FACULTAD DE INGENIERIAS
INGENIERÍA INDUSTRIAL
MEDELLÍN

INTRODUCCIÓN

En la visita realizada a la central hidroeléctrica “La Tasajera” se pudo observar y entender  a través de sus diferentes áreas, como es el funcionamiento de una central hidroeléctrica, de cuáles son sus beneficios y de las ventajas que se pueden producir a partir de este proyecto. La Tasajera y especialmente los funcionarios que trabajan allí fuero un gran suministro de información más cuando siempre estaban prestos a solucionar todas aquellas dudas que nos pudieran surgir a través del recorrido.
Esta visita se hizo para que nosotros como estudiantes de Física pudiéramos comprender como por medio de un recurso natural como el agua se puede lograr energía, la cual es suministrada a la población involucrando diferentes procedimientos, procesos  y tecnología de alta calidad.

¿QUÉ ES UNA CENTRAL HIDROELÉCTRICA?

Las centrales hidroeléctricas son construcciones en los ríos que sirven para obtener energía eléctrica. La energía cinética o potencial del agua del rio se transforma en energía eléctrica al hacer pasar el agua a gran velocidad por turbinas.

La capacidad de generación de electricidad que tienen las centrales hidroeléctricas depende de su potencia. La potencia de una central hidroeléctrica depende del desnivel existente entre el nivel medio del embalse y el nivel medio de las aguas rio abajo. También depende del caudal máximo que pasa por las turbinas y de las características de estas y de los generadores de electricidad. La potencia de una central hidroeléctrica puede variar desde unos pocos megavatios, como en el caso de las mini centrales hidroeléctricas, hasta los más de 20 mil megavatios que tiene una central hidroeléctrica en China que cuenta con 20 turbinas.

Tipos de centrales hidroeléctricas según su régimen de flujo:

Centrales de embalse: Son las centrales hidroeléctricas más habituales. Se usa un gran embalse para retener el agua y disponer de caudal suficiente para generar energía eléctrica durante todo el año.

Centrales de agua fluyente o derivación: Tienen pequeños embalses que prácticamente no afectan a la generación de electricidad. Turbinan el agua disponible en ese momento. Dependen absolutamente del caudal de rio. Es indispensable para un rendimiento óptimo de la central hidroeléctrica que el rio tenga un caudal constante durante todo el año.

Una central hidroeléctrica se compone de las siguientes partes:

·         La presa, es una barrera construida en el cauce del rio para retener y almacenar su agua. En la pared de la presa se encuentran los desagües que sirven para controlar el agua que se deja pasar rio abajo.

·         Las tuberías de conexión que sirven para llevar el agua del embalse hasta la planta transformadora. En la planta transformadora se encuentran las turbinas y los generadores que transforman la energía cinética del agua en energía eléctrica.

·         Las líneas eléctricas transportan la electricidad hasta el punto donde se consumirá. Por último encontramos las instalaciones auxiliares, de personal, mantenimiento, etc.

DESCRIPCIÓN DE LA VISITA

En las horas de la mañana llegamos a la central hidroeléctrica “La Tasajera” donde fuimos recibidos con gran agrado, nos dirigieron al auditorio de las instalaciones donde nos mostraron y comunicaron unos videos institucionales y una breve descripción acerca de la labor que allí se realiza. Luego, la persona encargada de dirigirnos la visita nos empieza a hablar de una forma más específica de cómo se la realiza el trabajo en la planta, a donde querían llegar e interesarnos en cada una de las actividades allí desarrolladas de acuerdo a nuestro perfil profesional. Al salir del auditorio empezamos con el recorrido y conocimiento del lugar en general donde primero pasamos al área de maquetas donde estaban plasmadas la ubicación de las hidroeléctricas, las dimensiones entre otras características de estas y dando como valor agregado en una de las maquetas se mostraba una planta de energía eólica ubicada en el departamento de la guajira; terminamos este pequeño recorrido y nos dieron un receso para que descansáramos un poco e ingerir algunos alimentos.

