Ingineria şi scara fascinantă a hidrocentralei Porţile de Fier I, cea mai mare din lume de cândva

Azi e aproape incredibil să conştientizăm că prin părţile noastre s-ar putea construi un obiect major de infrastructură sau energetică, despre care să poţi spune că va fi cel mai mare din lume la momentul inaugurării sale. Dar pe Dunăre există o hidrocentrală excepţională, Porţile de Fier I, care, la momentul inaugurării sale din 1972, era cu adevărat hidrocentrala cu cea mai mare putere instalată din lume, depăşind şi Elveţia la acest capitol, o ţară notorie pentru această tehnologie în care există sute de hidrocentrale, dar şi orice altă ţară din lume. Ulterior, China a doborât noi recorduri şi azi ea e deţinătoare celor mai mari hidrocentrale de pe planetă. Dar atunci, în 1972, Porţile de Fier I era o capodoperă inginerească despre care scriau toate revistele de ştiinţă, tehnică şi inginerie.

În zona în care a fost construită hidrocentrala, Dunărea trece printr-un defileu de 134 km lungime, cu acelaşi nume, Porţile de Fier. Zona a fost dintotdeauna foarte dificilă pentru navigaţie, aproape imposibilă, din caza fundul stâncos al râului şi a multor obstacole naturale. Încă în perioada otomană, navigatorii localnici aveau rol de călăuze aici pentru vasele mai mari, pentru că ei cunoşteau pericolele ascunse. Tot din vremurile otomane, aici rămăsese o insulă cu rol de enclavă turcească, Ada Kaleh, despre care tratatul de la Berlin din 1878, uitase să menţioneze în condiţiile de retragere imperiului otoman spre sud. Din 1889, în perioada austro-ungară, prin zonă se mai făcuseră lucrări de îndepărtare a celor mai mari obstacole de pe râu, pentru a facilita navigarea, dar problema rămăsese prezentă. De fapt, navigaţia pe Dunăre, în această zonă, era posibilă doar circa 200 zile pe an la mijlocul secolului XX. Dar aceste probleme pentru navigare, din cauza reliefului, reprezentau un potenţial uriaş energetic.

Către anul 1960, acest potenţial nu era valorificat în niciun fel pe tot cursul Dunării din România până la vărsare în Marea Neagră. În zona Porţile de Fier, însă, pe sectorul comun al Iugoslaviei de atunci şi României, Dunărea avea o diferenţă de nivel de 34 de metri, dintre care 28 de metri erau concentraţi în Clisura Dunării. Pe aici curgeau 205 miliarde de metri cubi anual, iar acest volum imens de apă, cooptat cu o cădere mare de nivel dădeau cel mai mare potenţial hidroenergetic din Europa.

La 30 noiembrie 1963, România şi Iugoslavia au semnat acordul care prevedea construcţia viitoarei hidrocentrale într-o simetrie absolută şi o împărţire a costurilor şi beneficiilor în jumătate. La 1 ianuarie 1964 a fost înfiinţară Întreprinderea Centrala Hidroelectrica Porţile de Fier, care trebuia să supravegheze lucrările pentru construcţia obiectivului. Locul amplasării centrale Porţile de Fier I a fost ales la kilometrul 964+950m.

Foto: Schiţă din proiectul iniţial

Proiectul centralei presupunea un baraj deversor în mijlocul albiei, şi două centrale hidroelectrice simetrice de fiecare parte, plus o ecluză pentru asigurarea navigare. Astfel, fiecare din cele două ţări urma să aibă centrala sa şi ecluza sa, şi o jumătate din barajul deversor, deci jumătatea din construcţia totală a centralei. Lungimea totală a construcţiei e de 1.278 metri, fiecare centrală având 214 metri, iar fiecare ecluză — 53 metri. Bagajele nedeversoare sunt uşor diferite din cauza diferenţei de relief, cel de pe parte română având 117 metri, iar cel de pe partea iugoslavă — 186 metri.

