedio de 691,358,000 kilovatios hora cada año. [1]
Historia
La presa Folsom se propuso ya en la década de 1930 bajo el Plan Estatal de Agua de California, en respuesta a las inundaciones crónicas en las tierras bajas de Sacramento. El riesgo de inundaciones en la capital del estado se había agravado desde la década de 1850 por los escombros de la minería hidráulica y la construcción de diques para proteger granjas y pueblos, lo que redujo la capacidad del canal de los ríos Sacramento y American. [25] La presa actual fue autorizada originalmente por el Congreso en 1944 como una unidad de control de inundaciones de 0,438 km 3 (355.000 acres ) y fue reautorizada en 1949 como una instalación de usos múltiples de 1,2 km 3 (1.000.000 acres ). [26] [27]
La actual presa de Folsom reemplazó a una presa más pequeña anterior que había sido completada en 1893 por Horatio Gates Livermore. La presa anterior había alimentado la Folsom Powerhouse , generando electricidad que se transmitía a Sacramento a través de una línea de distribución de 22 millas (35 km) de largo, el sistema de distribución eléctrica más largo del mundo en ese momento. [28] Los restos de la presa anterior se pueden ver aguas abajo del cruce del lago Folsom.
La construcción de la presa comenzó en 1951 con excavaciones preliminares para la central eléctrica de Folsom. El contrato principal se adjudicó a Savin Construction Corp. de East Hartford, Connecticut, y Merritt-Chapman & Scott de Nueva York por $ 29,5 millones, con la supervisión del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EE. UU . El 29 de octubre de 1952 se vertió el primer hormigón para la cimentación. Las inundaciones arrasaron la ataguía temporal tres veces en 1953, lo que retrasó el trabajo y causó daños a la presa Nimbus, que también estaba en construcción en ese momento. El almacenamiento de agua en el lago Folsom comenzó en febrero de 1955 y el hormigón final en la presa principal se vertió el 17 de mayo de 1955. La primera energía hidroeléctrica se generó en septiembre de ese año. Para adquirir la tierra necesaria en el futuro lecho del lago Folsom, el gobierno tuvo que reubicar familias en 142 propiedades, incluidos los asentamientos de Mormon Island y Salmon Falls . [25]
Incluso antes de que la presa estuviera terminada, demostró su efectividad como una instalación de control de inundaciones durante las tormentas récord de diciembre de 1955, que llenaron completamente el lago Folsom en cuestión de semanas y previnieron $ 20 millones en daños a la propiedad. La presa se inauguró oficialmente el 5 de mayo de 1956 y la operación se transfirió a la Oficina de Recuperación el 14 de mayo. [25] [29]
Fallo de la puerta del aliviadero
En la mañana del 17 de julio de 1995, se cerró la planta de energía de la presa Folsom y se abrió la puerta de aliviadero 3 para mantener los flujos en el río American. Cuando se hizo funcionar la puerta, falló una riostra diagonal entre los puntales inferiores y los segundos inferiores. La falla provocó la liberación incontrolada de casi el 40% del lago Folsom y una inundación de 40.000 pies cúbicos por segundo (1.100 m 3 / s) que se desplazaba por el río American. El agua dulce que llegaba a la bahía de San Francisco era atípica para la temporada de verano. Este confundió el salmón del Pacífico y la lubina rayada, cuyos instintos les dijeron que habían llegado las lluvias de otoño, por lo que comenzaron sus migraciones anuales de otoño meses antes de lo previsto. [30]
La carga hidráulica en este tipo de compuerta de aliviadero (compuerta Tainter ) se transmite desde la placa de revestimiento cilíndrica, que está en contacto con el depósito, a través de una serie de puntales hasta una convergencia en el eje del muñón. El cubo recoge la carga de los puntales y la transfiere a través de una interfaz al pasador del muñón, que está estacionario y está conectado a la presa. Cuando se opera la puerta, el cubo gira alrededor del pasador. Los puntales son principalmente miembros de compresión, pero la fricción en la interfaz pasador-cubo induce un esfuerzo de flexión durante el funcionamiento de la puerta. Normalmente, y en este caso, los puntales están orientados de tal manera que la tensión de fricción del muñón se aplica al eje débil de los puntales (ver Sección módulo ). Para manejar mejor estas cargas, los puntales están conectados con tirantes diagonales que toman la tensión como cargas axiales. En Folsom Dam, el aumento de la corrosión en la interfaz pasador-cubo había elevado el coeficiente de fricción y, por lo tanto, la tensión de flexión en el puntal y la fuerza axial en la riostra. Se superó la capacidad de la conexión de la riostra y falló. Esto hizo que la carga se redistribuyera y la falla progresara, eventualmente pandeando los puntales.
