Planeta Azul

El agua es el elemento básico de la vida en el planeta tierra

El agua es el elemento básico de nuestra vida en el planeta tierra, representa mas del 70% de la superficie, por ello nos denominamos el planeta azul.

Tenemos algo así como 1.365 millones de kilometros cúbicos de agua, de los cuales solamente el 2,5% es agua dulce, la cual está almacenada principalmente en los 15 millones de lagos que existen en nustro planeta, por ser de nuestro interés, a continuación presentamos la tabla de los principales lagos del mundo:

Mayores Lagos Naturales de Agua Dulce en el Mundo

Mayores Lagos Naturales de Agua Dulce en el Mundo

Los rios del mundo, a pesar de ocupar solo un poco mas de 2.000 kilometros cúbicos son fundamentales, tanto en lo atinente a la biodiversidad como soporte básico de la vida.

Los ríos no siempre estan cerca de los sitios donde hay grandes asentamientos humanos; de otra parte, debido a la irregularidad de sus caudales, ya que el régimen de lluvias también lo es, ha obligado al hombre desde inicios de la humanidad a regularlos.

La irrigación comenzó en China(rio Amarillo) en 3.000 A.C., de allí se difundió al Cercano Oriente(rios Nilo, Tigris y Éufrates), y a todo el Asia. Increiblemente, en el continente americano en el 1.500 A.C., era una práctica común el represamiento de las aguas de los rios.Los pueblos del mediterraneo conocieron entonces este tema y lo aplicaron principalmente al suministro de agua para sus nacientes ciudades, desarrollando la tecnología de la construcción de canales, así como construyendo terraplenes y sembrando árboles en las laderas para controlar la erosión, con lo cual definieron técnicas de manejo de las cuencas hidrográficas que se utilizan ampliamente en la actualidad.

A continuación veamos las principales represas de nuestro mundo:

Mayores Embalses del Mundo

Mayores Embalses del Mundo

Como se puede observar casi el 30% de las grandes presas están ubicadas en Rusia, en tanto que en en continente americano solo tenemos el 15%.

Colombia tiene el privilegio de ser uno de los países más ricos del mundo en recursos hídricos. Esto se debe principalmente a su ubicación geográfica y sus condiciones de relieve, pues tiene una precipitación media anual de 3.000 mm, la cual es muy superior al promedio mundial, que se encuentra alrededor de los 900 mm y aún con el de Suramérica, que está cerca de los 1.600 mm. Esta precipitación anual genera un caudal específico de escorrentía superficial en Colombia de 58 l/s/km2, tres veces mayor que el promedio suramericano y seis veces mayor que la oferta hídrica específica promedio mundial. Tenemos en Colombia más de 1.000 ríos permanentes cuando todo el continente Africano no posee siquiera 100.

La condición anterior nos ha permitido un amplio desarrollo de hidroelécticas en la mayor parte de nuestra geografía montañosa y ser una potencia regional en cuanto a la producción de energía eléctrica por este medio. Incluso nos damos el lujo de exportarla a nuestros paises vecinos.

Veamos la lista de las principales hidroléctricas del país, así como sus datos básicos de capacidad, año de puesta en marcha y ubicación:

Centrales Hidroelectricas en Colombia

Centrales Hidroelectricas en Colombia

Ahora bién, para poder continuar por este sendero de progreso debemos desarrollar nuevos proyectos que garanticen la producción de energía suficiente, no solamente para satisfacer nuestras necesidades, sino para continuar solidificándonos como líderes en exportación de energía de la región.

En este marco es que debemos estudiar el proyecto hidroeléctrico de Ituango. Veamos primero un panorama histórico general:

Hidroeléctrica Pescadero Ituango Cronologia

Hidroeléctrica Pescadero Ituango más de cuatro décadas de historia.

Ahora estudiaremos con un poco mas de detalle el proyecto hidroeléctrico más importante del país en la actualidad:

Durante el siglo pasado el proyecto de la hidroeléctrica antioqueña era apena un deseo, hoy es una realidad que entrará en funcionamiento en al año 2.018.

