Soluciones innovadoras para garantizar la seguridad de las centrales hidroeléctricas.
Es mejor vencer con ingenio e inteligencia que con resistencia.
Juan de Damasco
A raíz del interés por las fuentes de energía renovables, en el mundo se están construyendo centrales hidroeléctricas (HPP), las represas de los cuales asombran la imaginación con su grandeza. La construcción de centrales hidroeléctricas es extremadamente beneficiosa para el estado, porque el costo de la electricidad producida en las centrales hidroeléctricas rusas es más de dos veces menor que en las centrales térmicas.
Para una producción eficiente de electricidad en una central hidroeléctrica, se deben cumplir los siguientes factores básicos: disponibilidad de agua durante todo el año, grandes pendientes de los ríos, terreno tipo cañón.
Al rendir homenaje a las soluciones de ingeniería, hay que recordar que las enormes masas de agua retenidas por la presa están cargadas de un terrible poder destructivo.
Breve descripción de los principios de construcción de centrales hidroeléctricas
Sin entrar en detalles de la clasificación, las represas hidroeléctricas se dividen en presas de gravedad y de arco. Una presa de gravedad, que suele tener una sección transversal triangular, se construye con tierra, piedra o bloques de hormigón. Una presa de este tipo retiene una masa de agua gracias a su gravedad. Dado que el caudal del río no logra mover la presa de su lugar, el agua comienza a subir, formando un embalse en su parte superior (aguas arriba).
Las presas de arco se utilizan en zonas montañosas. Debido a su forma (de hecho, es un fragmento de una cúpula extendida hacia el agua que avanza), dicha presa transfiere la carga a los lados del cañón. Una presa de arco es más difícil de construir, pero más económica en términos de consumo de material. También existen presas de tipo mixto (de arco de gravedad). Un fondo rocoso es ideal para construir una presa; es menos preferible un suelo arcilloso resbaladizo.
Una presa hidroeléctrica es una estructura estructuralmente compleja. Consiste en presas ciegas, por cuya cresta no pasa el agua, presas de estación, a través de las cuales el agua del embalse ingresa a cámaras con turbinas que hacen girar los ejes de los generadores eléctricos, y presas de aliviadero a través de las cuales se descarga el agua para regular su nivel en el embalse.
El sistema de aliviadero es uno de los elementos clave de una planta de abastecimiento de agua. Nivel
El suministro de agua en un río represado puede fluctuar significativamente dependiendo de la época del año y de factores climáticos como el derretimiento de la nieve y el hielo en los tramos superiores del río o las fuertes lluvias. La liberación incontrolada de agua desde aguas arriba o una destrucción menor de la presa por parte de atacantes/terroristas pueden provocar la destrucción de la estructura de toda la presa. En este caso, la muerte de personas en los asentamientos cercanos es inevitable. El agua tiene una enorme fuerza destructiva, capaz de destruir casas, infraestructuras, cobrar vidas y causar enormes daños materiales, que sin duda conducirán al desastre.
Es por eso que la presa debe mantenerse en condiciones de funcionamiento, o después de un cierto período de tiempo se debe desmantelar la unidad hidráulica y drenar el depósito o convertirlo en un depósito cerrado. La presa y otras estructuras hidráulicas deben estar equipadas con modernos equipos de seguridad y monitoreo que puedan prevenir y prevenir acciones destinadas a destruir o dañar las estructuras de las centrales hidroeléctricas.
Sólo así se pueden evitar consecuencias catastróficas en las centrales hidroeléctricas.
El principio de funcionamiento de las centrales hidroeléctricas se basa en el aprovechamiento de la energía cinética del agua que cae. Una cadena de estructuras hidráulicas proporciona la presión necesaria del agua que fluye hacia las palas de las turbinas hidráulicas, que accionan los generadores que producen electricidad.
Todo el equipo eléctrico se encuentra directamente en el edificio de cualquier central hidroeléctrica. Dependiendo de la finalidad, tiene una cierta división en tipos. En la sala de máquinas hay unidades hidráulicas que convierten la energía del flujo de agua en energía eléctrica. También en el edificio de la central hidroeléctrica hay diversos equipos adicionales: dispositivos de control y seguimiento para el funcionamiento de la central hidroeléctrica, una estación transformadora, aparamenta, etc.
