Source: https://www.scribd.com/document/203288122/Pch
Timestamp: 2019-03-26 18:37:12+00:00

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INVESTIGACION Y COMPILACION DE DOCUMENTACION TECNICA, LEGAL Y PERTINENTE PARA LA CARACTERIZACION DE UNA PEQUEÑA CENTRAL HIDROELECTRICA EN EL MUNICIPIO DE TAME.
Pág. INTRODUCCIÓN PEQUEÑA CENTRAL HIDROELÉCTRICA (PCH) 1. ASPECTOS GENERALES 1.1 TIPOS DE CENTRALES HIDROELÉCTRICAS 1.1.1 Central a filo de agua 1.1.2 Central acoplada a uno o más embalses 1.1.2.1 La casa de maquinas se encuentra al lado de la presa 1.1.2.2 Por derivación del agua 1.1.3 Central de bombeo 1.2 VENTAJAS Y DESVENTAJAS 1.2.1 Ventajas 1.2.2 Desventajas 1.3 ELEMENTOS QUE COMPONEN UNA PCH SIN EMBALSE 1.3.1 Bocatoma 1.3.2 Presa o Azud 1.3.2.1 Presa de gravedad 1.3.2.2 Presa de bóveda o arco 1.3.2.3 Presa de contrafuertes 1.3.2.4 Presas de elementos sin trabar 1.3.3 Obra de conducción 1.3.3.1 Canal 1.3.3.2 Túnel 1.3.3.3 Tubería de presión o forzada 1.3.3.4 Tanque de presión 1.3.3.5 Desarenador 1.3.3.6 Aliviadero 1.3.4 Casa de maquinas 1.3.4.1 Turbina 1.3.4.1.1 Turbina Pelton 1.3.4.1.2 Turbina Francis 1.3.4.1.3 Turbina kaplan 1.3.4.1.4 Turbina Michell-Banki 1.3.4.1.5 Otras turbinas 1.3.4.2 Generador 1.3.4.2.1 Alternadores 1.3.4.2.2 Generadores de inducción 1.3.4.3 Sala de control 1.3.4.4 Equipos auxiliares 1.3.5 Subestación 1.4 OBRAS CIVILES 7 8 8 11 11 12 12 13 14 14 14 15 15 16 16 16 17 18 19 20 20 20 21 21 21 21 21 21 21 23 23 25 25 25 27 27 27 27 28 28
1.4.1 Bocatomas 1.4.1.1 Partes de la bocatoma 1.4.1.2 Presa de derivación 1.4.1.3 Tipos de bocatomas 1.4.1.3.1 Tipo I 1.4.1.3.2 Tipo II 1.4.1.3.3 Tipo III 1.4.2 Canales de conducción 1.4.2.1 Revestimiento de canales 1.4.2.2 Dimensionamiento 1.4.3 Aliviaderos 1.4.4 Desarenadores 1.4.4.1 Tipos 1.4.4.1.1 Desarenador de lavado intermitente 1.4.4.1.2 Desarenador de cámara doble 1.4.4.1.3 Desarenador de lavado continuo 1.4.4.2 Dimensionamiento 1.4.5 Tanque de presión 1.4.5.1 Dimensionamiento 1.4.6 Tubería de presión 1.4.6.1 Selección de la tubería de presión 1.4.6.2 Materiales 1.4.6.2.1 Acero comercial 1.4.6.2.2 Policloruro de vinilo (PVC) 1.4.6.2.3 Hierro dúctil centrifugado 1.4.6.2.4 Asbesto-Cemento 1.4.6.2.5 Resina de poliéster con fibra de vidrio reforzado 1.4.6.2.6 Polietileno de alta densidad 1.4.6.3 Tipo de uniones 1.4.6.3.1 Uniones con bridas 1.4.6.3.2 Espiga y campana 1.4.6.3.3 Uniones mecánicas 1.4.6.3.4 Uniones soldadas 1.4.6.3.5 Juntas de expansión 1.4.6.4 Diámetro de la tubería 1.4.6.5 Espesor de la tubería 1.4.6.6 Apoyos y anclajes 1.4.6.7 Golpe de ariete 1.4.6.8 Chimenea de equilibrio 1.4.7 Casa de maquinas 1.4.7.1 Ubicación 1.4.8 Válvulas 1.4.8.1 Válvula mariposa 1.4.8.2 Válvula de compuerta 1.4.8.3 Válvula esférica 1.4.9 Turbinas
28 29 30 31 31 32 32 33 34 35 37 39 41 41 42 43 43 44 45 46 46 47 47 47 48 48 48 48 49 49 49 50 50 50 51 51 51 52 52 53 54 54 54 55 55 55