Después de una investigación de un año, la Oficina de Reclamación atribuyó la falla a un defecto de diseño: el Cuerpo de Ingenieros, que diseñó la presa, no consideró la fricción del muñón (en la interfaz pin-hub) en los análisis de la puerta. Si bien esto es cierto, esta fue una de las cinco puertas de servicio idénticas que operaron en las mismas circunstancias durante casi 40 años sin que se observaran problemas. Esto sugiere que la falla fue el resultado de una condición que cambió con el tiempo. Específicamente, hubo un aumento gradual en el coeficiente de fricción en la interfaz pasador-cubo. Si bien uno esperaría que la frecuencia de mantenimiento aumentara a medida que envejece la puerta, Reclamation redujo la frecuencia de mantenimiento y lubricación regulares con el tiempo debido a restricciones presupuestarias. Además, el lubricante utilizado por Reclamation no se ajustaba a las especificaciones de diseño originales del Cuerpo; era un lubricante nuevo, ecológico que no era lo suficientemente impermeable, lo que permitía que el agua entrara en la interfaz pasador-cubo y causara la corrosión que resultó en un aumento de la fricción. [31]
Esta falla no causó víctimas mortales y tuvo un impacto positivo significativo en la industria de las represas. Se puso un enfoque renovado en el mantenimiento y monitoreo de las compuertas radiales, muchas de las cuales fueron modernizadas para fortalecer los puntales y los arriostramientos y asegurar una lubricación suficiente.
Seguridad
Seguridad
Después de los ataques terroristas de 2001 , la Oficina de Reclamación analizó los posibles objetivos de vulnerabilidad y las medidas que podrían tomarse para eliminar o reducir las posibles amenazas. Con 500.000 residentes en las cercanías de la presa Folsom, la posibilidad de un ataque a la presa era lo suficientemente preocupante para que los funcionarios de la Oficina cerraran Folsom Dam Road. El camino sobre la presa había sido una arteria importante para la ciudad de Folsom. Con su cierre, el tráfico se congestionó severamente durante las horas pico. El impacto fue tan grande que los residentes y funcionarios de la ciudad solicitaron al gobierno federal que reconsiderara el cierre de la carretera, que el gobierno consideró inicialmente. Los continuos problemas de seguridad les impidieron reabrir la carretera y el 28 de marzo de 2009 se construyó y abrió un nuevo puente, llamado Folsom Lake Crossing [32].