Una central hidroeléctrica puede incluir estructuras adicionales, como esclusas o elevadores de barcos que faciliten la navegación a través de un embalse, pasos para peces, estructuras de toma de agua utilizadas para riego, etc.
Amenazas
Cada año se producen unos 3.000 accidentes en las centrales hidroeléctricas del mundo. De estos, un número significativo de daños se observan durante el período de inundaciones e inundaciones catastróficamente extremadamente altas, lo que generalmente se asocia con deficiencias en el diseño y las soluciones técnicas, así como con un mal desempeño de los servicios operativos.
Más del 50% de las estructuras hidráulicas existentes se consideran peligrosas, ya que en los tramos inferiores de estanques y embalses se encuentran áreas pobladas, instalaciones económicas e infraestructura social. Esto significa que la gente vive amenazada por posibles accidentes en las centrales hidroeléctricas. A menudo, las represas están ubicadas tan cerca de las ciudades que, en caso de un accidente grave, como la falla de una represa, los residentes de las comunidades cercanas no tendrán tiempo de evacuar porque la ola viaja muy rápido. El fracaso de la presa provocará inevitablemente numerosas víctimas. Además, se conocen casos de destrucción combativa de represas y centrales hidroeléctricas.
A partir del sistema de amenazas que suponen un peligro para cualquier central hidroeléctrica, equipos tecnológicos, productos y sistemas de soporte vital, se crea un sistema de protección física (PPS), el cual se mejora y moderniza constantemente durante la vida útil de la infraestructura de la instalación, en relación con los cambios en las amenazas externas e internas. El grado de determinadas amenazas se determina para cada instalación específica y, en ocasiones, para cada instalación tecnológica específica por separado. En muchos casos, en particular en el caso de centrales hidroeléctricas de alta y media presión de gran y mediana capacidad, la formulación de sus objetivos de seguridad es prerrogativa del Estado. Aquí, bajo amenaza debe entenderse cualquier acción en relación con un objeto que pueda conducir a un desastre grave provocado por el hombre, la muerte de un gran número de personas, cualquier consecuencia catastrófica (o la creación de las condiciones adecuadas para ello), como así como la posibilidad de cometer grandes actos terroristas o de sabotaje.
Para establecer de manera óptima los requisitos para el PPS de una central hidroeléctrica, se debe tener en cuenta una lista específica de amenazas y elaborarla ya durante la construcción de la instalación. Por lo general, al diseñar el PPS se toman como base las amenazas terroristas y de sabotaje, para lo cual se realizan los cálculos adecuados.
El análisis de los ataques terroristas ocurridos en Rusia y otros países en los últimos años nos permite identificar los siguientes posibles escenarios generales de acciones de terroristas, elementos criminales o enfermos mentales en relación con las centrales hidroeléctricas:
— infiltración de una instalación y toma de rehenes;
— llevar a cabo ataques terroristas que causen daños materiales importantes a un objeto;
— Realización de acciones encaminadas a crear pánico e inestabilidad psicológica.
Las represas hidroeléctricas representan un peligro especial, ya que su destrucción puede provocar un desastre medioambiental y la muerte de un gran número de personas.
El complejo de medios técnicos de la Protección Federal de Centrales Hidroeléctricas debe cumplir con los requisitos modernos para contrarrestar las amenazas formalizadas para la instalación e implementarse sobre la base de un complejo técnico único (funcionalmente no separado) de la Protección Federal de las Centrales Hidroeléctricas. Instalación con control de todos los elementos del Sistema Integrado de Seguridad desde un único centro situacional.
Medios técnicos para garantizar la seguridad de las centrales hidroeléctricas
La seguridad de las estructuras hidráulicas es un tema de suma importancia, ya que cualquier ciclo de producción en esta industria es peligroso y puede representar una amenaza para el medio ambiente, la salud y la vida humana. Además, garantizar la seguridad y fiabilidad de las centrales hidroeléctricas (HPP) es un requisito del marco legislativo de la Federación de Rusia.
La seguridad de esta clase de objetos es una condición necesaria para el funcionamiento, la estabilidad y el desarrollo de las relaciones de mercado.