Pasados 15 minutos destinados al descanso nos dirigimos a una buseta la cual nos iba a trasladar del edificio por medio del túnel hasta el cuadro de máquinas, donde al llegar nos encontramos con la sorpresa de que estaba en mantenimiento uno de los generadores donde pudimos diferenciar cada una de sus partes y la importancia que este tiene en la generación de energía eléctrica.

Terminamos el recorrido por la caverna y luego de un momento nos dirigimos al exterior donde después de terminar con la charla agradecimos la atención y el respeto brindado.

IMPACTO SOCIOECONÓMICO DE UNA CENTRAL HIDROELÉCTRICA

Debido al componente social de un proyecto de una central hidroeléctrica se realiza un estudio socioeconómico para analizar los componentes indirectos y de valorización social, de beneficios y costos, para la instalación y manejo de la central hidroeléctrica. En la evaluación social se usan los precios sombra y no los precios del mercado, ya que estos los que representan la valorización social del producto de acuerdo con el bienestar social que genera, reflejado en la mano de obra y las divisas. Los precios sombra no están influenciados por las externalidades y objetivos económicos del mercado. En la evaluación financiera se analizan los precios del mercado basándose en las utilidades netas, provenientes de la relación entre ingresos y egresos. Generalmente estos proyectos no generan un atractivo económico, por lo que deben ser financiados con ayuda del estado para hacerlos viables.

·         Análisis de beneficios: La construcción de una Central Hidroeléctrica se realiza para instalar un nuevo servicio o para reemplazar una planta existente. El beneficio económico, si se está instalando un nuevo servicio, se cuantifica de acuerdo al consumo residencial, comercial, industrial y de servicios públicos estimado, siendo éste un beneficio directo. El uso de energía en la comunidad genera beneficios económicos indirectos: mejoramiento de la calidad de vida por una oferta más amplia de energía, mejoramiento de la estructura económica local, reducción de la contaminación ambiental, efectos de la generación de empleos, alivio de la balanza de bienes y servicios por sustitución de recursos energéticos importados, efectos sobre el nivel de captación, reducción del éxodo rural, disminución de la tala de bosques e incremento de la seguridad del abastecimiento.

·         Análisis de ingresos y egresos: Se debe evaluar el flujo de ingresos y costos de instalación, evaluando las utilidades del proyecto.

·         Ingresos del proyecto: Respecto a la producción de energía se obtienen los siguientes ingresos:

v  Procedentes del suministro de energía.

v  Comercialización o uso propio de la energía para incrementar las actividades económicas de la región, tales como la pesca, actividades agropecuarias, recreación, entre otras.

v  Subvenciones, facilidades otorgadas por el estado a las inversiones de suministro de energía en regiones no interconectadas, diferenciando éstos de los ingresos por producción de energía.

v  Por las condiciones específicas de tecnología usada, los cuales no se derivan directamente de la producción de energía.

·         Egresos del proyecto: Pueden generarse directa o indirectamente dentro del proyecto:

Costos Directos:

v  Construcción de obras civiles.

v  Costos de mano de obra en la construcción de las obras civiles.

v  Materiales de construcción de obras civiles.

v  Adquisición de equipo electromecánico y su montaje.

v  Costos de mantenimiento y operación del proyecto.

v  Materiales para mantenimiento y operación.

v  Materiales auxiliares de funcionamiento

Costos indirectos: No son asociados con el proyecto en sí, pero se generan en la realización del mismo.

IMPACTO AMBIENTAL DE UNA CENTRAL HIDROELÉCTRICA

Para poder evaluar cualitativa y cuantitativamente los impactos sobre el medio ambiente se hace un estudio de impacto ambiental, que tiene diferentes características en cada etapa del proyecto, pero que cuenta con un orden secuencial de acuerdo al avance del mismo.

La autoridad competente expedirá unos términos de referencia para cada proyecto en particular, que determinaran características particulares al estudio.

La delimitación del área de influencia directa e indirecta del proyecto.

