Suministrar energía a la Gran Manzana

Una nueva fuente de energía renovable ilumina ahora la ciudad que nunca duerme.

Parte de la electricidad que abastece a los hogares y las empresas de toda la ciudad de Nueva York tiene su origen a cientos de millas de distancia, en Quebec. Antes de llegar a la red eléctrica de la ciudad, viaja bajo tierra y por grandes cuerpos de agua desde Canadá, a través del estado de Nueva York. Durante más de tres años, las cuadrillas de Kiewit ayudaron a construir el tramo terrestre de esa ruta.

En todo el estado de Nueva York, las cuadrillas instalaron aproximadamente 147 millas de línea de transmisión subterránea a través de terrenos agrícolas, humedales y vías férreas. En Queens, otro equipo construyó la estación convertidora de Astoria, donde la energía se convierte de corriente continua (CC) a corriente alterna (CA) antes de incorporarse a la red eléctrica.

En conjunto, esos proyectos constituían el alcance del trabajo de Kiewit en el proyecto Champlain Hudson Power Express (CHPE). El sistema de transmisión subterráneo y submarino de 339 millas transporta 1,250 megawatts de energía hidroeléctrica renovable desde Hydro-Québec hasta la ciudad de Nueva York —una cantidad de electricidad suficiente para abastecer a más de un millón de hogares—, a la vez que refuerza la confiabilidad de la red eléctrica y respalda los objetivos de energía limpia del estado.

Para Kiewit, CHPE fue el primer proyecto de corriente continua de alta tensión (HVDC) de la empresa en Estados Unidos, una iniciativa pionera en su género que exigiría nuevas formas de planificar, diseñar y construir.

Años de preparación

Mientras el estado de Nueva York se esforzaba por reducir su dependencia de los combustibles fósiles y la demanda de electricidad seguía creciendo, el estado buscó una solución de energía renovable que pudiera suministrar grandes cantidades de energía eléctrica de manera confiable sin necesidad de instalar más líneas de transmisión aéreas. CHPE propuso un enfoque diferente: transportar la energía hidroeléctrica de Quebec a la ciudad de Nueva York mediante un sistema totalmente subterráneo y submarino.

El camino hacia la construcción tomó años y Kiewit participaba en CHPE mucho antes de que las cuadrillas iniciaran las obras. El proyecto evolucionó a lo largo de varias rondas de estimación, ingeniería y planificación antes de pasar a la construcción. Cuando comenzaron las obras, el trazado ya se había perfeccionado, más de 1,000 partes interesadas externas habían participado y años de coordinación habían sentado las bases para instalar 556 cables con una longitud promedio de 3,500 pies.

Construcción de la línea

Una de las principales prioridades del equipo fue determinar por dónde se podía empezar a trabajar. El trazado de la línea de transmisión, de 147 millas, se dividió en cinco zonas de construcción; según el plan original, las cuadrillas debían trabajar de forma lineal desde Whitehall, en el norte del estado de Nueva York, hasta Queens, en la ciudad de Nueva York. Sin embargo, antes de que pudieran comenzar los trabajos en cualquier lugar, el equipo tuvo que asegurarse de que se contara con todas las autorizaciones necesarias.

El trazado de la línea de transmisión atravesaba una gran variedad de paisajes, cada uno con sus propios requisitos. Fue necesario obtener servidumbres y cumplir requisitos ambientales, y las empresas ferroviarias, las empresas de servicios públicos y otras partes interesadas también tuvieron un papel en determinar cuándo un tramo estaba listo para la construcción.

“Desarrollamos lo que llamamos un ‘Go-No-Go Tracker’ que dividía la longitud del trazado en tramos de tendido de cable”, afirmó Jeff Jones, director de área de Kiewit. “Identificaba las áreas de trabajo en las que contábamos con las servidumbres, los acuerdos y las aprobaciones de terceros necesarios para completar un tendido de cable completo, de modo que las cuadrillas pudieran trabajar de manera eficiente”.

En lugar de avanzar de forma lineal de norte a sur, las cuadrillas trabajaban donde el proyecto estaba listo.

