Manejo de los Embalses

Embalses de fines múltiples
En el esquema usual de desarrollo
de una cuenca, se utiliza todo el
flujo
que
puede
regularse
adecuadamente. El agua disponible
se asigna entre las distintas
necesidades, de acuerdo a un
sistema
de
prioridades.
Las
necesidades de más alta prioridad
se satisfacen siempre que sea
posible, mientras que las demás
sólo se sirven cuando hay suficiente
agua disponible. Los objetivos a los
que generalmente atiende un
proyecto son los siguientes:
abastecimiento de agua potable;
riego agrícola;
generación de energía;
control de crecidas;
navegación;
reducción de contaminación;
uso industrial;
recreación, estética;
conservación de pesca y vida
silvestre;
j) control
de
sedimentos
y
salinidad;
k) recarga de aguas subterráneas.
La mayoría de los embalses de
acumulación sirven a varios de
estos fines. Generalmente no es
posible adjudicar una porción fija a
cada objetivo. Lo usual es que esa
adjudicación se limite a casos de
emergencia. Por ejemplo, por
encima
de
la
parte
de
1
almacenamiento muerto se crea
una
zona
preservada
para
circunstancias excepcionales, como
realizar descargas aguas abajo en
caso
de
riesgos
sanitarios
imprevistos, reserva para incendios,
etc.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
Del mismo modo los embalses
pueden incluir un almacenamiento
de emergencia para controlar
crecidas, evitando que éstas
sobrepasen la presa. Sin embargo
la mayoría de los fines se sirven con
el mismo almacenamiento y sus
necesidades
se
tratan
de
compatibilizar por medio de normas
de
operación
de
diversa
complejidad.
1
Sector inferior del embalse, ubicado por
debajo del nivel más bajo utilizado en su
explotación.
¿Qué son, y cómo se manejan
los embalses?
Para la presente explicación, un
embalse podría definirse como un
reservorio o acumulación de agua
dentro de un curso fluvial, formado
naturalmente
(lago
natural),
o
artificialmente
mediante
la
incorporación de una presa de
retención en el cauce; o fuera del río,
mediante la derivación del agua hacia
una cuenca lateral, donde luego es
embalsada.
Un reservorio de estas características
actúa, en principio, modificando la
secuencia de caudales que presenta el
curso de agua a lo largo del tiempo,
representada
a
través
de
un
1
hidrograma . De esta manera, puede
atenuar
un
pico
de
crecida
desembalsando el mismo volumen
afluente en un período de tiempo más
extendido, o guardar agua en un
período rico del año hidrológico, para
utilizarse en el período de éste en el
que los afluentes son menores que las
demandas. La existencia de lagos
naturales en una cuenca permite un
régimen fluvial relativamente más
regular que el de una que no los posee.
Todo embalse se construye para
satisfacer uno o más propósitos: por
ejemplo reserva para el abastecimiento
de agua para uso humano, para riego,
la formación de un volumen libre que
actúe como atenuador de crecidas, la
formación de un salto para generación
de
energía
eléctrica,
la
complementación de la operación de
otro embalse, etc.
Ese objetivo o propósito determina su
diseño, y en general, en gran medida
su posterior manejo u operación.
A partir de determinada capacidad,
relacionada con el volumen que
estacional o anualmente aporta un río,
un embalse puede adquirir condiciones
de regulación estacional, esto es, de
diferir la erogación, o de transferir cierto
volumen de agua, de uno a otro
subperíodo del período hidrológico2 de
un río o cuenca. En algunos casos, esta
condición puede extenderse más allá
del período hidrológico, para proveer
regulación interanual.
Un embalse se diseña para un rango
normal de operación, limitado por
sendos niveles, Máximo y Mínimo de
operación normal, y un rango
extraordinario, por encima o por debajo
del anterior, limitados respectivamente,
por un nivel Máximo Extraordinario, y
por un nivel Mínimo Extraordinario. En
algunos diseños, ambos máximos y
mínimos coinciden respectivamente.
2
1
Hidrograma: representación gráfica de la
evolución en el tiempo (abscisas), de los
Caudales (ordenadas), de un curso de
agua.
Período de 12 meses entre las fechas medias
de estiaje (período de mínimos afluentes) de un
río. En nuestro caso, el Período Hidrológico se
extiende del 1 de Abril al 31 de Marzo de cada
año.