La descripción del proyecto, la cual incluirá: localización, etapas, dimensiones, costos estimados, cronograma de ejecución, procesos, identificación y estimación básica de los insumos, productos, residuos, emisiones, vertimientos y riesgos inherentes a la tecnología a utilizar, sus fuentes y sistemas de control

La determinación de los recursos naturales renovables que se pretenden usar, aprovechar o afectar para el desarrollo del proyecto.

La identificación y evaluación de los impactos ambientales que pueda ocasionar el proyecto, indicando cuáles pueden prevenirse, mitigarse, corregirse o compensarse

La propuesta de plan de manejo ambiental del proyecto, deberá contener lo siguiente:

El programa de monitoreo del proyecto, con el fin de verificar el cumplimiento de los compromisos y obligaciones ambientales durante la implementación del plan de manejo ambiental, y verificar el cumplimiento de los estándares de calidad ambiental establecidos en las normas vigentes.

 El plan de contingencia, el cual contendrá las medidas de prevención y atención de las emergencias que se pueden ocasionar durante la vida del proyecto.

 Los costos proyectados del plan de manejo en relación con el costo total del proyecto y cronograma de ejecución del plan de manejo.

·         Evaluación de riesgo: Es el resultado de la comparación y el análisis de las amenazas de un proyecto y la vulnerabilidad del medio ambiente, con el fin de determinar las posibles consecuencias sociales, económicas y ambientales que éste puede producir.

·         Impacto ambiental: Cualquier alteración en el sistema ambiental físico, químico, biológico, cultural y socioeconómico que pueda ser atribuido a actividades humanas relacionadas con las necesidades de un proyecto.

·         Medidas de prevención: Son acciones encaminadas a evitar los impactos y efectos negativos que pueda generar un proyecto, sobre el medio ambiente.

·         Medidas de compensación: Son las obras o actividades dirigidas a resarcir y retribuir a las comunidades, regiones, localidades y entorno natural por los impactos o efectos negativos generados por un proyecto que no puedan ser evitados, corregidos, mitigados o sustituidos. Medidas de corrección: son acciones dirigidas a recuperar, restaurar o reparar las condiciones del medio ambiente afectado por el proyecto.

·         Medidas de mitigación: son acciones dirigidas a minimizar los impactos y efectos negativos de un proyecto sobre el medio ambiente.

·         Plan de manejo ambiental: Es el documento que producto de una evaluación ambiental establece, de manera detallada, las acciones que se implementarán para prevenir, mitigar, corregir o compensar los impactos y efectos ambientales negativos que se causen con el desarrollo de un proyecto. Incluye los planes de seguimiento, monitoreo, contingencia y abandono, según la naturaleza del proyecto.

·         Alcance del proyecto: Un proyecto incluye la planeación, ejecución, emplazamiento, instalación, construcción, montaje, ensamble, mantenimiento, operación, funcionamiento, modificación, desmantelamiento, abandono, terminación, del conjunto de todas las acciones, usos del espacio, actividades e infraestructura relacionadas y asociadas con su desarrollo.

·         Términos de referencia: Son los lineamientos generales que la autoridad ambiental señala para la elaboración y ejecución de los estudios ambientales. Al elaborar el estudio, se debe buscar que el desarrollo del proyecto conduzca a un desarrollo sostenible y equitativo de la región afectada, adoptando soluciones adecuadas a los impactos sobre el medio ambiente, que compensen los daños inevitables y que mejoren las condiciones socioeconómicas y ambientales. Para alcanzar este fin, es importante tener en cuenta que el uso de los recursos naturales no debe producir mayores pérdidas de bienestar que ganancias logradas.

Los principales objetivos de este estudio son la cuantificación de los recursos y valores ambientales afectados en su estado inicial; la identificación y descripción de los impactos ambientales, clasificándolos de acuerdo sean positivos o negativos, directa o indirectamente afectados por el proyecto, a corto o largo plazo, acumulativos e irreversibles; establecer las medidas que se tomarán para minimizar y compensar estos impactos, así como las posibles alternativas de elaboración del proyecto con sus diferentes impactos.