“Terminamos trabajando por tramos, según cuáles estuvieran listos para avanzar”, comentó Pierre Adam, director de operaciones de Kiewit.

A medida que se abría un tramo, las cuadrillas se ponían manos a la obra. Si otro tramo se retrasaba, Kiewit trasladaba al personal y el equipo a otro lugar. El plan evolucionaba casi a diario, lo que permitía que los trabajos continuaran mientras el cliente obtenía acceso a otras partes del trazado.

“Un aspecto del proyecto que mucha gente desconoce es que el tramo terrestre de la línea de transmisión no se encuentra en zonas de fácil acceso, por lo que el equipo construyó (y desmanteló) 105 millas de caminos de acceso para acarreo pesado con el fin de llevar a la obra miles de camiones de volteo, camiones de concreto, carretes de cable de 80,000 libras y vehículos del personal”, afirmó Travis Church, director de proyecto de Kiewit.

Los métodos de instalación de las obras variaban en función de la ubicación geográfica y de las limitaciones específicas de cada sitio, entre las que se incluían las condiciones ambientales y la proximidad a la infraestructura existente. En algunas zonas, las cuadrillas instalaron el conducto subterráneo mediante el método tradicional de excavación de zanjas. En otros casos, recurrieron a la perforación direccional horizontal, un método de construcción sin zanjas que permitió instalar conductos bajo la superficie minimizando al mismo tiempo las molestias en la superficie. A lo largo del proyecto, Kiewit y cuatro subcontratistas de perforación direccional horizontal completaron más de 300 cruces mediante la perforación direccional horizontal, que sumaron casi 400,000 pies.

Cada tramo requería varias soluciones. Los especialistas en medio ambiente determinaron las restricciones de obra antes de que comenzara la construcción, mientras que los ingenieros, los equipos de campo y los socios coordinaron la forma en que se construiría cada tramo.

“Se necesitó un equipo comprometido con una comunicación temprana y frecuente para planificar y ejecutar con éxito la intención de diseño”, afirmó Scott Prugh, gerente de ingeniería de diseño de Kiewit. A pesar de un retraso de aproximadamente un año y de dos años de condiciones en constante cambio, el equipo terminó la construcción con más de un mes de anticipación y el cliente pudo iniciar la operación comercial meses antes de lo previsto.

“CHPE fue un proyecto de coordinación y colaboración”, afirmó Church. “Gestionamos a cientos de partes interesadas externas y superamos enormes retrasos en el acceso. Se necesitaron equipos con la paciencia y la determinación necesarias para planificar y replanificar su trabajo en función de lo que estaba disponible, en lugar de hacia dónde querían ir. Además, ayudamos al cliente a terminar de desarrollar el proyecto mientras se construía, para que pudiera cumplir con la fecha de operación comercial que había prometido al estado de Nueva York”.

La conversión de la energía

La electricidad generada por las centrales hidroeléctricas de Hydro-Québec debe recorrer cientos de millas para llegar a la ciudad de Nueva York. La electricidad de corriente continua se transmite de forma más eficiente a largas distancias. Sin embargo, para que esa electricidad pueda incorporarse a la red eléctrica de la ciudad, debe convertirse en corriente alterna, que es la que utilizamos en nuestra vida cotidiana.

Mientras las cuadrillas avanzaban con la línea de transmisión a través de Nueva York, otro equipo de Kiewit resolvía un reto igualmente complejo en Queens: construir la estación de conversión que permitiría que la energía renovable entrara a la red eléctrica de la ciudad de Nueva York.

“La estación de conversión de Astoria es realmente un proyecto pionero en su género, no solo para la ciudad de Nueva York, sino también para Kiewit”, afirmó Travis Mohr, sponsor del proyecto. “Reunimos a equipos de ingeniería de toda la empresa para contribuir a la ejecución del proyecto”.

Hitachi Energy, socio de Kiewit, aportó la ingeniería y la tecnología de corriente continua de alta tensión que se convirtieron en el corazón de la instalación. Los ingenieros, constructores y diseñadores trabajaron juntos desde el principio, aprendiendo la tecnología a la vez que elaboraban un plan para implementarla.