6 Volumen de sedimentos 3.5.1.1 Curva de caudales (hidrograma) 3.3 Pozos de inspección 3.4.2.3 Materiales naturales de construcción 3.2 Ubicación de las obras y tipos de suelos 3.5.4 ESTUDIO HIDROLÓGICO 3.2 Método de nivel de carpintero 3.5.1 CARTOGRAFIA 3.4 Métodos para la investigación geológica 3.2.1.3. ETAPAS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE UNA PCH 2.2 TOPOGRAFIA 3.3.4.2 Encuestas 2.4 FACTIBILIDAD 2. ESTUDIO AMBIENTAL 4.1.2 Perforaciones 3.2 Información básica 2.1 Mecánica de suelos 3.3.2 RECONOCIMIENTO 2.2 ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL 4.5 Método del profundimétro 3.1 Localización de los sitios de obra 2.4.3 Método del clinómetro 3.5 Curva del caudal contra calado 3. ESTUDIOS BASICOS 3.3 Curva de frecuencias 3.3.1 Caso 1: Si existe información 3.3.4 Geología y geomorfología 3.1 DIAGNÓSTICO AMBIENTAL DE ALTERNATIVAS 4.3.5.1 Método de nivel con manguera 3.2.5 DISEÑO 3.4.2.1 Sondeo 3.2.1.1 Estimación de la demanda 2.2 Curva de duración de caudales 3.2.3 ESTUDIO GEOTECNICO 3.4 Método del Barómetro 3.1 Fases del estudio 4.3.3.2 Caso 2: Cuando hay registros pluviométricos 3.1.2 Predicción 58 58 59 60 61 63 64 65 70 71 73 76 76 77 77 77 78 78 79 80 81 81 81 82 83 83 83 84 84 85 85 86 87 87 88 88 89 90 90 90 91 92 95 95 96 .3 Potencia 2.1.1 Identificación 4.4.4.4 Caudal de diseño 3.5 Método de excavaciones y sondeos 3.2.4.1.4.3.1 INVENTARIO 2.4.1.4.3 Caso 3: Sí se cuenta con registros de caudal de una estación cercana 4.4.3.3 PREFACTIBILIDAD 2.4.2.2.3.
2.3 Evaluación de los impactos 4.2 Prefactibilidad 4.1.2.3 CENTRAL HIDROELÉCTRICA DE MIEL I 6.3.8 RESOLUCIÓN UPME 638 DEL 2007 6.3 Caudal ecológico 4.4 Desviación del rio Tafetanes 6.7 Túnel de presión 96 96 97 98 98 99 99 100 101 101 101 102 104 104 104 105 105 105 105 106 106 107 107 108 109 109 110 110 110 111 112 112 113 113 114 114 115 115 116 116 117 117 118 118 118 118 .1 RESOLUCIÓN 086 DE 1996 5.3 Vertedero 6.2 Método de caudales progresivos 4.4.6 Gestión ambiental 6.3.2 Presa 6.7 RESOLUCIÓN COPNES 2763 5.2 Análisis de ingresos y egresos 4.2 Egresos del proyecto 5.2. CENTRALES HIDROELÉCTRICAS EN COLOMBIA 6.4 CENTRAL HIDROELÉCTRICA DE JAGUAS 6.3.2 La presa 6.1.4 Costos 4.1 Casa de maquinas 6.1.2.2.3.1.3.5 RESOLUCIÓN CREG 071 DE 2006 5.3.2.4 Túnel de desviación 6.1 Ingresos del proyecto 4.4.1.1 CENTRAL HIDROELÉCTRICA DE CHIVOR 6.1.2.3 EVALUACIÓN SOCIOECONÓMICA 4.2 CENTRAL HIDROELÉCTRICA DE CALDERAS 6. MARCO REGULATORIO 5.2 RESOLUCIÓN 24 DE 1995 5.1.2.3.2 Presa 6.1 Equipos principales 6.1 Método Montana 4.4 Casa de maquinas 6.2.4.2 Conducciones hidráulicas 6.4.4 Atenuación 4.5 Estructura de captación 6.2.3 Desviaciones 6.4.1 Casa de maquinas 6.2.1 Casa de maquinas 6.1.3 Desviación del rio Calderas 6.4.6 Pozo de compuertas 6.2.6 RESOLUCIÓN UPME 520 DEL 2007 5.4.1.3.1 Análisis de beneficios 4.4 RESOLUCIÓN CREG 116 DE 1996 5.1 Presa y obras anexas 6.2.4.4.5 Subestación a 230 KV 6.3 RESOLUCIÓN CREG-005-1994 5.
ENERGIA ALTERNATIVA 7.2 Equipos 6.1.3 Vertedero 6.1.6 CENTRAL HIDROELECTRICA LA TASAJERA 6.5.1.5.7 Casa de maquinas 6.4 Energía eólica en Colombia CONCLUSIONES 119 119 119 119 120 120 121 121 121 121 122 122 123 123 123 123 125 126 126 127 129 129 134 135 136 136 138 .1 ENERGIA EÓLICA 7.8 Pozo de presión 6.5.2 Estructura de desviación y descarga de fondo 6.4.4.6 Pozos y tubería de presión 6.5 CENTRAL HIDROELECTRICA DE SAN CARLOS 6.1.11 Equipos principales 6.5.9 Pozo y túnel de aireación 6.5.8 Pozos de cables 6.6.1 Presa Punchiná 6.4.5.5.5 Conducción 6.5.4.4 Obras de captación 6.11 Subestación 230 kV y líneas de transmisión 6.9 Túnel blindado 6.1 Obras civiles 6.1 Aeroturbinas 7.6.2 Dispositivos de orientación 7.3 Aprovechamiento múltiple 7.10 Túneles de descarga 6.3 Almacenamiento de energía 7.6.10 Caverna principal 6.5.6.5.5.