El mercado de sistemas de seguridad está en constante evolución y genera nuevas oportunidades y condiciones de competitividad. Se requieren sistemas modernos de seguridad de las instalaciones para crear condiciones que permitan obtener suficiente información para tomar decisiones operativas, el uso racional de los recursos humanos, brindar la capacidad de prevenir amenazas potenciales y monitorear la instalación.
Las centrales hidroeléctricas se caracterizan por grandes territorios, extensas secciones de agua y tierra, amplios accesos a través de áreas de agua, condiciones meteorológicas severas y cambios en los niveles de agua en las cuencas superior e inferior. En tales condiciones, la protección mediante PPS tradicionales es muy difícil y, a menudo, imposible.
Tradicionalmente, la seguridad perimetral se proporciona mediante el uso de sistemas de sensores basados en varios principios físicos. Las desventajas de esta clase de sistemas incluyen una interfaz poco informativa y un funcionamiento ciego. Dichos sistemas son capaces, con cierta probabilidad, de registrar el hecho de la penetración en un objeto, y la efectividad de dichos sistemas depende directamente de las acciones del personal de seguridad destinadas a encontrar y detener a un posible intruso.
Los sistemas “ciegos” no proporcionan información precisa sobre la ubicación, el número de infractores, la velocidad y dirección de su movimiento, la naturaleza de su comportamiento y si tienen armas. En tales condiciones, es imposible evaluar la amenaza potencial y, por lo tanto, existe un riesgo evidente de víctimas humanas entre el equipo de respuesta rápida.
Estos sistemas son ineficaces para proteger perímetros extendidos de objetos grandes y no permiten el uso racional del personal de seguridad. La información es uno de los recursos más valiosos. Lo mismo se aplica a la seguridad: el grupo operativo que lleva a cabo acciones para detener al infractor debe tener suficiente información para planificar sus acciones de la manera más efectiva posible y minimizar posibles pérdidas.
Además, los cambios periódicos en el nivel del agua provocan un funcionamiento inestable de los sistemas de sensores, por lo que un intruso puede entrar en la instalación aprovechando el flujo o reflujo de la marea.
Entonces, ¿qué tipo de zonas de protección sanitaria protegen las presas y los territorios de las centrales hidroeléctricas de los infractores?
Soluciones innovadoras para garantizar la seguridad de las centrales hidroeléctricas
Actualmente, el mercado de sistemas de seguridad ofrece sistemas inteligentes que no solo pueden reemplazar, sino también integrarse a los sistemas de seguridad previamente instalados en las centrales hidroeléctricas, ampliando así su funcionalidad y aumentando su eficiencia. Por ejemplo, la integración de sistemas de sensores con sistemas de videovigilancia con visión por computadora permite eliminar la principal desventaja de los primeros: la ceguera. En este caso, los sensores actúan como designadores de objetivos y el sistema de videovigilancia analítico sirve para confirmar la detección del objetivo y realizar una observación y seguimiento detallados del mismo.
Los sistemas de seguridad inteligentes analizan de forma independiente (sin intervención humana) la situación en la instalación, reconocen situaciones alarmantes, evalúan la totalidad de los eventos y ofrecen al operador del sistema posibles soluciones, mientras que el sistema registra todas las acciones del operador. Si está inactivo, se emite una alarma. Como resultado del uso de tales sistemas, se reduce el impacto negativo del factor humano y se reduce el papel de una persona en el proceso de garantizar la seguridad. Esto elimina la posibilidad de que el operador se confabule con los infractores. Después de todo, es él quien puede convertirse en un infractor interno: el más peligroso. Un infractor interno, motivado por beneficios materiales y de otro tipo, es capaz de permitir que los terroristas entren en la instalación, lo que resultará en un desastre, morirán personas, se gastarán enormes recursos y tiempo en localizar las consecuencias, y la economía y la reputación de el Estado se verá socavado.