“Dado que se trataba de un proyecto de ingeniería, procura y construcción, cada decisión de diseño debía tener en cuenta cómo se construiría la instalación. Esa estrecha colaboración entre ingeniería y construcción fue esencial desde el primer día”, afirmó Elisabeth Kidane, gerente de diseño de Kiewit. La construcción de la estación de conversión implicó coordinarse con socios situados mucho más allá del sitio del proyecto.

“Tuvimos que integrarnos con personas de todo el mundo”, afirmó Kendall Watts, gerente de proyecto de Kiewit. “A nivel interno, estábamos reuniendo a equipos de ingeniería y construcción de toda la empresa Kiewit, y a nivel externo colaborábamos con ingenieros de Hitachi en Suecia, la India, Inglaterra y otros lugares”.

Más cerca de casa, el equipo también se reunió, desde las primeras etapas del proceso de diseño, con funcionarios de edificaciones de la ciudad de Nueva York, el departamento de bomberos y otras agencias para abordar detalles propios de una estación de conversión de corriente continua de alta tensión.

La construcción de la estación de conversión supuso algo más que la simple integración de una nueva tecnología. La ubicación del proyecto, en pleno centro de la ciudad de Nueva York, planteó una serie de limitaciones que condicionaron prácticamente todas las decisiones de diseño.

“Debido a nuestra proximidad al aeropuerto de LaGuardia, algunos de los equipos de conversión tradicionalmente de alta potencia, como los patios de reactores y los equipos de corriente continua —que suelen instalarse al aire libre—, tuvieron que alojarse en interiores, en un entorno electromagnético controlado”, explicó Kidane.

Dichos requisitos influyeron en prácticamente todos los aspectos del diseño, desde la distribución del edificio hasta los sistemas estructurales, mecánicos y eléctricos. Los ingenieros colaboraron de forma interdisciplinar para crear unas instalaciones capaces de contener campos electromagnéticos y que, al mismo tiempo, cumplieran estrictos requisitos en materia de temperatura, humedad, inundaciones, sismos y viento.

Una vez finalizada la construcción de la estación, esta quedó preparada para recibir la línea de transmisión procedente del norte.

Un impacto duradero

En la actualidad, la línea de transmisión transporta silenciosamente energía hidroeléctrica renovable por debajo de Nueva York hasta la estación de conversión de Astoria, donde se incorpora a la red eléctrica del estado.

La mayoría de las personas nunca verán la infraestructura que lo hace posible. La línea sigue enterrada bajo el paisaje, pero su impacto ya está llegando a los hogares y negocios de toda la ciudad de Nueva York.

Para Kidane, el impacto del proyecto va más allá de la ingeniería.

“Lo que más me importa es la ubicación de este proyecto”, afirmó. “Esta zona de Queens lleva décadas sufriendo las emisiones de combustibles fósiles. Me siento inmensamente orgullosa de haber podido transformar uno de los sitios más industriales de la ciudad en una infraestructura de energía limpia que beneficia a las comunidades de toda la ciudad de Nueva York”.

Lograr ese impacto requirió años de planificación, ingeniería y construcción, pero, igual de importante, requirió personas dispuestas a resolver problemas en conjunto.

“Existe una cultura común en Kiewit que, en cierto modo, impregna a todas las personas que trabajan para la empresa”, afirmó Adam. “Esto sienta unas bases sobre las que resulta realmente fácil formar un equipo”.

Para Kiewit, el proyecto CHPE aportó algo más que energía renovable. Estableció nuevas capacidades en la transmisión de corriente continua de alta tensión y la construcción de estaciones de conversión, a la vez que demostró el valor de la ingeniería, procura y construcción integradas. Desde los primeros esfuerzos de planificación hasta la conexión final en Queens, esa colaboración ayudó a convertir uno de los proyectos de transmisión subterránea más ambiciosos de Norteamérica en una nueva fuente de energía confiable y renovable para la ciudad de Nueva York.