Recientemente se están realizando centrales minihidroeléctricas.INTRODUCCIÓN El origen de la energía hidráulica está en el ciclo hidrológico de las lluvias y. por la radiación solar que recibe la tierra. logrando un rendimiento y una viabilidad económica razonables. que remontan grandes cantidades de agua a zonas elevadas de los continentes alimentando los ríos. ya que no produce en su explotación sustancias contaminantes de ningún tipo. Sin embargo. por tanto en la evaporación solar y climatología. de manera primaria. . La energía hidráulica tiene la cualidad de ser renovable. como se hace en las centrales hidroeléctricas. según los años. la madurez de la explotación hace que en los países desarrollados no queden apenas ubicaciones atractivas por desarrollar nuevas centrales hidroeléctricas. por la severa alteración del paisaje e. Este proceso está originado. por lo que esta fuente de energía. ha desmerecido la bondad ecológica de este concepto en los últimos años. Estas características hacen que sea significativa en regiones donde existe una combinación adecuada de lluvias. puede alcanzar el 30%) no permite un desarrollo adicional excesivo. mucho más respetuosas con el ambiente y que se benefician de los progresos tecnológicos. Al mismo tiempo. pues no agota la fuente primaria al explotarla. provenientes de la lluvia y del deshielo. el impacto medioambiental de las grandes presas. incluso la inducción de un microclima diferenciado en su emplazamiento. Es debida a la energía potencial contenida en las masas de agua que transportan los ríos. Puede ser utilizada para producir energía eléctrica mediante un salto de agua. que aporta una cantidad significativa de la energía eléctrica en muchos países (en España. desniveles geológicos y orografía favorable para la construcción de presas. y es limpia.
ASPECTOS GENERALES Las pequeñas centrales hidroeléctricas son centrales de generación hidroeléctrica. la demanda de la PCH puede ser cubierta temporalmente. El aprovechamiento hidroenergético tendrá que cubrir una demanda de energía eléctrica. a un sistema hibrido o estar totalmente aislada. En caso de estar interconectada. En su mayoría se construyen en zonas aisladas y no representan gran importancia para el sistema de interconexión nacional ya que su área de influencia es muy reducida. en donde se utiliza en alumbrado público y residencial. La organización latinoamericana de energía OLADE clasifica las PCH de acuerdo a lo siguiente: . operación de aparatos electrodomésticos y demás necesidades eléctricas de la zona en donde se llevara a cabo el proyecto. la cual puede estar conectada al sistema nacional de interconexión. aprovechan las energías potencial y cinética del agua para producir energía eléctrica. con una potencia de generación baja. Se pueden definir como el conjunto de obras civiles y estructuras hidráulicas generales y especificas que. y esta a su vez puede transmitir sus excedentes de potencia y energía al sistema. Esta energía es conducida por diferentes líneas de transmisión a los centros de consumo. La demanda requerida por la PCH debe ser cubierta durante la totalidad de vida útil del proyecto. complementadas con su correspondiente equipo electromecánico.PEQUEÑA CENTRAL HIDROELÉCTRICA (PCH) 1.
1 0.1-1 1-10 Tabla 3. pasa de un nivel superior a otro muy bajo. A la energía desarrollada por el agua al caer se le denomina energía hidráulica. Por la acción de la gravedad. Esta se propaga a los generadores acoplados a las turbinas. Baja(m) Micro Mini Pequeña H<15 H<20 H<25 Media(m) 15<H<50 20<H<100 25<H<130 Alta(m) H>50 H>100 H>130 Tabla 2. Por su masa y velocidad. Clasificación de PCH según potencia instalada ISA. el agua adquiere energía cinética o de movimiento. El ISA clasifica las centrales hidroeléctricas de acuerdo a su potencia instalada de la siguiente forma: TIPOS Micro centrales Mini centrales Pequeña POTENCIA (MW) Menores a 0. el agua produce un empuje que se aplica a las turbinas. Los generadores . Clasificación de PCH según potencia instalada. Clasificación de PCH según caída. las cuales transforman la energía hidráulica en energía mecánica. Concentrando grandes cantidades de agua en un embalse se obtiene inicialmente energía potencial. a través de las obras de conducción.POTENCIA(KW) 0-50 50-500 500-5000 TIPO Micro central Minicentral Pequeña central Tabla 1.
Central hidroeléctrica. Figura 1. La subestación eleva la tensión o voltaje para que la energía llegue a los centros de consumo con la debida calidad. la cual pasa a la subestación contigua o cerca de la planta. Esquema general de un proyecto hidroeléctrico Figura 2. calderas (Antioquia) . Todo el proceso es conducido desde la Sala de Control de la casa de maquinas.producen energía eléctrica.