Diques y Embalses
Neuquén y Limay
sobre los ríos
A principios del siglo pasado, la
Dirección General de Irrigación de la
Nación, construyó el Dique Nivelador
Ing. Ballester, como obra de cabecera
de nivelación para la derivación para
riego (e hidroelectricidad en pequeña
escala) del alto valle del río Negro, e
inferior del río Neuquén, y para
derivación de los picos de crecida hacia
la cuenca Vidal, o Lago Pellegrini.
Entre 1970 y 1993, el Estado Nacional
realizó
aprovechamientos
hidroeléctricos en los cursos medios de
los ríos Limay y Neuquén, mediante la
incorporación de presas de embalse o
de derivación, las que a la vez
contribuyen a otros propósitos.
Más adelante se indican las características
operativas de los embalses emplazados en
dichos ríos.
Sistema Integrado Embalses-Cauce y
Valles Aguas Abajo
A la condición anterior, que surge de la
necesidad de una programación acorde
con las necesidades estacionales de los
distintos usos del agua, y un despacho
eléctrico unificado, se le suma que el río
Limay y el río Neuquén, luego de sus
respectivos sistemas de embalses,
recorren aproximadamente 60 km hasta
formar en su confluencia al río Negro, el
que a su vez recorre casi 600 km hasta
la desembocadura en el Océano
Atlántico. Este trayecto lo realiza a
través de valles con importantes
economías basadas en la agricultura
bajo riego, y aproximadamente 30
ciudades y/o poblaciones.
Todo lo anterior impone una coordinada
vigilancia, información y previsión de las
actividades aguas abajo de cada
sistema de embalses.
Esto
incluye
una
permanente
información a las Defensas Civiles y a
los Organismos de Administración de
los Recursos Hídricos provinciales, ya
sea para situaciones normales o en el
caso de caudales de crecida o de
sequías, como así también el control del
funcionamiento de los sistemas de
avisos para eventuales situaciones de
emergencia.
Pautas Hidrológicas y de
Seguridad en el Manejo de un
Embalse
En general, la pauta de más peso para
el manejo de un embalse es la de evitar
su sobrepaso. La superación de la
estructura de una presa puede tener
diferentes consecuencias según el tipo
de obra de que se trate, pero en todo
caso, pueden ser más severas, por
incontrolables, que la condición de
crecida controlada que se trató de
evitar.
Para evitar o minimizar la probabilidad
de sobrepaso, se establece no superar
bajo ningún concepto, un nivel máximo.
El Nivel Máximo Extraordinario de un
embalse se fija con el proyecto, y a
partir
de
éste,
su
Nivel
de
Coronamiento.
En el otro extremo, por características
del diseño de sus estructuras o
mecanismos de derivación aguas
abajo, de toma o máquinas para
generación eléctrica, un embalse
también es diseñado para un Nivel
Mínimo Extraordinario, debajo del cual
no podría funcionar sin consecuencias
para sí mismo o para alguno de sus
componentes.
En contraposición con la pauta que
tiende a evitar el sobrepaso, por la cual
el embalse debería permanecer en todo
momento lo más bajo posible, se tiene
la que proviene del propio operador
hidroeléctrico, que propiciará contar
durante el mayor tiempo posible con el
mayor salto hidráulico, o la que se
espera desde las poblaciones de aguas
abajo, en el sentido de minimizar las
erogaciones del embalse ante crecidas,
lo que desemboca en incrementos del
nivel de éste, toda vez que el volumen
afluente sea mayor que el erogado.
Adicionalmente, un mayor nivel de
embalse, asegura abastecimientos ante
una sequía, lo que también sería una
expectativa desde los usos consuntivos
aguas abajo.
Dentro de estos dos extremos, hay una
gran cantidad de posibilidades de
planteo de Normas que regulen la
operación de un embalse, y su
interrelación con los de aguas arriba y
aguas abajo, en el caso de embalses
sucesivos,
compensadores, etc.
encadenados,
Por
debajo
del
Nivel
Máximo
Extraordinario, en general se diseña
también un Nivel Máximo Normal, que a
lo largo del año, es definido a partir de
la mayor o menor probabilidad de
ocurrencia de picos o de volúmenes
importantes de crecida que se da a lo
largo de los meses del período
hidrológico 3.
