EL APROVECHAMIENTO ENERGÉTICO DE LOS RECURSOS HIDRÁULICOS EN LA CUENCA DEL RÍO RÍMAC Y EL AGUA POTABLE DE LA CIUDAD DE LIMA

Transcripción

1 EL APROVECHAMIENTO ENERGÉTICO DE LOS RECURSOS HIDRÁULICOS EN LA CUENCA DEL RÍO RÍMAC Y EL AGUA POTABLE DE LA CIUDAD DE LIMA Ing. Ernesto Maisch Guevara Ing. Guillermo Maisch Molina La fuerte pendiente de los álveos, que es la característica geográfica más saltante de la cuenca del Rímac, hace que se puedan obtener saltos importantes con cortas conducciones fuera de cauce. La amplitud del salto o caída es uno de los dos factores de que depende la factibilidad de generar energía hidroeléctrica. El otro factor es el caudal firme de agua disponible. Estando ubicada la ciudad de Lima en el extremo inferior de la cuenca del Rímac, mayormente sobre su borde marítimo, está asegurado un caudal importante a la par de una caída importante. Esto completa las condiciones para la generación de energía en cantidad conveniente y costo favorable. En efecto el caudal de agua de río necesario para abastecer las actuales plantas potabilizadoras de La Atarjea es de 20 m 3 /s que, al caer m entre la desembocadura del actual túnel trasandino y La Atarjea, tiene un potencial firme de 560 Mw. Los estudios de ampliación del sistema de abastecimiento de agua potable, que previsoramente viene desarrollando SEDAPAL, indican que probablemente será necesario construir una nueva planta potabilizadora en Huachipa, a 390 m.s.n.m., para dar servicio a la población que se ha asentado fuera del alcance gravitacional de La Atarjea y a la población futura que se asentará, de acuerdo a los planes de desarrollo urbano futuro, al norte del valle del Chillón y al sur del valle del Lurín, para salvar el área agrícola que queda en estos valles. Esta planta tendrá una capacidad final de 10 m 3 /s y aumentará el potencial energético firme, en una proporción ligeramente inferior al 50%, porque esta agua será entregada en Huachipa y no en La Atarjea. Ante esta realidad, es evidente que la generación de energía y el abastecimiento de agua de la ciudad deberán continuar desarrollándose mano a mano, como fue el caso hasta el año 1964, en que se completó el túnel trasandino para trasvasar a la cuenca del Rímac aguas provenientes de la cuenca del Mantaro. Recién 30 años más tarde se ha reiniciado esta cooperación con la construcción de la presa Yuracmayo y con los estudios que viene desarrollando SEDAPAL para aumentar los aportes de la cuenca del Mantaro. 1

2 Al presente existen en la cuenca del Rímac cinco centrales hidroeléctricas, con una potencia instalada agregada de 520 Mw, parte destinada a cubrir puntas de consumo. La central de Huinco, que entró a funcionar en 1964, está ubicada en la margen izquierda del río Santa Eulalia, afluente del Rímac. Capta sus aguas en Sheque, a m.s.n.m. y con una conducción fuera de cauce de 14.2 Km crea una caída neta de m. Esta central fue diseñada con una capacidad de 25 m 3 /s para cubrir puntas de la demanda de energía. No necesita ampliación alguna para recibir nuevos aportes de la cuenca del Mantaro, aumentándose tan sólo su factor de utilización. La central de Matucana, que entró a funcionar en 1971, está ubicada en la margen derecha del río Rímac, antes de la confluencia con el Santa Eulalia (en el tramo del Rímac que también es conocido como río San Mateo). Capta sus aguas en Tamboraque, a m.s.n.m. y con una conducción fuera de cauce de 19.4 Km crea una caída de 980 m. Su conducción tiene una capacidad de 15 m 3 /s. Sólo necesitará ampliación de las instalaciones electromecánicas para recibir los nuevos aportes de la cuenca del Mantaro, vía el proyectado túnel trasandino Pomacocha-Río Blanco. La central de Callahuanca, que entró a funcionar en 1938, está ubicada en la margen izquierda del Santa Eulalia, a continuación de la de Huinco, de la que recibe sus aguas mediante una conducción fuera de cauce de 10 Km, que crea una caída de 436 m. Esta central también recibe la descarga de la central de Matucana a través de un túnel de 20 Km que interconecta, a ese nivel, el valle del Rímac con el valle del Santa Eulalia. Esta central necesitará ampliación de las conducciones que traen las aguas descargadas por las centrales de Huinco y de Matucana y del equipamiento electromecánico, para recibir aportes de la cuenca del Mantaro, por encima de los aportes previstos para el año 2000, a través de los proyectos denominados Marca II y Marca III, que actualmente viene desarrollando SEDAPAL. La central de Moyopampa, que comenzó en 1951, está situada en la margen derecha del Rímac, después de la confluencia del Santa Eulalia, recibe sus aguas de la central de Callahuanca por un sifón invertido que cruza el río Santa Eulalia y un túnel de 12.5 Km, que crea una caída de 475 m. Este túnel será ampliado próximamente para aumentar su capacidad a 22.5 m 3 /s. Esta central descarga al presente sus aguas en el río Rímac, aguas arriba de la ciudad de Chosica. La central de Huampaní, que viene operando desde 1960, está siluada en la margen derecha del Rímac, a continuación de la de Moyopampa. Capta sus aguas del río Rímac en la ciudad de Chosica. La conducción fuera de cauce es de 10 Km y crea una caída de 170 m. Esta conducción está constituida en su primer tramo por el canal de alimentación de la antigua y desmantelada central de Yanacoto. La central de Yanacoto fue construida hace muchos años, cuando la energía era barata y, por lo tanto, 2