CENTRAL HIDROELÉCTRICA LA TASAJERA

La Tasajera produce una energía firme de 1.400 GWH (1.400 millones de kilovatios hora) anuales, equivalentes al 18 por ciento de la demanda de energía de Empresas Públicas de Medellín y al 4 por ciento de la demanda nacional.

·         Obras civiles: Las obras civiles dimensionan la magnitud de la obra:

v  Túnel de conducción (excavado en roca), de 7 kilómetros de longitud.

v  Pozo blindado de 330 m de profundidad.

v  Tubería de presión, inclinada de 550 m.

v  Distribuidor de alta presión.

v  Túnel de descarga, de 1.800 m.

v  Túnel de acceso, de 1500 m.

v  Canal de descarga de 830 m.

v  Caverna o casa de maquinas.

v  Caverna de transformadores.

v  Edificio de mando (compuesto por el centro de control. Subestación de alto voltaje encapsulada para el despacho de energía, y como novedad en una central hidroeléctrica de este tipo, un área cultural, desde la cual se mostrará a la comunidad qué son y qué servicios prestan las Empresas Publicas de Medellín)

·         Equipos:

v  Turbinas: Tres, tipo Pelton, cada una de 105.000 kilovatios.

v  Generadores: Tres, del tipo vertical sincrónico, con capacidad nominal de 109 MVA, 13.800 voltios.

v  Transformadores y elevadores: Capacidad de 104.500 KVA.

v  Cables de potencia: Voltaje nominal 245 KV. Correspondiente a tres cables por fase para una longitud de 1.500 m.

v  Equipo de maniobra: Tipo encapsulado, voltaje nominal 245 kilovoltios.

v  Equipos de control, medida, protección y comunicaciones.

v  Puente Grúa: Con capacidad de alce de 160/10 toneladas.

La Tasajera reúne tecnología Francesa (las tres turbinas Pelton). Italiana (tres generadores sincrónicos) y japonesa (tres transformadores elevadores).

Suministró los sistemas de control automático, medida, protección y vigilancia; y particularmente los servicios auxiliares de energía eléctrica, aire comprimido y acondicionado y agua de refrigeración, así como la ingeniería del diseño. Pero lo más importante es que, superando toda una etapa de dependencia extranjera, personal especializado de Empresas Publicas de Medellín asumió todo el montaje de los equipos del proyecto, con asesoría de los respectivos fabricantes.

·         Aprovechamiento múltiple: La Tasajera incluye una serie de obras fundamentales, sin las cuales no sería posible el aprovechamiento múltiple:

v  Presa: Es una estructura en tierra compacta de 2.8 millones de metros cúbicos y 65 m de altura, provista de un vertedero a 2.270 m de altura sobre el nivel del mar, que permite evacuar hasta 1.400 m3 de agua por segundo. Esta estructura crea un embalse que almacena 253 millones de metros cúbicos e inunda 1.100 hectáreas de los municipios de Don Matías, Santa Rosa de Osos, Entrerrios, Belmira y San Pedro.

v  Torre de captación: Toma el agua del embalse, es de concreto armado, cuenta con dos entradas de agua independientes, para el túnel de Niquia y el túnel de La Tasajera, cada entrada con rejas coladeras, compuerta auxiliar y principal, controladores por mecanismos electrohidráulicos. Tiene 40 m de altura y pesa 35.000 toneladas.

v  Túneles: Dos pozos, cada uno de aproximadamente 100 m de profundidad, conectan la torre de captación con sendos túneles, el primero de 16.4 kilómetros para acueducto y el segundo de 7.2 kilómetros para energía.

v  Central Niquia: Localizada en Bello, es fundamental una estación recibidora de agua cruda para abastecer el sistema de acueducto metropolitano. Sin embargo, por su posición geográfica dispone de una apreciable energía residual que por motivos de presión debe ser retirada del agua antes de entregarla al sifón que alimenta por gravedad a Manizales.