LOCALIZACIÓN:

Localizacion Represa Hidroeléctrica de Ituango

Localizacion Represa Hidroeléctrica de Ituango

Como se puede observar en el mapa anterior, el proyecto está situado en el norte del departamento de Antioquia, pero por su ubicación y por el hecho de estar situado sobre el rio Cauca, tiene una gran influencia en gran parte de la región de las cordilleras Occidental y Central del país. Esto se evidencia al estudiar la cuenca tributaria de la hidroeléctrica, la cual es de mas de 35.000 Km2 a nivel nacional y casi 10.000 Km2 en Antioquia:

Cuenca del Rio Cauca Represa de Ituango

Cuenca del Rio Cauca Represa de Ituango

Foto Satelital de la Región de Ituango, donde se ubica la represa de Ituango

Foto Satelital de la Región de Ituango

Para poder adelantar este magno proyecto se debe efectuar un profundo estudio sobre el impacto al medio ambiente y los ecosistemas de la zona, obteniendo la Licencia Ambiental de acuerdo con los términos de referencia expedidos por la autoridad ambiental competente, que para el caso que nos ocupa es el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial. Para ello ha sido necesario caracterizar ambientalmente el área de influencia del proyecto en los temas relativos a fauna, flora, calidad del agua y del aire, arqueología y aspectos socioeconómicos, identificando los impactos positivos y negativos que generan la construcción y operación del proyecto.

De otra parte, se debe consultar a la población afectada por la obra para involucrarla en el desarrollo del mismo y así prevenir, mitigar o compensar los impactos identificados.

En el caso de la Hidroeléctrica de Ituango, hemos contado con varios aspectos muy favorables como son los siguientes:

  • Generalmente, antes de que una presa haya producido su primer vatio, decenas de miles de personas han de ser evacuadas de la zona, pero no es este el caso, pues es sensiblemente baja la densidad de residentes en la región del proyecto.
  • El área de inundación es relativamente reducida con relación al potencial de energía producida. Al ser una presa de altura, el área afectada es razonablemente menor que muchas presas en el mundo de capacidad energética comparable.
  • Otro aspecto muy importante a considerar es la afectación de la tierra de cultivo y para la zona de influencia del proyecto, se ha encontrado que existe una baja explotación agroeconómica de la tierra.
  • Existe también una actitud favorable hacia el proyecto por parte de la población, principalmente debido a la esperanza de trabajo y mejoramiento en general de la calidad de vida que trae consigo este desarrollo para la región.

Estudiemos ahora con algún detalle los aspectos técnicos de la hidroeléctrica, para lo cual será necesario explicar algunos conceptos, los cuales, una vez definidos se aplicarán al proyecto en particular:

El principio de funcionamiento de las centrales hidroeléctricas consiste en el aprovechamiento de la energía mecánica del agua(bien sea cinética o potencial), que se transforma en energía de rotación mediante el uso de una turbina hidráulica, la cual a su vez impulsa el volante de un generador para producir energía eléctrica.

Los términos mas utilizados en el caso de hidroeléctricas de altura son los siguientes:

  • Embalse: Lugar de almacenamiento del agua.
  • Presa: intercepta agua para desviar caudales(derivación) y/o almacenar agua(embalse). Según el material empleado se clasifican en presas de hormigón o de materiales sueltos como la de Ituango.
Diagrama de una presa

Diagrama de una presa

  • Vertedero: canal para conducir el agua, en el caso de Ituango es canal abierto conducido por compuertas.
Diagrama vertedero para represa

Diagrama vertedero para represa

  • Cota: valor de la altura a la que se encuentra una superficie respecto del nivel del mar.
  • Salto de agua: paso brusco o caida de una masa de agua desde un nivel hasta otro inferior, el cual se mide numéricamente como diferencia de cota.
  • Caudal: Volumen de liquido que circula por unidad de tiempo.

El aprovechamiento hidráulico se puede obtener bien sea mediante una canal de derivación y tuberia forzada, mediante una presa o una combinación de ambos.