Finalmente, y en función de usos
consuntivos u otros requerimientos
aguas abajo, antes que llegue un
embalse
a
su
Nivel
Mínimo
Extraordinario, también suele definirse
un Nivel Mínimo Normal. Por debajo de
éste, se establecen pautas de uso más
restrictivo.
Este uso restrictivo puede llegar a ser
necesario aún antes de que el embalse
haya descendido hasta ese nivel, en
condiciones
de
afluentes,
de
acumulación nival, subterránea o
lacustre,
o
pronósticos
de
precipitaciones deficitarias en el
mediano plazo.
Aunque toda la operación se apoye en
pronósticos
meteorológicos
e
hidrológicos de corto y mediano plazos,
todavía, en el mediano plazo no
siempre es posible contar con el
suficiente ajuste de magnitud y
oportunidad de los eventos que
requiere el manejo de un sistema de
embalses.
Por tal motivo, en determinada época
del año, en la que estadísticamente
ocurre la mayor cantidad de sucesos de
3
1 de Abril al 31 de Marzo, para nuestro caso.
precipitación y se reciben los mayores
volúmenes afluentes por lluvias (Mayo,
Junio y Julio en nuestro caso), los
niveles
máximos
normales
de
operación, deben ser más bajos, con el
fin de estar en condiciones de absorber
y atenuar sucesivas crecidas.
Fuera de esas fechas, el nivel de
acumulación permisible es mayor,
hasta permitirse alcanzar el Nivel
Máximo en épocas de mínima
probabilidad de precipitaciones de gran
volumen (Diciembre-Enero).
No obstante, la naturaleza siempre
puede sorprender con algún evento
extemporáneo y de magnitud diferente
a la esperada por el hombre, o por el
contrario, no producir crecidas en la
cantidad con la que la probabilidad
podía estimarlo, y dejar la sensación de
haberse desaprovechado volúmenes
libres de embalse y producido
erogaciones que de haberse conocido
el futuro más o menos próximo,
pudieron evitarse.
Pero por ahora esto es así, y si bien se
ha avanzado mucho en el pronóstico
meteorológico, de alguna manera, la
franja libre de un embalse es una
consecuencia
del
actual
desconocimiento humano de lo que es
posible que ocurra, incluido que en
determinado momento, no ocurra lo que
la teoría de la probabilidad daba como
probable.
Por otra parte, en función de la
operación que se realice o de la
capacidad de un embalse, un
determinado volumen de agua afluente
a un embalse puede ser transferido
aguas abajo del mismo, copiando
aproximadamente su evolución natural,
o modificándola entre períodos de
riqueza y escasez hídrica.
En base a las características de un
embalse, ubicación relativa en la
cuenca, capacidad, consecuencias
aguas
abajo,
confiabilidad
de
pronósticos y red de medición, pueden
establecerse diversos criterios de
desembalse, según la mayor o menor
aversión al riesgo.
De este modo, pueden plantearse
funciones de descarga que vinculen el
caudal mínimo a erogar, según
aumente la ocupación de un embalse,
que obliguen a altos desembalses
iniciales, o por el contrario a altos
desembalses una vez alcanzado un alto
umbral de ocupación. Dentro de estos
extremos, puede plantearse una gran
cantidad de combinaciones posibles, e
incluso adecuarse a condiciones de
pronóstico suficientemente confiables.
Finalmente, debe acotarse que el
régimen natural y variable de un río,
con importantes crecidas durante el
invierno, no siempre puede ser
transformado en un régimen uniforme,
no sólo por limitaciones de la capacidad
de retención, sino porque si bien
podrían conducirse (bajo ciertas
restricciones
que
veremos
más
adelante) menores caudales aguas
abajo durante esa estación, también
podrían complicarse con caudales muy
superiores a los históricos, las
condiciones de drenaje en los valles
aguas abajo, durante el período de
mayor actividad vegetativa de los
cultivos.
Sistema Administrativo o de Control
de la Operación
Con el nuevo marco regulatorio eléctrico
promulgado por ley 24065 a principios de
1992, el Estado Nacional planteó la
privatización
de
los
cinco
aprovechamientos en funcionamiento o en
vías de finalización sobre los ríos Neuquén
y Limay, a través de 5 Hidroeléctricas (en
orden cronológico):
•
•
•
•
•
Alicura SA
Cerros Colorados SA
El Chocón SA
Piedra del Águila SA
Pichi Picún Leufú SA
La privatización consistió esencialmente en
la venta del 51 % del paquete accionario de
c/u de las mencionadas empresas.