1 TIPOS DE CENTRALES HIDROELÉCTRICAS El aprovechamiento hidroenergético se puede realizar construyendo una presa para crear un embalse. y del caudal máximo turbinable. y de la potencia instalada. En estos casos las turbinas pueden ser de eje vertical. Desde el punto de vista de cómo utilizar el agua para la generación. Turbinan el agua disponible en el momento.Las dos características principales de una central hidroeléctrica. este es el tipo de PHC usada. este caso tiene un fácil diseño y es posible usar tecnología regional. Operan en forma continua porque no tienen capacidad para almacenar agua. Este tipo de obra no es recomendable para las pequeñas centrales. • La energía garantizada. esta forma requiere de gran profundidad en su diseño y gran tecnología. que es función del volumen útil del embalse.1. por cuanto son obras costosas que en la mayoría de los casos encarecen el costo de kilo vatio instalado. utilizan parte del flujo de un río para generar energía eléctrica. las centrales hidroeléctricas se pueden clasificar en: 1. desde el punto de vista de su capacidad de generación de electricidad son: • La potencia. que es función del desnivel existente entre el nivel medio del embalse y el nivel medio de las aguas debajo de la usina. .1 Central a filo de agua: También denominadas centrales de agua fluyente o de pasada. además de las características de la turbina y del generador. 1. limitadamente a la capacidad instalada. no disponen de embalse. generalmente un año. en un lapso de tiempo determinado. La otra forma es por medio de la derivación del caudal. en Colombia.
Requieren una inversión mayor.1.1 La casa de maquinas se encuentra al lado de la presa .2 Central acoplada a uno o más embalses: Es el tipo más frecuente de central hidroeléctrica. Utilizan un embalse para reservar agua e ir graduando el agua que pasa por la turbina. Existen dos variantes de esta central hidroeléctrica: 1. Figura 3. Es posible generar energía durante todo el año si se dispone de reservas suficientes.cuando el río tiene una pendiente fuerte u horizontal cuando la pendiente del río es baja. Central a filo de agua 1.2.1.
Figura 4. Central hidroeléctrica por derivación del agua .2 Por derivación del agua Figura 5.2.1. Central acoplada a un embalse 1.
Después el agua queda almacenada en el embalse inferior. almacenada en el embalse superior.2 VENTAJAS Y DESVENTAJAS 1. Para ello la central dispone de grupos de motoresbomba o.1. alto rendimiento (80-90%) Coste combustible Facilidad de conexión y desconexión (5 minutos) Suministro en las horas pico de demanda .2. Cuando la demanda de energía eléctrica alcanza su máximo nivel a lo largo del día. no hay calor. hace girar el rodete de la turbina asociada al alternador. no se crean residuos Conversión de energía mecánica a mecánica. alternativamente.1 Ventajas: • • • • • • Energía renovable Contaminación baja. las centrales de bombeo funcionan como una central convencional generando energía. Disponen de dos embalses situados a diferente nivel. Al caer el agua. Durante las horas del día en la que la demanda de energía es menor el agua es bombeada al embalse superior para que pueda hacer el ciclo productivo nuevamente.3 Central de bombeo: Son un tipo especial de centrales hidroeléctricas que posibilitan un empleo más racional de los recursos hidráulicos de un país. 1.1. sus turbinas son reversibles de manera que puedan funcionar como bombas y los alternadores como motores.
reduce la velocidad del alternador y produce corrosión 1. después se encuentra un tanque de presión y un desarenador que conducen el caudal a una tubería a presión por la cual se lleva a la turbina de generación.2 Desventajas • • • • Fuerte inversión y gran tiempo de construcción Inundación de grandes superficies geográficas Acoplamiento temporal. A continuación se hace una breve descripción de los elementos que componen una PCH de filo de agua: .• La turbina hidráulica es una máquina sencilla. sino que el caudal se toma del recurso hídrico directamente por medio de una bocatoma que dirige el caudal a u canal en el que se alcanza la caída necesaria para obtener la potencia requerida.2. por lo general.3 ELEMENTOS QUE COMPONEN UNA PCH SIN EMBALSE Este tipo de planta es de filo de agua. eficiente y segura. deformaciones Cavitación: espacios huecos (cavidades llenas de gas o vapor) por las reducciones de presión cuando una mas liquida se mueve a gran velocidad. reducidos 1. dependencia de las lluvias Golpe de ariete: al disminuye bruscamente ocasiona la potencia y demandada vibraciones • generador. que puede ponerse en marcha y detenerse con rapidez y requiere poca vigilancia siendo sus costes de mantenimiento. en la que no se usa un embalse para almacenar agua. Su impacto ambiental es mínimo comparado con el causado por un proyecto de autorregulación o que usa un embalse.
Para levantar la presa. Muchas veces sólo las características del terreno determinan la elección del tipo de estructura. La presa puede incluir una estructura denominada vertedero. la base es ancha y se va . 1.1 Bocatoma: es la obra en la que se toma el caudal necesario para obtener la potencia de diseño. Las grandes presas pueden ser de hormigón o de elementos sin trabar. En el área libre se construye la obra. para conseguir mayor estabilidad. una presa de tierra puede tener una estructura de gravedad de hormigón que soporte los aliviaderos. La elección del tipo de presa más adecuado para un emplazamiento concreto se determina mediante estudios de ingeniería y consideraciones económicas. El coste de cada tipo de presa depende de la disponibilidad en las cercanías de los materiales para su construcción y de las facilidades para su transporte.1 Presa de gravedad: Las presas de gravedad son estructuras de hormigón de sección triangular.3. También se construyen presas mixtas.3. de bóveda y de contrafuertes. 1.2 Presa o Azud: La presa es una pared artificial que cierra un valle o depresión geográfica donde se almacena el agua. En otros casos.2. Además. el cual permite que el agua excedente aportada al embalse sea liberada y fluya directamente al cauce natural aguas abajo. Las presas se clasifican según la forma de su estructura y los materiales empleados. por ejemplo de gravedad y de piedra.1. Las presas de hormigón más comunes son de gravedad. por tal razón dicho túnel se llama túnel de desviación. Las presas de elementos sin trabar pueden ser de piedra o de tierra.3. se construye un túnel que desvía provisionalmente el cauce del río. la presa deriva un cierto caudal hacia las obras de conducción.