În vara anului 1964 deja începuseră a veni primii muncitori, care să construiască coloniile pentru cei care vor munci la hidrocentrală. Era un proiect de anvergură majoră, deci s-a considerat că e mai raţional să se construiască, practic, un sat alături de şantier, unde muncitorii să poată trăi în anii cât va dura construcţia, cu tot cu familii. Pentru asta, s-au construit blocuri, dar şi şcoli şi edificii culturale. La 7 septembrie 1964 începea oficial construcţia la grandiosul proiect.

Zeci de camioane de mari tonaj au început, în primăvara anului 1965 execuţia batardoului, un dig protector necesar pentru crearea unei incinte uscate, aproape de ţărm, unde să înceapă construcţia în albia fluviului. După înălţarea batardoului, folosindu-se o structură celulară construit cu platforme autoridicătoare, apele captive urmau să fie evacuate prin pompare, iar acolo trebuia să se construiască fundaţia centralei şi a ecluziunii.

La Porţile de Fier I au venit să lucreze muncitori din toate judeţele României, iar inginerii principali veniseră cu experienţa acumulată la două proiecte mari, realizate deja în România. În 1950 demarase construcţia barajului şi hidrocentralei Bicaz, de pe râul Bistriţa, fiind finalizată în1 1960, iar din 1960 şi până în 1966 a avut loc construcţia barajului şi hidrocentralei Vidraru. Tot în 1966, imediat după ce inginerii principali finalizaseră lucrările la Vidraru, veniseră la Porţile de Fier I, unde începuseră excavaţiile pentru realizarea fundaţiilor centralei şi ecluzelor.

În 1967 avusese loc betonarea ecluzei în aval, folosindu-se oţel de 60 mm grosime pentu armare. Mai mult ca atât, constructorii români au aplicat o metodă inovativă de turnare a betonului pe armoblocuri preasamblate de până la 40 de tone, fapt care sporea enorm viteza de lucru, dar garanta şi o structură omogenă a scheletului de armare componentelor de beton. Şi la consistenţa betonului inginerii români aplicaseră o metodă de sortare hidraulică a nisipului, pentru a îmbunătăţi şi omogeniza consistenţa betonului şi a reduce consumul de ciment.

Foto: Armobloc preasamblat

În 1969 a avut loc blocarea albiei râului, una din cele mai dificile etape de construcţie. La un debit de 5.303 metri cubi pe secundă, o viteză a curentului de 7 metri pe secundă şi o cădere în breşă de 3,7 metri, lucrarea a fost calificată ca una din cele mai grele din lume. Abia după asta s-a putut trece la construcţia digului etanş, cu care începuse formarea lacului de acumulare şi care permisese deja lucrări de betonare şi instalarea primelor turbine la centrala propriu-zisă. Prima turbină a fost instalată în 1970, următoarele fiind instalate succesiv până la 28 noiembrie 1971, când fusese montată ultima, cea de-a 6-a, în centrala românească. În paralel se construiseră digul etanş inferior şi barajul deversor definitiv. Pe partea superioară a barajului a fost construită şoseaua internaţională de legătură între malurile celor două ţări.

Se lucra în 2 ture la lucrări mai sensibile şi în 3 ture la celelalte. La apogeu, la Porţile de Fier I lucrau 10.000 de muncitori români. S-au produs şi câteva incidente în timpul construcţiei, soldate cu câteva vieţi pierdute. Totuşi, în anul 1972, la doar 8 ani de la startul lucrărilor, hidrocentrala Porţile de Fier I, cu tot sistemul său aferent era gata, iar preşedinţii celor două ţări o inaugurau oficial la 16 mai 1972.

Construcţia rezultată avea o scară imensă. Barajul centralei formase un lac de acumulare de 130 km lungime, cu un volum de 2,4 miliarde de metri cubi de apă şi o suprafaţă de 700 km2. Lacul de acumulare a dus la inundarea mai multor suprafeţe locuite anterior, inclusiv insula Ada Kaleh, menţionată mai sus. Însă tot el a rezolvat şi problemele de navigare, menţionate la începutul acestui articol, făcând Dunărea navigabilă pe tot parcursul anului.

Hidrocentrala Porţile de Fier I avea pe partea românească 6 turbine de tip Kaplan, cu 175 MW putere fiecare, ceea ce aducea puterea totală la 1.050 MW, doar pe partea românească, şi o cifră similară pe partea iugoslavă. Debitul instalat al fiecărei centrale era de 4.350 metri cubi/secundă, cota de retenţie fiind de 69,5 metri, şi o cădere medie de 27,7 metri. Mai jos poate fi văzută schema de funcţionare a hidrocentralei.