3 resultaba justificable construir conducciones con fuerte pendiente (en este caso 0.5%), que disipan gran cantidad de energía en el camino, siendo que al presente las pendientes económicamente justificables son del orden de 0.05 a 0.15%. Este canal tiene los inconvenientes adicionales de ser fuertemente contaminado por la población que se ha asentado por encima de él y de ser utilizado clandestinamente por la población asentada por debajo de él. Está previsto que los nuevos aportes de la cuenca del Mantaro, por encima de los previstos para el año 2000, no circulen a través de las centrales de Moyopampa y Huampaní, sino a través de un nuevo salto directo entre Callahuanca y Huampaní, denominado Huampaní II. Para el futuro están previstas nuevas centrales de cabecera entre los Y m.s.n.m. Estas centrales son la de Sheque, sobre el Santa Eulalia, para cuya operación existe capacidad en el actual túnel trasandino (con pequeñas obras de mejoramiento) y la de Tamboraque, sobre el Rímac, que será alimentada por el embalse de Yuracmayo y el nuevo túnel trasandino Pomacocha-Río Blanco. Para completar la larga conducción fuera de cauce hasta las plantas potabilizadoras, de alrededor de 86 Km al presente y de alrededor de 106 Km cuando se construyan las centrales de cabecera, sólo hay que interconectar la descarga de Moyopampa con la alimentación a Huampaní y construir la conducción de Huampaní a Huachipa y continuarla hasta La Atarjea. Para la interconexión entre la descarga de Moyopampa y la alimentación a Huampaní, la solución más favorable es la construcción de un túnel de 4.8 Km, con 0.05% de pendiente, que lleve las aguas hasta Yanacoto, creándose un salto de 45 m que podría denominarse Yanacoto Alto, para diferenciarlo del antiguo salto entre el canal y el río que existía en esa localidad. El nuevo salto entregaría las aguas directamente al túnel que constituye, en la actualidad, el segundo tramo de la conducción a la actual central de Huampaní. Esta solución descarta el canal de la antigua central de Yanacoto, que presenta problemas de deterioro aparte de los mencionados anteriormente. Esta conducción, diseñada para 20 m 3 /s, podría aceptar un máximo de 22.5 m 3 /s, suficiente para atender a La Atarjea y a la primera etapa de la nueva potabilizadora en Huachipa. Para la conducción entre Huampaní y Huachipa se construiría la proyectada central de Jicamarca, ubicada en la margen derecha del Rímac, en la ladera del cerro Matabuey, en la zona de Huachipa. Esta central tendría una conducción fuera de cauce de 15.2 Km y una caída de 202 m. Estaría diseñada para 30 m 3 /s, ya que captaría la descarga de la actual central de Huampaní y de la futura central Huampaní II. De este caudal de 30 m 3 /s, 10 m 3 /s quedarían en Huachipa para la futura planta potabilizadora que se ha previsto en dicho lugar y 20 m 3 /s continuarían para La Atarjea. 3