así la carga se distribuye por toda la presa hacia los extremos. Figura 6.3. En condiciones favorables. . la cara que da al embalse es prácticamente vertical. La curvatura presenta una convexidad dirigida hacia el embalse. Vistas desde arriba son rectas o de curva suave.estrechando hacia la parte superior. Presa de gravedad. Su altura suele estar limitada por la resistencia del terreno. La estabilidad de estas presas radica en su propio peso.2 Presa de bóveda o arco: Este tipo de presa utiliza los fundamentos teóricos de la bóveda. Debido a su peso las presas de gravedad de más de 20 m de altura se construyen sobre roca. pero es difícil encontrar emplazamientos donde se puedan construir. Es el tipo de construcción más duradero y el que requiere menor mantenimiento. esta estructura necesita menos hormigón que la de gravedad. 1.2. las paredes de los estrechos valles y cañones donde se suele construir este tipo de presa.
1.3. Hay varios tipos de presa de contrafuertes: los más comunes son de planchas uniformes y de bóvedas múltiples. El coste de las complicadas estructuras para forjar el hormigón y la instalación de refuerzos de acero suele equivaler al ahorro en materiales de construcción. En las de bóvedas múltiples. Presa de bóveda o arco. En las de planchas uniformes el elemento que contiene el agua es un conjunto de planchas que cubren la superficie entre los contrafuertes. que sujetan la pared y transmiten la carga del agua a la base.Figura 7.2. de forma triangular. éstas permiten que los contrafuertes estén más espaciados.3 Presa de contrafuertes: Tienen una pared que soporta el agua y una serie de contrafuertes o pilares. Estas presas precisan de un 35 a un 50% del hormigón que necesitaría una de gravedad de tamaño similar. Pero este tipo de presa es necesario en terrenos poco estables. A pesar del ahorro de hormigón las presas de contrafuertes no son siempre más económicas que las de gravedad. .
Figura 8. La cuantía de filtraciones es inversamente proporcional a la distancia que debe recorrer el agua.2. aunque la disponibilidad de materiales utilizables en los alrededores condiciona la elección de este tipo de presa. En su construcción se utiliza desde arcilla hasta grandes piedras. Presa de contrafuerte. por lo tanto.4 Presas de elementos sin trabar: Las presas de piedra o tierra y los diques son las estructuras más usadas para contener agua. 1. El desarrollo de las excavadoras y otras grandes máquinas ha hecho que este tipo de presas compita en costes con las de hormigón. . la ancha base debe estar bien asentada sobre un terreno cimentado.3. La escasa estabilidad de estos materiales obliga a que la anchura de la base de este tipo de presas sea de cuatro a siete veces mayor que su altura. Las presas de tierra y piedra utilizan materiales naturales con la mínima transformación.
Generalmente está abierta.3 Obra de conducción: es la encargada de conducir el caudal de la bocatoma al tanque de presión.3. 1. Puede incluir un desarenador.3. Si se inicia en una de las paredes del embalse. En su extremo posterior. .1 Canal: Es una obra de conducción de agua expuesta sobre la superficie del suelo.3. la mas usada puede ser un canal o en algunos casos túneles o tuberías.3. Se encuentra en la parte alta. Su función es la de permitir el acumulamiento en él de arena y otros sólidos que el agua arrastra y que reducen el volumen de líquidos en el embalse. según las necesidades. 1. tiene una pendiente leve.Figura 9. la toma cuenta con una compuerta de acceso que permite o no que las aguas ingresen al túnel. generalmente entre el río y el embalse. la entrada estará constituida por la toma de agua.2 Túnel: Es un tramo de conducción bajo la superficie del suelo.3. parte más profunda y ancha que el resto del canal. 1. la que contienen en el frente unas rejillas que evitan que objetos voluminosos restos de plantas o animales penetren al túnel. Presa de arena.
