El 20 de diciembre de 2022, tras 13 años de construcción, la central hidroeléctrica de Baihetan quedó totalmente conectada a la red eléctrica china. Con una capacidad instalada de 16 000 megavatios, es el último eslabón del «corredor de energía limpia» de China, una serie de seis gigantescas presas hidroeléctricas construidas a lo largo del río Yangtsé y sus afluentes, que han contribuido significativamente al desarrollo de la energía limpia en China. La nueva central generará una media de 62 443 millones de kilovatios hora de electricidad limpia cada año.

Construida en el curso bajo del río Jinsha, la central hidroeléctrica de Baihetan es la segunda más grande del mundo, por detrás de la presa de las Tres Gargantas, de 22 500 MW, situada en la misma cuenca fluvial pero 1300 kilómetros más abajo. Pero la central bate récords en otros aspectos. Mientras la presa de las Tres Gargantas produce energía con 32 generadores hidroeléctricos de 700 MW, Baihetan está equipada con solo 16 unidades gigantes de 1000 MW, las máquinas hidroeléctricas más grandes jamás construidas.

Turbinas colosales

En la producción hidroeléctrica a gran escala, el tamaño de la turbina importa. El uso de menos turbinas, pero más grandes, reduce los costos de instalación, mantenimiento y explotación, y aumenta la eficiencia de conversión energética de la central. Y con una eficiencia máxima del 96,97 %, las turbinas de Baihetan son actualmente las más eficientes del mundo según China Th⁠ree Gorges Corporation, una empresa energética del país.

Diseñar y construir turbinas con unas dimensiones nunca vistas ha supuesto un desafío significativo de ingeniería, y los conocimientos técnicos de SKF han sido cruciales en varias partes del proyecto de Baihetan, empezando por el interior de las gigantescas turbinas de 50 metros de altura y 8000 toneladas de peso. En cada turbina, un distribuidor controla el flujo y la dirección del agua que entra antes de que llegue al rotor de 2000 toneladas de peso situado en el corazón de la máquina, así que desempeña una función esencial para la estabilidad, seguridad, confiabilidad y eficiencia de la turbina.

Un indicador clave de la calidad del diseño del sistema de distribución es la cantidad de fugas alrededor de sus componentes móviles. El fabricante de las turbinas recurrió a la tecnología de sellado de SKF para reducir las fugas teóricas de agua a través de la fachada de la compuerta de admisión a solo una décima parte de los niveles habituales para este tipo de máquinas, y las fugas totales de agua a la mitad.

El mecanismo cilíndrico que distribuye el agua está situado en el anillo de asiento de la voluta, donde el agua entra en la turbina. El sello de casquillo de la compuerta de admisión desempeña un papel fundamental para evitar fugas de agua a presión e impedir la entrada de sedimentos en la mangueta. Si el casquillo está gastado, las manguetas superior, media e inferior pueden desalinearse. El resultado es un aumento de la holgura vertical de la compuerta de admisión y más fugas, lo que impactará significativamente en la eficiencia de conversión energética del agua.

Para el proyecto de Baihetan, se seleccionó el material de sellado H-ECOPUR de SKF. Se trata de un elastómero de poliuretano termoplástico resistente a la hidrólisis con buena resistencia al desgaste, baja deformación por compresión y alta resistencia a la rasgadura. SKF también suministró un sello de anillo flotante de 3,4 metros de diámetro, fabricado con poliuretano G-ECOPUR de fundición especial. Este material es especialmente idóneo para la soldadura in situ de anillos de sellado partidos, lo que garantiza un rendimiento equivalente al de un anillo de sellado de una sola pieza.

Seguridad a través de la fuerza

El agua que alimenta las turbinas de Baihetan se retiene tras una presa de arco de hormigón de doble curvatura de 7 metros de ancho y 289 metros de altura. Esta gigantesca estructura, de la altura de un edificio de 100 pisos, retiene más de 20 000 millones de metros cúbicos de agua y resiste una carga de empuje hidráulico de 16,5 millones de toneladas.

El uso de menos turbinas, pero más grandes, reduce los costos de instalación, mantenimiento y explotación, y aumenta la eficiencia de conversión energética de la central

La presa ha sido diseñada para funcionar con seguridad en condiciones extremas, incluso en caso de inundación catastrófica, que se produce una vez cada mil años. Su instalación de descarga de crecidas consta de seis salidas de aliviadero y siete salidas de fondo en el cuerpo de la presa, además de tres túneles de descarga en la ribera izquierda. El caudal que pasa por la central propiamente dicha entra por una torre lateral equipada con tres compuertas independientes: una compuerta de entrada estratificada, una compuerta de mantenimiento y una compuerta de emergencia de cierre rápido que puede cortar el flujo de agua en cuatro minutos en condiciones dinámicas.

Esa compuerta de cierre rápido es accionada por el elevador hidráulico más grande del mundo. Con un diámetro exterior de 1,19 metros y un diámetro interior de 0,95 metro, el enorme cilindro acciona un pistón con revestimiento cerámico de 0,45 metro de diámetro y puede entregar una fuerza máxima de 12 500 kilonewtons durante su funcionamiento, suficiente para levantar unos 800 autos.

En el interior del cilindro, el movimiento y la estabilidad corren a cargo de una nueva generación de rótulas esféricas especiales de SKF. Estas rótulas se componen de un aro exterior de aleación de cobre cuya superficie interior está recubierta de lubricante seco y un aro interior de acero inoxidable. Se caracterizan por una gran capacidad de carga, baja fricción, resistencia a la corrosión, vida útil extremadamente larga y diseño compacto.

El elevador también incorpora tecnología de sellado de SKF para impedir fugas a alta presión del fluido hidráulico y proteger los componentes internos contra la corrosión y el desgaste producidos por la elevada humedad y abrasividad del entorno de la presa. Se desarrolló el material ECOPUR S SFW de SKF para los avanzados revestimientos cerámicos del vástago del pistón utilizado en el elevador. Ofrece excelentes propiedades contra la fricción y la fluencia, y muy pocas fugas, y puede soportar una mayor rugosidad superficial que los materiales convencionales. Para el elevador de Baihetan, SKF también suministró una solución completa para el cilindro hidráulico, que incluía sellos de fijación en V, sellos rascadores y anillos guía.

La energía hidroeléctrica –segura, económica, renovable y limpia– está desempeñando un papel crucial en el desarrollo energético de China. Cada una de las 16 turbinas gigantescas de la nueva central de Baihetan contiene más de un millón de componentes. Solo el distribuidor del agua se compone de 7300 piezas, de las cuales el sello de SKF solo constituye una pequeña parte pero, aun así, desempeña un papel crucial en la eficiencia de la unidad. Por otra parte, el sistema de sellado y las rótulas esféricas de SKF son componentes clave del elevador de compuerta de Baihetan, que garantizan que la enorme potencia de la segunda central hidroeléctrica más grande del mundo esté siempre bien controlada.