4 La conducción entre Huachipa y La Atarjea se haría en conducto cerrado, a presión, para cruzar la quebrada de Jicamarca, hasta encontrar los cerros de la margen derecha de dicha quebrada, donde entraría en túnel para continuar en canal en media ladera hasta el cerro Balcón. Esta conducción fuera de cauce tendría una longitud de 12.2 Km y crearía una caída de 127 m. La central estaría en la zona de Campoy y su decarga iría a conectarse al sifón invertido que existe a la altura de la bocatoma de La Atarjea, donde quedó previsto un tapón para tal efecto. Las centrales de Yanacoto, Jicamarca (Huachipa) y Campoy (La Atarjea) tienen un potencial combinado de 60 Mw en la primera etapa y 76 Mw en la etapa final. El costo agregado de estas centrales, incluyendo su equipamiento, es de alrededor de 127 millones de dólares, que se incrementarían en 9 millones al instalarse el tercer grupo de la central de Jicamarca. Las obras civiles de estas centrales completan la conducción fuera de cauce, de 115 Km de longitud, desde la alta cordillera hasta las plantas potabilizadoras, con un costo de 76 millones de dólares. Esta conducción fuera de cauce ofrece las tres importantes mejoras en la calidad del agua con la que se alimenta a las plantas potabilizadoras, que se enumeran a continuación: 1. Desde al punto de vista de la carga bacterial de las aguas del río: Eliminan las pesadas cargas bacteriales que acusan las aguas del río en sus tramos inferiores. Así podemos anotar que en 1995 el número de colifecales, en promedio durante todo el año, fue de por 100 ml a la altura de Tamboraque, por 100 ml a la altura de Huachipa y de por 100 ml a la altura de La Atarjea. La Ley de Aguas establece que el número de colifecales en el agua que ingresa a una planta potabilizadora, por completa que ella sea, no debe ser superior a por 100 ml. Esto es, mientras el agua a la altura de Tamboraque estuvo, en promedio durante el año de 1995, próxima a la cuarta parte del límite, el agua a la altura de Huachipa excedió, en promedio durante 1995, el quintuple del límite y en La Alarjea en más de 15 veces el referido límite. Estos excesos son de valores medios anuales, siendo las cargas máximas considerablemente mayores. Así, con cierta frecuencia se han presentado, a la altura de la bocatoma de La Atarjea, cargas de colifecales por 100 ml, esto es 115 veces el límite establecido por la Ley de Aguas. Al presente para controlar esta situación se efectúa un masiva aplicación de cloro al agua de río, a la entrada a La Atarjea, del orden de 3 gramos por metro cúbico, que aparte del alto costo (para una planta de 20 m 3 /s el costo anual es 4

5 del orden de dólares), tiene el grave inconveniente de la afinidad del cloro con la materia orgánica que en abundancia traen las aguas del río, como resultado de las aguas servidas arrojadas en él. El resultado de esta afinidad es la formación de compuestos potencialmente cancerígenos. Por esta razón existe, al presente, la tendencia a abandonar la práctica de efectuar una cloración preliminar al ingreso de las plantas potabilizadoras. En cambio, la carga bacterial, inferior al límite, que se encuentra a la altura de las actuales captaciones del sistema hidroeléctrico en Sheque y Tamboraque, se podría mejorar, aún más, tratando las aguas servidas de las pocas poblaciones que quedan aguas arriba de dichas captaciones. Otra alternativa viable, dada la corta distancia entre ellas y las captaciones, sería conducir dichas aguas para descargarlas por debajo de estas captaciones. En el futuro, con la construcción de la centrales de cabecera de Sheque y Tamboraque, el agua sería captada por encima de los m.s.n.m. 2. Desde el punto de vista de la calidad química del agua del río: En el valle del Rímac se desarrollan actividades agrícolas, industriales y mineras. La mayor parte de las actividades agrícolas e industriales se desarrollan por debajo de las tomas de Sheque y Tamboraque por lo que sus descargas líquidas (o sólidas) no afectarían a las aguas de alimentación de las plantas potabilizadoras si se usa la conducción fuera de cauce del sistema del aprovechamiento hidroeléctrico compteto de la cuenca. Las actividades mineras se desarrollan mayormente por encima de las captaciones actuales del sistema de aprovechamiento hidroeléctrico, en Sheque y Tamboraque, pero la corta distancia de los centros mineros a las referidas tomas, posibilita llevar, mediante conductos menores, las descargas de aguas de minas que no se hubieran podido neutralizar, aguas abajo de estas tomas. Nuevamente en el tuturo, cuando se construyan las centrales de cabecera, la situación mejorará considerablemente. Al respecto de las contaminaciones químicas es conveniente resaltar que las plantas potabilizadoras, por lo general, están destinadas a remover materia en suspensión en el agua (mediante los procesos de sedimentación, clarificación y filtración) y a remover o destruir los gérmenes, esto último con la ayuda de un dosaje moderado de cloro al efluente de la planta. El tratamiento para remover elementos en solución en el agua requiere procesos bastante más complejos y 5