y debe evitar el ingreso de sólidos y de burbujas de aire a la tubería de presión.1 Turbina: Es el elemento que transforma la energía hidráulica en mecánica para accionar el generador.3.3. Consta de varias partes. 1. admisión parcial y de acción.1.3. 1.6 Aliviadero: Se usa para eliminar el caudal de exceso en la bocatoma y el tanque de carga regresándolo al curso natural.4.3.3. cayendo al fondo.3. además.4 Casa de maquinas: Es la edificación donde se produce la energía eléctrica. Las turbinas hidráulicas son de varios tipos. empalma con la tubería de presión. Entre las más importantes se encuentran las unidades de generación.3.4 Tanque de presión: Es un tanque en el que la velocidad del agua es cercana a cero.5 Desarenador: Es un tanque de mayor dimensión a la obra de conducción en el que las partículas en suspensión pierden velocidad y son decantadas.1 Turbina Pelton: Una turbina Pelton es uno de los tipos más eficientes de turbina hidráulica. de flujo trasversal. 1. Es una turbomáquina motora.3.1. Consiste en una . en general se tienen: 1.3. 1. debe garantizar el fácil arranque del grupo turbina-generador y tiene un volumen de reserva en caso de que las turbinas lo soliciten. Como su nombre lo específica.3 Tubería de presión o forzada: Es el tramo final de la conducción.3.3. Cuentan con válvulas disipadoras de energía y de admisión para regular el flujo hacia las turbinas. y amortiguar el golpe de ariete. es la que soporta las máximas presiones internas causadas por el agua.4. 1. la salea de control y los equipos auxiliares.
la mayoría de las veces. a veces de hasta más de dos mil metros.rueda (rodete o rotor) dotada de cucharas en su periferia. los cuales tienen forma de tobera para aumentar la velocidad del flujo que incide sobre las cucharas. Al final de la galería de presión se suministra el agua a la turbina por medio de una o varias válvulas de aguja. Las centrales hidroeléctricas dotadas de este tipo de turbina cuentan. Figura 10. las cuales están especialmente realizadas para convertir la energía de un chorro de agua que incide sobre las cucharas. Tasajera y Chivor. Turbina Pelton . poseen una eficiencia del 85%. también llamadas inyectores. Ejemplo de este tipo son las turbinas de las centrales de San Carlos. con una larga tubería llamada galería de presión para trasportar al fluido desde grandes alturas. Las turbinas Pelton están diseñadas para explotar grandes saltos hidráulicos de bajo caudal.
1. Su eficiencia esta comprendida entre el 83 a 90%.3.1. junto con su alta eficiencia. ha hecho que este tipo de turbina sea el más ampliamente usada en el mundo. principalmente para la producción de energía eléctrica mediante centrales hidroeléctricas. Ejemplos de este tipo de turbinas son las instaladas en las plantas de Jaguas.3. siendo capaces de operar en rangos de desnivel que van de los diez metros hasta varios cientos de metros.3 Turbina kaplan: Las turbinas Kaplan son turbinas de reacción de flujo axial. Esto.4.2 Turbina Francis: Las turbinas Francis son turbinas hidráulicas que se pueden diseñar para un amplio rango de saltos y caudales. Playas y Porce II. Turbina Francis 1. Figura 11. con un rodete que funciona de manera semejante a la .4.1.
los álabes del rodete giran alrededor de su eje. mientras que los álabes de los distribuidores pueden ser fijos o regulables. Este desplazamiento es accionado por un servomotor hidráulico. mientras que las semi-Kaplan pueden ser de admisión radial o axial. si solo son regulables los álabes del rodete. se dice que la turbina es Semi-Kaplan. Si ambos son regulables. se dice que la turbina es una turbina Kaplan verdadera. con la turbina en movimiento. Figura 12. que son solidarias a unas bielas articuladas a una cruceta. que se desplaza hacia arriba o hacia abajo por el interior del eje hueco de la turbina. Las amplias palas o álabes de la turbina son impulsadas por agua a alta presión liberada por una compuerta. Para su regulación.hélice de un barco. Turbina Kaplan . Las turbinas Kaplan son de admisión radial. Se emplean en saltos de pequeña altura. Los álabes del rodete en las turbinas Kaplan son siempre regulables y tienen la forma de una hélice. accionados por unas manijas.
tomada de la excitatriz.4 Turbina Michell-Banki: Es una turbina de acción de flujo transversal. Uno de ellos debe crear un campo magnético.4.3. • Straflow: Es muy compacta. apta para pequeñas cargas. entrada radial y admisión parcial.4.3. Posee una geometría que facilita su fabricación y que la caracteriza como la turbina de más bajo costo. pudiendo obtener eficiencias del orden del 80% y generando potencias hasta 1000KW. Se le llama también Alternador porque produce corriente alterna.1.4. posee alta velocidad de empalamiento.1. A dicho elemento se le denomina inductor y está formado por un conjunto . 1. formada por un inyector y un rodete provisto de un numero determinado de álabes curvos.1.5 Otras turbinas: • Turgo: Equivalente a Pelton de varios inyectores. • Bulbo: Apta para pequeñas cargas. 1. • Tubular: Apta para pequeñas cargas. posee alta velocidad de empalamiento. posee una alta velocidad de empalamiento y no se fabrica para pequeñas potencias.3. llamado Rotor. alimentado con corriente directa (corriente de excitación del campo).2 Generador: Es la máquina que transforma la energía mecánica en eléctrica. posee un alto empuje axial. El rango de aplicación esta entre las Pelton de doble tobera y ala turbina Francis rápida trabajando principalmente con saltos y caudales medianos. Está formado básicamente por dos elementos: uno fijo cuyo nombre genérico es el de Estator y otro que gira concéntricamente en éste.