Ecluzele au fost proiectate şi construite în totalitate în România, cu componetne fabricate în mare parte la Reşiţa şi Galaţi. Ele sunt „porţile” ce asigură navigarea prin Dunăre şi funcţonează prin două sasuri şi o poartă intermediară. Practic, navele intră în primul sas, care se închide ulterior faţă de cursul din amonte, apoi e deschis peretele intermediar şi nivelul apei din primul sas se nivelează cu cel din al doilea, navele coborând odată cu nivelul apei. Ulterior, navele înaintează spre al doilea sa, peretele intermediar e închis şi e deschis a al doilea sas, nivelul său coborând până la nivelul râului din aval, apoi navele îşi continuă calea la nivelul de după barajului hidrocentralei. Pe cursul din amonte, tot procesul e inversat. Timpul total de ecluzare e de 62 de minute.

Cu asemenea putere, centrala românească a produs, în mediu, 5.120 GWh de electricitate anual. Doar în primii 40 de ani, hidrocentrala Porţile I a furnizat în 222.000 GWh de electricitate României, sau 222 TWh, iar în acest răstimp centrala nu a avut niciodată o situaţie care să-i pună în pericol funcţionarea, trecând cu bine până şi de cutremurul din 1977. Această fiabilitate a permis trecerea la o cotă de retenţie de 70,3 metri în 1993. În anii 2000-2005 a avut loc o retehnologizare a hidrocentralei, fiind crescută puterea turbinelor de la 175 la 194,5 MW, ceea ce a crescut puterea totală a centralei la 1.167 MW, iar producţia anuală crescând la 5.241 GWh într-un an hidrologic mediu. După retehnologizarea din 2005, care a vizat şi ecluziunile, centrala a fost pregătită să mai opereze încă 35-40 ani până la următoarea retehnologizare. Încă de la inaugurarea sa, se spunea că inginerii şi constructorii români obţinuseră o excelenţă în proiectare şi asigurarea calităţii hidrocentralelor, un adevărat cult al calităţii, dar atunci această remarcă putea fi tratată ca una exagerată, în stilul declaraţiilor din acele vremuri. Rezistenţa extraordinară în timp, însă, a confirmat aceste calificative.

Foto: Sala celor 6 turbine, nivelul superior

Astăzi hidrocentrala Porţile de Fier I asigură circa 10% din producţia de electricitate a României şi circa 50% din serviciile tehnologice de sistem din România — cu alte cuvine acoperă circa jumătate din diferenţa de energie necesară în timpul orelor de consum de vârf. Dacă în zilele noastre se discută în lume despre centrale de baterii uriaşe care să îndeplinească acest rol, iar că acum 50 de ani soluţiile create au fost mai simple în esenţă, mai eficiente şi mai longevive. Şi, apropo, după ce au inaugurat Porţile de Fier I în 1972, inginerii şi constructorii şi-au folosit experienţa la construcţia multor altor hidrocentrale pe râurile interne ale României. Iar în 1977 a demarat şi construcţia centralei Porţile de Fier II, cu 8 turbine bulb mai mici. Şi acea centrală mai produce anual 1.240 GWh de electricitate acum, după retehnologizare.

Foto: Centrala Porţile de Fier II

Aşa cum spuneam, la momentul inaugurării sale, hidrocentrala Porţile de Fier I era construcţia de acest tip cu cea mai mare putere instalată, ori, dacă o luăm în calcul şi pe cea de pe partea iugoslavă, se ajungea la 2,1 GW putere, sau 2.100 MW. Poate părea că a fost o construcţie mastodont, aparent mult prea costisitoare. Şi a fost costisitoare, într-adevăr, ea fiind caracterizată drept cel mai scump proiect din Europa la acea vreme. Însă în doar 3 ani investiţiile au fost recuperate, obţinându-se astfel un randament record! Şi după acei 3 ani iniţiali au mai trecut până în prezent alţi 48 de ani în care această centrală livrează beneficii uriaşe întregii Românii!