La mencionada legislación creó al ENRE,
como Ente Nacional Regulador de la
Energía.
El nuevo marco regulatorio eléctrico, debió
no obstante, tomar en cuenta las
disposiciones de la anterior Ley de Energía
Nº 15.336, que si bien confería jurisdicción
nacional a la generación de energía, había
previsto que todo aprovechamiento debía
hacerse en acuerdo con las por entonces
definidas Autoridades Locales, es decir, las
Provincias propietarias del agua.
A principios de 1993, la AIC fue participada
por la Secretaría de Energía de la Nación
sobre aspectos referidos al manejo de
aguas y de protección ambiental que
incluyera en los contratos de concesión.
La discusión de los mismos, no se
circunscribió a aspectos sólo técnicos, sino
que no escapó a un contexto de
negociación política marcado por las
relaciones de fuerzas o intereses en
conflicto técnico económico entre el
Concedente, las Provincias propietarias del
agua con enfoques algo diferentes según
su ubicación en la Cuenca, y la AIC como
interlocutora de los aspectos precisamente
delegados por ellas en su Estatuto de
creación.
La operación unificada, que hasta 1993
realizara HIDRONOR SA, de las aguas de
sus
embalses
y
despacho
según
requerimientos energéticos del Sistema
Interconectado, recayó a partir de entonces
en un organismo, el Organismo Encargado
del Despacho (OED), o CAMMESA.
Para cualquier disposición y tamaño de los
embalses de una cuenca, resulta esencial
contar con un Sistema Integrado de
Información
y
Evaluaciones
Hidrometeorológicas
que
permita
programar la operación de los embalses, y
en particular en alguna situación crítica o
de emergencia.
La
información
hidrometeorológica
necesaria para la operación es provista por
el SIEH de la AIC, según se describe en un
informe por separado.
A su vez, la AIC participa en la Dirección
del ORSEP Comahue, para la fiscalización
de las especificaciones contractuales sobre
la Seguridad de Presas.
Además de la existencia de varios
operadores, en la problemática del manejo
de los embalses de la Cuenca en el
aspecto institucional se da la coexistencia
de distintos actores en el manejo del agua,
en razón de:
•
•
•
la propiedad provincial de los
recursos, y la coordinación del
manejo de todos los aspectos
comunes o vinculados, que las
Provincias se autodefinieran a
través de la formación de la AIC;
de la concesión de la generación
hidroeléctrica
bajo
jurisdicción
nacional, con la definición de
distintas Autoridades de Aplicación
en
los
contratos
de
los
Concesionarios, para los aspectos
de Manejo de Aguas, Protección
Ambiental (AIC), y Seguridad de
Presas (ORSEP con la codirección
técnica de la AIC en el mismo).
el despacho energético unificado
del Sistema Interconectado de
Electricidad, a través del OED.
Todo lo anterior, trató de ser regulado,
mediante Normas de Operación en las que
los diferentes actores poseen cierta
facultad prioritaria de manejo, según el
nivel del embalse, y época del año.
Normas de Operación
Embalse
Alicurá
Nivel
Máximo
(m.s.n.m)
(Extraord.)
Nivel
Mínimo
(m.s.n.m.)
(Extraord.)
Volumen
(hm3) entre
Niveles
Extremos
Tipo de Programación Operación
Sistema
sobre
río
705.00
692.00
742
Mensual
Limay
592.00
564.00
6936
Estacional
Limay
479.00
477.00
35
Diario
Limay
El Chocón
381.50
367.00
10045
Estacional
Limay
Arroyito
314.85
309.50
175
Compensador
Limay
Portezuelo
Grande
427.50
420.00
25
Derivador
Neuquén
Los Barreales
421.50
410.00
4560
Hidrológicam. Estacional (1)
Neuquén
Mari Menuco
413.50
410.00
600
Nivelador
Neuquén
El Chañar
340.50
332.00
35
Compensador
Neuquén
Dique Ballester
300.50
296.00
Nivelador
Neuquén
Piedra del
Aguila
Pichi Picún
Leufú
(1) Para su despacho es considerado como Mensual.
Máximo Extraordinario.
