EMBALSES COMPENSADORES

Transcripción

1 En el estudio de lo s aprovechamientos energéticos se utilizan las curvas de duración de potencia para determinar la potencia o energía firme que podrá disponerse una vez materializada la obra con una determinada garantía. Esta potencia puede ser entregada diariamente de manera constante, o modificar la forma de generación para adecuarse a las necesidades de la demanda. Curva de duración de Potencia de un Aprovechamiento Las variaciones diarias de la demanda de potencia, presentan en general dos picos, uno en las horas de inicio de las actividades de la población y otro mucho más importante hacia las horas de la noche. Entre ellos se encuentran dos valles de menor demanda, mucho más marcado el de las horas de la madrugada. Estos picos de la demanda manifiestan la importancia de contar en el sistema eléctrico con potencias instaladas capaces de satisfacer dicho requerimiento. Demanda diaria de Potencia

2 En los aprovechamientos energéticos con regulación se analiza la posibilidad de utilizar la potencia generada como una potencia de base, es decir, entregar una potencia constante durante todo el día, o empuntar la central, almacenando el agua durante las horas de menor consumo, para turbinarla en las horas de demanda pico, con lo cual se genera la misma cantidad energía, pero al entregarla en un período de tiempo más corto, se consiguen potencias mayores. La posibilidad de generar energía de punta, con mayor rédito económico, implica la necesidad de tener una capacidad instalada mayor, por lo tanto, más costosa. Oferta de Potencia de un aprovechamiento, como base o empuntado. La implantación de un aprovechamiento en un curso de agua produce modificaciones significativas en la hidrología del río. Estas modificaciones deben considerarse para minimizar los posibles daños o perjuicios que puedan producir en la cuenca aguas arriba o aguas debajo de la obra. Cuando se estudia la posibilidad de empuntar una central, este empuntamiento produce cambios muy importantes aguas abajo del embalse, ya que durante el período del día que no se genera energía, el río aguas abajo no recibe ningún aporte más que el de la cuenca propia, mientras que en las horas de producción, la generación de potencia requiere la erogación de caudales muy superiores a los normales del curso en un corto período de tiempo.

3 Estos extremos en el manejo del caudal efluente del embalse generan inconvenientes considerables que se describen a continuación: Durante el período que no se genera energía, se interrumpe la continuidad del curso, dejándolo prácticamente sin agua, lo cual no puede aceptarse desde el punto de vista ambiental, ya que modificaría drásticamente las características naturales y la biodiversidad de todo el entorno. Además, perjudicaría a posibles usuarios del recurso natural aguas abajo, como pueden ser poblaciones o zonas productivas que tomen agua del curso para su uso, o en el caso de los ríos navegables, inutilizarlo para tal fin. Por otro lado, en el corto período de generación, el caudal erogado para generar la potencia necesaria para cumplir con la demanda de pico es muy grande, traduciéndose en una crecida hacia aguas abajo que podría producir inundaciones y daños importantes. Las razones expuestas manifiestan la necesidad de encontrar la manera de solucionar estos inconvenientes, que se dan en los casos de aprovechamientos energéticos destinados a cubrir demandas de punta. Una solución, en perjuicio en parte, de la generación de punta, es dejar pasar un caudal mínimo, necesario para no afectar seriamente las condiciones del curso aguas abajo, y en caso de que la magnitud de este caudal lo permita podrá destinarse una de las turbinas para generar una energía constante durante todo el día, disminuyendo la potencia máxima a generar. En esta solución deberá evaluarse la necesidad de realizar obras de defensa, en caso de ser necesario, en las horas de máxima generación, para evitar o minimizar en ese período los daños. Otra solución, siempre que las características topográficas del lugar lo permitan, es la de disponer aguas abajo del embalse principal, un embalse de dimensiones reducidas, este embalse lleva la denominación de Embalse Compensador. Esta es una obra de menor magnitud que el embalse principal, capaz de realizar, mediante un volumen disponible relativamente chico, una regulación diaria de los caudales provenientes de aquel, almacenando el agua turbinada en las horas de mayor consumo para erogarla en forma constante durante todo el día, evitando así los inconvenientes antes mencionados.

4 El estudio del embalse compensador, deberá contemplar las posibilidades de implantar la obra en una zona topográficamente adecuada, debiendo considerar que la curva de remanso del embalse se extiende hacia aguas arriba provocando una sobreelevación en los niveles, que puede llegar a interferir en el nivel de restitución del embalse principal, lo cual reduciría el salto útil de aquel, disminuyendo la potencia a generar. Asumiendo que la variación del nivel en el embalse principal durante un día puede considerarse aproximadamente constante, la potencia generada en las horas asignadas a cubrir la demanda, permite conocer los caudales salientes de este embalse, los cuales corresponderán, sumados al caudal aportado por la cuenca entre ambos, a los caudales entrantes al embalse compensador. Conociendo la ley Cota vs. Volumen, en el área de emplazamiento del embalse compensador, y calculando el caudal que debería erogar este, como un caudal medio diario, obtenido de distribuir el volumen ingresado durante las horas de generación, en las 24 hs. del día, se puede determinar cual debería ser el volumen necesario de dicha obra, y definiendo un nivel mínimo operativo, obtener el nivel máximo y por ende la cota de coronamiento. En el caso que se haya contemplado una demanda de agua de tipo consuntivo, como ser agua para consumo humano, riego, etc., deberá disponer el embalse compensador de la correspondiente obra de toma, con sus compuertas, válvulas, obra de conducción, etc. La generación de un nuevo salto en la obra de compensación y el pasaje previsto de un caudal constante a través de la misma puede aprovecharse para la generación de energía de base, mediante la construcción de una central con las turbinas que fueran necesarias. Como se mencionó anteriormente los niveles en el embalse principal pueden considerarse

5 aproximadamente constantes durante el transcurso de un día, pero para la determinación de los caudales turbinados de acuerdo a la potencia demandada, es necesario conocer en que nivel se encuentra el embalse, ya que este podría estar en el máximo (NMN), en el mínimo (NmN), o en cualquier nivel intermedio entre estos. Para el cálculo del volumen necesario del embalse compensador deberá entonces, pudiendo presentarse cualquiera de los escenarios antes planteados, considerarse la situación más desfavorable. Analizando las posibilidades se desprende que, la situación más desfavorable para el embalse compensador será la que le represente el mayor volumen disponible, lo cual corresponde a la llegada de los mayores caudales posibles desde el embalse principal, dándose estos, para un valor de potencia determinado, con los menores saltos, es decir, con el menor nivel en el embalse principal y el mayor nivel en la restitución (dado cuando Q = Qmax.). Resumiendo, el dimensionado del embalse compensador deberá realizarse considerando el embalse principal funcionando durante un día, con un nivel constante, igual al Nivel Mínimo Normal operativo (NmN). En muchos casos, cuando las obras principales se encuentran en la denominada Franja de Atenuación de Crecidas FAC, es necesario también aumentar las erogaciones con el objeto de no sobrepasar los niveles máximos normales de operación admitidos para una determinada época del año, cuando se esperan valores de crecidas importantes, por tal motivo se comienza a erogar caudales de agua superiores a los Caudales objetivos. Numerosos son los ejemplos de este tipo de embalses, siendo algunos de ellos: el caso de Arroyito para la obra de El Chocón, El Chañar para Planicie Banderita, Valle Grande para los Nihuiles, Peñas Blancas para el Río Juramento, etc.