Según el salto de agua se habla de presas de alta, media o baja presión. En el caso de la hidroeléctrica de Ituango se trata de una presa de alta presión, pues maneja un salto de 220 m, que se considera grande.

El siguiente diagrama muestra en términos generales la obtención de energía a partir del proceso de transformación del agua debido a la influencia del sol:

Proceso de transformación del agua en energía

Proceso de transformación del agua en energía

A continuación veamos los datos característicos de la hidroeléctrica de Ituango:

Características de la Represa de Ituango

Características de la Represa de Ituango

Ahora observemos el diseño particular de la presa:

Diseño de la presa para la Represa de Ituango

Diseño de la presa para la Represa de Ituango

Podemos destacar la longitud total de la presa que corresponde a 750 m, así como su máxima altura, con una cota de 430 m, y sus niveles máximo y mínimo de operación, los cuales son 420 y 390 m respectivamente.

Continuando con nuestro análisis, observemos en la siguiente gráfica donde se muestra un diagrama de corte del proyecto:

Corte Ituango por el eje de la presa

Corte Ituango por el eje de la presa

Se observa claramente la cota de rebosamiento(430 m), el tipo de vertedero empleado(canal abierto), así como el tunel de descaga intermedio y los tuneles de desviación.

Con el objeto de continuar describiendo el proyecto, a continuación veremos un pefil general del mismo:

Diagrama del perfil de la Represa de Ituango

Diagrama del perfil de la Represa de Ituango

Se observa con claridad la estructura de captación, el pozo de compuerta que es un elemento para absorver las diferencias de presión que se puedan presentar a la entrada del agua, así como el pozo de presión donde el agua adquiere la energía cinética , la casa de máquinas y el tunel de descarga.

Veamos a continuación un detalle de las máquinas y su ubicación dentro del diseño del proyecto:

Equipos para la represa Pescadero Ituango

Equipos para la represa Pescadero Ituango

Sala de Máquinas Represa Pescadero Ituango

Sala de Máquinas Represa Pescadero Ituango

Las líneas de interconexión del proyecto con el sistema interconectado son:

De acuerdo con el estudio de conexión realizado por ISA (Interconexión Eléctrica S.A.), se requieren las siguientes líneas de 500 Kv, pra conectar la central de Ituango al Sistema de Transmisión Nacional:

Para la primera etapa:

  • Línea hacia Cerromatoso                110 Km
  • Línea hacia San Carlos                   168 Km
  • Línea hacia Primavera                    218 Km

Para la segunda etapa:

  • 2da línea hacia Cerromatoso           110 Km
  • 2da línea hacia Primavera               218 Km

Seguidamente veremos una vista virtual aerea del proyecto aguas arriba:

Obras superficiales vista desde aguas arriba de la presa Pescadero Ituango

Obras superficiales vista desde aguas arriba de la presa Pescadero Ituango

La gráfica siguiente describe las obras subterraneas del proyecto:

Gráfica de las obras subterraneas en la Represa Pescadero Ituango

Gráfica de las obras subterraneas en la Represa Pescadero Ituango

Para finalizar la descripcion, veamos una planta general del proyecto:

Plano General del proyecto Hidroeléctrica Pescadero Ituango

Plano General del proyecto Hidroeléctrica Pescadero Ituango

Para completar este estudio es imprescindible efectuar un análisis sobre las diferentes alternativas que tiene nuestro país, para continuar por la misma senda del éxito que hasta ahora ha venido transitando en el desarrollo del mismo, y así responder positivamente a las expectativas que todos tenemos fincadas sobre la posibilidad de, no solo ser autosuficientes, sino convertirnos en la pricipal potencia exportadora de energía eléctrica de la región.

Lo primero que debemos considerar en nuestro análisis es que la construcción del proyecto debería ser efectuada por empresas con amplia y exitosa experiencia en hidroeléctricas del mismo tipo y magnitud de la que se pretende realizar;  es por ello que debemos considerar las principales hidroeléctricas del mundo y de la región latinoamericana, examinar quienes han sido sus constructores y los resultados positivos o negativos obtenidos.