En la tabla se muestran sólo algunas de
las características de los embalses de
los
ríos
Limay
y
Neuquén,
particularmente el volumen entre sus
respectivos niveles extremos, y su tipo
de programación1. Este volumen
comprende no sólo la franja de
operación normal y extraordinaria
inferior (los que la poseen), sino
también la que a lo largo del año está
asignada con diferente volumen, a la
atenuación de crecidas.
En los embalses de Piedra del Águila,
El Chocón y Los Barreales, se han
definido 4 Franjas de nivel, que desde
el coronamiento hasta el nivel mínimo
extraordinario, son denominadas:
•
1
Franja de Emergencia (FE):
comprende los niveles de
embalse por encima de su Nivel
El despacho eléctrico es programado
por el OED, a paso semanal y diario. La
programación diaria de cada paquete
semanal de energía, puede estar sujeta
a redespachos y/o reprogramas.
En esta situación, la prioridad es
evitar el sobrepaso de la presa, por
lo que se debe utilizar la máxima
capacidad de erogación disponible.
•
Franja
de
Atenuación
de
Crecidas (FAC): comprende los
niveles del embalse ubicados
entre
el
Nivel
Máximo
Extraordinario y el Nivel Máximo
Normal. El rango de niveles es
variable a lo largo del período
hidrológico: es máximo entre
Mayo y Agosto, y mínimo a fin de
Diciembre (en Piedra del Aguila
y El Chocón, entre el 1/12 y el
31/01).
En esta franja, el embalse opera
según funciones de descarga
(vinculadas en el caso de PiedraChocón), que conceptualmente,
obligan a erogar un caudal mínimo,
tanto mayor cuanto mayor sea el
nivel embalsado dentro de la/s FAC.
•
Franja de Operación Normal
(FON): Comprende los niveles
ubicados entre el Nivel Máximo
Normal y el Nivel Mínimo
Normal. Por cuanto el primero es
variable (y en Piedra del Águila y
El Chocón, también el segundo),
la franja también es variable a lo
largo del período hidrológico.
En esta franja los embalses tienen
definidos, entre otras condiciones,
un Caudal Máximo Normal 2, un
Caudal Mínimo Normal 3, y
velocidades de ascenso/descenso
de las erogaciones. Las erogaciones
son definidas conforme al caudal
turbinado resultante de la energía y
potencia requeridas, según la
optimización del despacho eléctrico
nacional realizada por el OED.
•
2
Franja
de
Operación
Los valores de Caudales Máximos Normales
(válidos dentro de la FON), son constantes entre
Mayo y Diciembre, y variables, por debajo de los
anteriores, entre Enero y Abril, por compromisos
para drenaje.
3
Estos caudales son variables a lo largo de los
meses del año. En función de los requerimientos
aguas abajo, los establece la AIC para los ríos
Limay, Neuquén y Negro.
Extraordinaria
(FOE):
Comprende los niveles de
embalse ubicados entre el Nivel
Mínimo Normal, y el Nivel
Mínimo Extraordinario.
En esta franja, los caudales son
regulados semanalmente por la AIC
según las necesidades de los usos
consuntivos. Sin embargo, por sí
sola esta franja última del embalse
no garantiza el cumplimiento de
dichos usos, ni de los caudales
ecológicos. En caso de sequías
pronunciadas, o hipótesis en ese
sentido,
el
control
de
las
erogaciones,
debe
comenzar
anticipadamente, dentro de la franja
inmediatamente
superior
del
embalse, la FON.
Erogación desde Arroyito cuando el embalse El Chocón está en
la Franja de Atenuación de Crecidas
4500
Caudal a erogar (m3/s)
4000
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
% de ocupación de la FAC conjunta (El Chocón + Piedra del Aguila)
Dadas las características técnicoadministrativas descriptas para el
sistema de embalses del Comahue, la
determinación convencional en franjas
es una condición necesaria, pero no
llega a ser una normativa suficiente.
Esto es así, porque la programación
estacional en función de determinados
compromisos de futuros caudales
aguas abajo (sean de máximos o de
mínimos), requieren de un pronóstico
estacional de afluentes (función a su
vez de pronósticos meteorológicos y de
la magnitud de las diferentes formas de
acumulación hídrica en la Cuenca), en
concordancia con un despacho diario
que en todo momento verifique la
incidencia del mismo sobre los
compromisos futuros aguas abajo.