En estos hay subestaciones reductoras cuyos transformadores reducen el . Esta corriente se induce a relativamente bajo voltaje. al girar el rotor impulsado por la turbina se rompe el campo magnético produciéndose una corriente de electrones. El segundo elemento actúa cono receptor de corrientes inducidas. Rotores La corriente eléctrica se origina en el campo magnético establecido entre el rotor y el estator. el cual sube el voltaje a un valor muy alto para que se efectúe la transmisión hasta los centros de consumo. pues. Figura 13. El estator.de bobinas. por lo que se envía al transformador de potencia. El inductor es el rotor. Estator Figura 14. A él están unidas las barras de salida de la corriente. por lo que se llama inducido. es el que ocupa el lugar del inducido.
sistemas de comunicación. banco de baterías. .3.4 Equipos auxiliares: Tales como bombas de agua para el enfriamiento de las unidades.3.4. grúa viajera. bombas lubricantes. extinguidores de fuego. 1. 1.3. El fenómeno físico mediante el cual se obtiene la energía eléctrica se denomina inducción electromagnética. cerca de las instalaciones del usuario ocurre una última reducción del voltaje para ajustarlo a las características del funcionamiento de los aparatos.2 Generadores de inducción: Son motores de inducción que operan como generadores en forma autónoma o en paralelo con un alternador 1.voltaje para distribuir la corriente en la zona. entre otros.3. equipos para la auto-alimentación eléctrica.4. alarmas y protecciones.2. 1. Para tal efecto cuenta con tableros indicadores.4. tableros de mano para las subestaciones. Finalmente.4. en pequeñas centrales hidroeléctricas se recomienda la utilización de alternadores de dos o cuatro polos.1 Alternadores: Son generadores sincrónicos diseñados con regulador de tensión y refuerzos en las bobinas para que estén en capacidad de soportar velocidades de embalamiento de la turbina.2.3 Sala de control: Como se capta por el nombre. taller y bodega. Por razonas económicas. oficinas y salas varias. la sala de control es el sitio donde un personal sumamente capacitado efectúa la labor de control del proceso total de generación de la planta.
1. El propósito es permitir la captación de agua desde una corriente con el menor grado de sedimentación posible. aisladores de paso. seccionadores. malla a tierra.4 OBRAS CIVILES 1. pararrayos. lo cual haría imposible que el servicio en los centros de consumo fuese de buena calidad. minimizar costos de mantenimiento en la . Transformadores de potencia 1. la cual cuenta con otra serie de equipos que permite regular dicho servicio. La subestación se instala contiguo o cerca de la planta generadora y en ella se encuentras los siguientes equipos: transformadores de potencia. Hilosguarda. transformadores de medición de corriente. disyuntores.1 Bocatomas: Son estructuras localizadas a la entrada de un canal para permitir el ingreso del agua a través de éste. Figura 15. Por tal motivo es necesario utilizar una subestación.4.5 Subestación: Los generadores de la planta producen la corriente eléctrica a relativamente bajo voltaje.3.
1.4. . la función del proyecto del que va a ser parte y los costos. tamaño del rio. Presa o Azud: Su función es cerrar el cauce del rio. puede socavar las estructuras y causar su destrucción. y mantener limpio el sector frente a la rejilla. • Transición de entrada al canal: Une el desripiador con el canal.1 Partes de la bocatoma: Básicamente las partes de una bocatoma son las siguientes: • Dique. • Compuerta de purga: Se ubica al lado de la reja de entrada. obligando al agua que se encuentra por debajo de la cota de su cresta. mediante la operación de la compuerta. en épocas de creciente. La selección del tipo de bocatoma.operación. y proveer algunas medidas de protección ante daños o bloques por la entrada de gravas o sedimentos. y así evitar que se erosione la zona del pozo de aquietamiento. Su fin es evitar grandes pérdidas de energía entre el desripiador y el canal de conducción. Barraje. depende de la localización. El dique. 1. • Zampeado y colchón al pie de azud: Sirven para disipar la energía con la que cae al agua desde el azud en épocas de lluvia. funciona como un vertedero. El fenómeno si no es controlado. caudal. a que ingrese a la conducción. Su función es eliminar. el material grueso. • Rejilla: Ésta impide que pase al canal de conducción material sólido muy grueso. • Desripiador: Cámara cuya función es recoger el material solido que ha logrado pasar a través de la rejilla.
cuando el caudal sea igual a 1 m3/s • 2h. Los argumentos de nivel necesarios para la derivación dependen de las siguientes consideraciones: Una vez establecido el tirante (h) de agua en el caudal de conducción. En el caso de caudales muy pequeños.2 Presa de derivación: Cuando se necesita captar un caudal de agua desde un rio para su aprovechamiento en una pequeña central hidroeléctrica. cuando el caudal sea muy pequeño • 2. debe construirse un barraje de derivación con el fin de levantar el nivel de agua del rio y facilitar mediante derivación del caudal. se ubicara el vertedero del barraje a una elevación sobre el fondo del rio.1. igual a: • 3h. Sin embargo. cuando el caudal sea mayor que 10m3/s Es conveniente que se construya el barraje y en general las obras de captación y muros de acompañamiento sobre la roca firme del cauce y de los taludes. lo cual con el tiempo determinará la desestabilización y destrucción del barraje. se deberá construir el barraje sobre el aluvión del cauce. sino se puede encontrar la roca a poca profundidad.5h. se puede . En el barraje se debe disponer de una compuerta que permita la eliminación de los depósitos sólidos que se formen frente al orificio de toma. su entrada a la bocatoma. pero teniendo en cuenta que su base tenga una profundidad y longitud suficiente para que el agua de percolación en el contacto entre la base de la cimentación y el aluvión tenga una velocidad tan pequeña que no pueda arrastrar las partículas mas finas.1.4.