ROGUN

Represa de Rogun Tajikistan

Represa de Rogun Tajikistan

La presa de ROGUN situada e Tajikistan con un salto de 335 m se considera la presa más alta del mundo, el tipo de presa es relleno de tierra y roca similar a a la de ITUANGO y con capacidad para producir 3.500 MW. Un punto muy importante a considerar es que está localizada en una zona de gran actividad sísmica y tectónica y debemos advertir que ITUANGO también se localiza en una zona sísmica. Fué construida por empresas rusas y es un desarrollo efectuado sobre el rio Vakhsh.

 NUREK

Represa de Nurek Tajikistan

Represa de Nurek Tajikistan

Nuevamente, sobre el mismo país y el mismo rio, otro impresionante desarrollo con un salto de 300 m y una capacidad de producción de 2.700 MW, construido por los ingenieros de GiroEnergoStroy, se emplearon en total 60 millones de m3 de tierra y roca, así como 1.613 millones de m3 de hormigón. Por primera vez en la historia trabajaron conjuntamenete alpinistas con otros especialistas para la construcción de una instalación hidroeléctrica.

 GRANDE DIXENCE

Represa de Grande Dixence Suiza

Represa de Grande Dixence Suiza

Con sus 285 m, ésta importante hidroelectrica suiza representa mas del 20% de la energía almacenable en el país europeo, fué desarrollada y es operada por el EOS Holding Energy Group.

 INGURI

Represa de Inguri Georgia

Represa de Inguri Georgia

En Georgia tenemos la represa e hidroeléctrica INGURI, ubicada sobre el rio del mismo nombre y con un salto de 272 m. Como dato relevante, anotamos que en vez de tener unas pocas turbinas muy grandes para generar su electricidad, esta hidroeléctrica posee 20 turbinas con una capacidad nominal de 66 KW cada una.

CHIVOR

Represa de Chivor Colombia

Represa de Chivor Colombia

La Central Hidroeléctrica de Chivor está situada a 160 Km al Nororiente de Bogotá, su fuente hídrica es el rio Batá, tiene una capacidad de almacenamiento de 760 Millones de Metros Cúbicos, incluye una presa de enrocado de 237 m de altura, así como un vertedero de canal abierto, un túnel de desviación de 895 m, 10,69 m de diámetro y descarga de fondo, desarrollando la energía en una estación de tipo superficial por medio de 8 turbinas tipo Pelton de 173.00 Hp, generando cada una de ellas 140 Mva.

GUAVIO

Represa del Guavio Colombia

Represa del Guavio Colombia

La Hidroeléctrica del Guavio está situada a 120 Km al nororiente de Bogotá, es un desarrollo de la parte inferior del rio Guavio, con una presa de enrocado de 243 m y un embalse útil de 950 Millones de Metros Cúbicos, con una capacidad de generación de 1.840 MW por medio de 8 turbinas Pelton de 230 MW cada una.

URRA

Represa de Urra Colombia

Represa de Urra Colombia

La central hidroeléctrica de URRA está situada en en noroccidente de Colombia, su fuente de abastecimiento es el rio sinú y sus afluentes, con 73 m de altura posee una capacidad instalada de 340 MW distribuida en 4 turbinas, con una energía media de 1.275 GWH anuales. Aunque sus estudios comenzaron en 1.949, solo fué en 1.982 cuando CORELCA firmó un contrato con la Unión Soviética para la fabricación, suministro y financiación de los equipos. En 1.985 se comienzan las obras civiles con el consorcio sueco-colombiano SKANSKA-CONCIVILES, y la fabricación, suministro y montaje de equipos electromecánicos se contrata con la firma rusa ENERGOMACHEXPORT.

Como hemos visto, el desarrollo hidroeléctrico colombiano se ha desarrollado con grandes compañias de excelente trayectoria, las cuales han efectuado alianzas estratégicas con empresas nacionales, mostrando importantes índices de creación de puestos de trabajo para los colombianos y dando crucial apoyo a la ingenieria nacional. Debemos resaltar la gestión del gobierno del Departamento de Antioquia en el desarrollo de este tipo de proyectos y confiamos que a futuro continue por esta exitosa senda.

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