6 costosos como: reacciones de precipitación, intercambio iónico, ósmosis inversa, etc. 3. Desde el punto de vista de la calidad física del agua del río: La cuenca del Rímac, de empinadas laderas desprovistas de vegetación y sometida a un régimen pluvial sumamente irregular y de alta concentración temporal, crea las condiciones propicias a un intenso proceso de erosión del material desagregado que la cubre. Después de algunas horas de lluvia este material desagregado se lubrica suficientemente para comenzar a fluir, produciéndose los derrumbes o huaycos. Este proceso es particularnente intenso en la parte inferior de la cuenca húmeda, entre los y los m.s.n.m., donde el terreno es empinado y las lluvias son más espaciadas, en forma que no pueden mantener una vegetación cuyas raíces puedan afianzar el terreno. Las estadísticas muestran que el 90% de los huaycos se registran entre Matucana y Ricardo Palma y que los pocos huaycos que se registran por encima de Tamboraque (y Sheque sobre el Santa Eulalia) son de menor cuantía. Uno de los huaycos registrados por debajo de Matucana llegó a producir una concentración de materia en suspensión en el agua que llegó a la altura de La Atarjea, de 400 gr/l, esto es 35% por peso (la densidad del agua lodosa llegó a ser 1.14). Aguas con estas altas concentraciones de materia sólida en suspensión pueden transitar en el cauce de fuerte pendiente del río, pero no pueden circular en estrechos conductos de purga de las unidades de separación de sólidos, con el resultado que habría más aporte de sólidos a estas unidades que el que sus purgas pueden eliminar, aunque se empleara toda el agua en purgas. En estas condiciones la operación de las mismas es imposible. La solución que se encontró en 1965 fue la de diseñar un embalse regulador de la captación, de m 3 de capacidad útil, que permitiera descartar las aguas altamente enturbiadas por la caída de huaycos, sin que la planta perdiera preciosas horas de producción para atender la demanda de la ciudad. La captación fue diseñada con el doble de capacidad que la planta, en forma que, pasado el huayco, pudiera rellenar el embalse a la par de alimentar a la planta. La capacidad del embalse permitía, en ese entonces, descartar las aguas hasta por un período de 15 horas. 6

7 Al presente, habiendo aumentado considerablemente el tamaño de la planta, se ha costruido un segundo embalse que ha devuelto el número de horas de reserva que se disponía originalmente y se ha construido una segunda bocal en la margen derecha de la estructura de captación para rellenar dicho embalse sin dejar de atender a la planta. Sin embargo, algunos huaycos, registrados en la parte inferior de la cuenca húmeda, han enturbiado las aguas del Rímac, con turbiedades por encima de unidades, durante un tiempo mayor al de la reserva disponible, obligando a reducir la producción de la planta. En una ocasión extrema se llegó a registrar una persistencia de la turbiedad superior a unidades por 48 horas seguidas, siendo inevitable tener que entregar a la población agua de inferior calidad. Los costos capitalizados de tratamiento adicional que exige la calidad del agua en el bajo Rímac, tales como: la dosificación masiva de cloro; el manejo de las inmensas cantidades de lodos retenidos en los embalses reguladores y en las demás unidades de tratamiento; el manejo de las considerables cantidades de cuerpos flotantes que son retenidos por las rejas de la captación y removidos de las unidades de sedimentación, clarificación y filtros y el uso de la mayor dosificación de coagulantes, que exigen las aguas muy turbias, cubren una buena parte del costo de la conducción fuera de cauce entre Moyopampa y Yanacoto y entre Huampaní y La Atarjea. Otro factor importante es que comenzando con un agua de río que excede, en ocasiones, más de 100 veces la carga bacterial tolerable a la entrada de la planta, es difícil asegurar que se cumplan en todo momento los límites máximos de contenido bacterial a la salida de la planta, particularmente ante una interrupción accidental de la aplicación de cloro al efluente de la misma. Ante esta situación es plenamente justificable la recomendación de hervir el agua de bebida. Sin embargo, esto tiene un costo para la población consumidora. Efectivamente, elevar medio litro por día, de 20 a 100 grados centígrados, representa un costo anual por habitante de $3.42, que para toda la población de Lima da un total de cerca de 24 millones de dólares al año. Este monto anual, por sí solo, pagaría en pocos años el costo de la conducción fuera de cauce. La alternativa de usar agua embotellada es varias veces más cara. El costo de tratamiento médico para tratar las enfermedades transmitidas por el agua y de las horas de trabajo perdidas por enfermedad, abultan decididamente el balance en favor de la solución de proteger la calidad del agua con que se alimentan las plantas potabillzadoras a fin de garantizar que el funcionamiento de éstas den un agua completamente segura. 7

8 Finalmente, el eliminar el dolor y sufrimiento que producen enfermedades evitables tiene un valor incalculable, que debería decidir, más allá de toda duda, por la ejecución de este proyecto de preservación de la calidad del agua con que se alimentan nuestras plantas potabilizadoras. Septiembre