Para proteger las centrales hidroeléctricas, es recomendable utilizar sistemas de seguridad integrados (ISS), que combinan todos los sistemas de protección de seguridad que garantizan la seguridad de la instalación. Al mismo tiempo, los sistemas que operan como parte de la ISS deben operar en un entorno de información único, tener una interfaz única y un operador del sistema. Este enfoque a menudo se puede lograr mediante el uso de sistemas de seguridad de un solo fabricante. ISIS debe incluir sistemas de videovigilancia que permitan monitorear el perímetro y el territorio, las instalaciones internas de las centrales hidroeléctricas, así como estructuras individuales, sistemas de control y gestión de acceso (preferiblemente con la capacidad de identificar mediante características biométricas y placas de matrícula para los puntos de control de transporte). ), equipos de seguridad por radar y otros SFZ. Sistemas similares se presentan en el mercado de sistemas de seguridad en forma de soluciones integradas listas para usar.
Como ya se mencionó, las estructuras más peligrosas de las centrales hidroeléctricas son sus represas. ¿Cómo proteger una presa, cuya longitud puede alcanzar varios kilómetros, en condiciones de mala visibilidad y con posibilidad de acceso a través de la zona de agua?
Actualmente, para la protección de centrales hidroeléctricas, estructuras hidráulicas y otros objetos de importancia estratégica se han generalizado los sistemas de radar (radares) para proteger el perímetro y el territorio, capaces de detectar objetivos que se mueven tanto en tierra como en agua. El uso del radar permite prevenir intrusiones no autorizadas, realizar una vigilancia detallada de los objetivos y proporcionar una imagen objetiva de la situación de los objetivos en el lugar y en los accesos al mismo.
Al analizar el patrón de reflexión del radar, los radares de seguridad perimetral y territorial detectan objetivos en movimiento, los clasifican automáticamente (persona, grupo de personas, automóvil, embarcación), determinan sus coordenadas, velocidad, dirección de movimiento y brindan esta información para su análisis al operador del sistema. . Como regla general, estos sistemas tienen una interfaz informativa muy desarrollada, presentada en forma de un mapa topográfico del objeto, en el que se muestran los objetivos en forma de símbolos mnemotécnicos. Los radares modernos pueden diseñarse para regiones con climas fríos. Estos sistemas son capaces de detectar las 24 horas del día, los 7 días de la semana en un rango de temperatura de -50 °C a +50 °C con una humedad relativa superior al 90 %. Como regla general, los radares tienen una antena giratoria, por lo que detectan en un sector determinado por la configuración del sistema o funcionan en modo de rotación completa (360°).
Estas capacidades garantizan el uso racional de los recursos humanos, permiten evaluar de forma remota la situación en el sitio, reconocer a los intrusos y rastrear la ruta de sus movimientos dentro de la zona de detección. La capacidad de detectar intrusos en los accesos a una instalación permite al grupo operativo planificar cuidadosamente actividades destinadas a eliminar una posible amenaza.
Los radares son dispositivos de red que funcionan a través del protocolo IP, lo que permite combinar un número arbitrario de estaciones en un solo sistema de seguridad de instalación con la capacidad de construir sistemas de seguridad integrados centralizados sobre esta base integrando en ellos un número arbitrario de videovigilancia. imágenes térmicas y otros medios.
El uso de estos sistemas también se justifica desde el punto de vista económico, ya que un radar es capaz de proporcionar seguridad perimetral y seguimiento de un área de hasta 7 km. Al mismo tiempo, no se requieren grandes inversiones de capital en la etapa de instalación del sistema y su puesta en funcionamiento.
Las centrales hidroeléctricas requieren la presencia de trabajadores, por lo que a la hora de elegir un radar es necesario prestar especial atención a la potencia de la radiación electromagnética y a la disponibilidad del correspondiente certificado Sanitario y Epidemiológico. Muchos radares tienen un alto nivel de radiación, lo que puede afectar negativamente a la salud del personal de la estación, por lo que su uso en las inmediaciones de las personas es inaceptable.
Las HPP necesitan modernizar las PPS existentes, introducir nuevos sistemas y enfoques modernos para organizar el trabajo del personal de seguridad. Los fabricantes desarrollan y comercializan sistemas innovadores, como radares de seguridad perimetral y territorial, que se utilizan ampliamente para la protección de centrales hidroeléctricas y otras instalaciones de importancia estratégica no sólo en Rusia sino también en el extranjero (Israel, EE. UU., Corea del Sur, Inglaterra). , Kazajstán y etc.).
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