Riesgo de inundación
Durante una tormenta severa en diciembre de 1964, la afluencia al lago Folsom alcanzó un récord de 280.000 pies cúbicos (7900 m 3 ) por segundo, con una descarga en el río de 115.000 pies cúbicos (3.300 m 3 ) por segundo. [33]
En febrero de 1986, cerca de 500.000 personas se enfrentaron a la posibilidad de inundaciones cuando los ingenieros de la presa Folsom se vieron obligados a abrir las compuertas del aliviadero después de fuertes lluvias. [30] La inundación se agravó por la falla de la ataguía de la presa Auburn, río arriba, que liberó 100.000 acres pies (120.000.000 m 3 ) adicionales en el río American. Un flujo máximo de 250.000 pies cúbicos por segundo (7.100 m 3 / s) entró en el lago Folsom, lo que obligó a los operadores de la presa Folsom a abrir todas las compuertas del aliviadero, liberando 130.000 pies cúbicos por segundo (3.700 m 3 / s) en el río American. Esto fue de 15.000 pies cúbicos por segundo (420 m 3 / s) por encima de la capacidad segura de los diques aguas abajo. Aunque la presa y el sistema de diques de Sacramento se mantuvieron sin mayores daños, el espacio requerido para el control de inundaciones invernales se incrementó en un 50%, de 400,000 a 600,000 acres-pies, para proteger contra futuras inundaciones. Además, cerca de 33,000 acres-pies (41,000,000 m 3 ) de sedimento arrastrado desde las montañas se depositaron en el lago Folsom, lo que redujo considerablemente su capacidad. La consecuencia fue una capacidad reducida para almacenar la lluvia de invierno para uso en verano. La presa Folsom puede haber evitado hasta $ 4.7 mil millones en daños solo en 1986. [34]
La tormenta del día de Año Nuevo de 1997 fue la más severa en la historia reciente, con una afluencia total de 1 millón de acres-pies (igual a la capacidad total del lago Folsom) durante un período de 5 días. Sin embargo, esta vez la Oficina de Recuperación pudo limitar las emisiones a menos de 110,000 pies cúbicos por segundo (3,100 m 3 / s). [35] La tormenta de 1997 fue un ejemplo clásico de un evento de "lluvia sobre nieve", durante el cual una tormenta tropical cálida derritió la capa de nieve existente en elevaciones bajas y medias, duplicando efectivamente el volumen de escorrentía. Antes de la tormenta de Año Nuevo, el invierno de diciembre de 1996 también había sido uno de los más húmedos jamás registrados, saturando el suelo y depositando una cantidad considerable de nieve. [36] [37]
El Programa de Seguridad de Represas de la Oficina de Recuperación determinó que el riesgo de inundaciones en el área de Sacramento la convertía en una de las comunidades de mayor riesgo en los Estados Unidos. [38]
Actualmente se están llevando a cabo dos proyectos para aumentar la protección contra inundaciones. El primero elevará los diques circundantes en 2,1 m (7 pies) para aumentar la protección contra inundaciones. El segundo, un nuevo aliviadero, está diseñado para manejar la escorrentía de grandes tormentas e inundaciones por deshielo que podrían causar daños en la región. El nuevo aliviadero está construido con compuertas 50 pies (15 m) más bajas que el aliviadero existente, lo que permite una evacuación más eficiente del almacenamiento del depósito antes de las inundaciones. [39] [40]
Ver también
- Lista de presas y embalses en California
- Lista de centrales eléctricas en California
- Lista de las presas más altas de los Estados Unidos
- Lista de represas de la Oficina de Recuperación de Estados Unidos
Referencias
- ^ a b c d "Información general de la presa de Folsom" . Proyecto de Unidades Folsom y Sly Park . Oficina de Reclamación de EE. UU. 2009-06-04 . Consultado el 25 de agosto de 2012 .
- ^ a b c "Dimensiones de la presa de Folsom" . Proyecto de Unidades Folsom y Sly Park . Oficina de Reclamación de EE. UU. 2009-06-04 . Consultado el 25 de agosto de 2012 .
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- ^ Ritzema, Randall S .; Newlin, Brad D .; Van Lienden, Brian J. (octubre de 2001). "Apéndice H: Infraestructura" (PDF) . Proyecto CALVIN . Universidad de California Davis . Consultado el 25 de enero de 2014 .
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- ^ a b c d "Planta motriz de Folsom" . Proyecto de Unidades Folsom y Sly Park . Oficina de Reclamación de EE. UU. 2009-05-13. Archivado desde el original el 25 de septiembre de 2012 . Consultado el 25 de agosto de 2012 .
- ^ "Datos y estadísticas hidroeléctricas de California" . Comisión de Energía de California . Consultado el 26 de abril de 2018 .
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Notas
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Otras lecturas
- http://www.usbr.gov/mp/jfp/news-info/Final%20JFP%201-page%20Flyer%204-2-07.pdf
- Oficina de Reclamación de los Estados Unidos - Planta de energía de Folsom
- Oficina de Reclamación de los Estados Unidos - Proyecto del Valle Central