después del cual existe una canaleta de desarenación con compuerta de limpia.1. los muros de defensa. movida manualmente por un volante que se desliza por un sin-fin para la regulación del caudal.4. Este tipo de bocatoma se puede emplear en los casos en que sea necesario una regulación exacta del caudal. se debe disponer en algún sitio de la conducción o en la cámara de carga. de un tanque desarenador. Después de esta compuerta y antes del canal de conducción.3 Tipos de bocatomas 1. A continuación se dispone de una rejilla metálica que evita el ingreso al canal de conducción.4. se dispone otro vertedero lateral de regulación de menor longitud que el anterior.sustituir la compuerta con unos tablones de madera que funcionen como ataguía. después hay una compuerta. los materiales flotantes. .1 Tipo I: Es una estructura con un barraje perpendicular a la dirección del cauce dotada de compuerta y un vertedero lateral que elimina los excesos de agua provocados por los regímenes de avenidas. ésta no necesita ser diseñada para grandes cargas de agua.1. la rejilla y la compuerta misma. 1.3. Éste tipo de bocatomas tiene las siguientes ventajas: • Debido a que los excesos de agua de avenidas son controladas antes de la compuerta de captación. Debido a la poca capacidad de desarenación que tiene la estructura. razón por la que los costos disminuyen al tener dimensiones menores en el marco de la compuerta.
como es de rigor. Delante de estas dos compuertas existe un depósito de sedimentación con pendiente hacia la compuerta de limpia que se abre hacia el rio. 1. por variaciones de carga de la población servida. hay que construir un rebose o aliviadero el muro del desarenador. • Los costos de operación y mantenimiento disminuyen en este tipo de bocatoma. La única regulación del caudal se realiza en la compuerta de captación. Después de la compuerta de captación hay un desarenador con compuerta de limpia que dirige las aguas de limpieza hacia el cauce del rio.4. ya que hay una regulación generada por la compuerta.3 Tipo III: Es una estructura similar al de la bocatoma tipo II. Alineadas paralelamente se encuentran las compuertas de limpia y captación. por condiciones propias del proyecto. La disposición de todas las demás características es igual a la de la bocatoma tipo II. regular el caudal.• Cuando se presentan avenidas inesperadas. se disponen dos compuertas de captación. .2 Tipo II: Es una estructura con barraje transversal a la dirección del cauce. Si se requiere. Se adoptara este tipo de bocatoma en los casos que se necesite captar un caudal mayor. el sistema se empalma con un canal de aducción.1.4.3. Antes de la compuerta de captación se dispone una rejilla metálica que impide la entrada de los materiales flotantes que trae el rio. Después de esta estructura. al no existir la necesidad de un bocatomero permanente. estos excesos no afectan el canal de conducción.3. 1. pero en ésta.1.
en cuanto que sea mayor radio hidráulico o en cuanto se menor el perímetro mojado. si conduce con una superficie mojada mínima el mayor caudal posible.1. La pendiente de la conducción se establece con un criterio técnico económico. por al motivo se recomienda la sección trapezoidal. Las dimensiones mas ventajosas para distintas formas de canales se determinan teniendo en cuenta que el caudal es tanto mayor. pero es de difícil construcción y poco estable. estudiando varias alternativas.7 y 2. que bien puede ser a cielo abierto o recubierto (box-culvert). y depende de la pendiente que tenga el rio. en éste el agua fluye en contacto con la superficie libre. En los canales se recomienda que la velocidad oscile entre 0. manteniendo una pendiente longitudinal positiva menor que la del rio.0 m/s.4. por tal motivo el área mojada es función de la velocidad. es decir el canal une la bocatoma con el tanque de presión. que generalmente disminuye aguas arriba. y haciendo algunas variaciones. Esto se obtiene con una sección semicircular. El criterio económico lo establece la longitud de la conducción: a mayor longitud mayor costo. solo dentro de ciertos limites. La forma del área mojada es óptima.2 Canales de conducción: En la obra de conducción el agua captada en al toma es conducida hasta el sitio donde empieza la caída. . El criterio técnico esta sujeto a todas las características topográficas de los sitios posibles de toma y a la variación de caudal. El trazado de la obra de conducción se realiza en función de conseguir una mayor eficiencia y seguridad de las obras a menor costo. La conducción se realiza por lo general a través de un canal. para evitar la sedimentación y erosión en el canal.
por desbordamiento. determinando las distancias entre los aliviaderos.1 Revestimiento de canales: Los canales se revisten con el fin de: • Impermeabilizar las paredes y controlar las filtraciones. La construcción del canal prevé un aumento de la altura de las paredes del canal como seguridad. causen erosión a la base exterior del canal. • Permitir una mayor velocidad evitando la erosión. • Evitar la acción de agentes atmosféricos. pero se justifica posteriormente en . La altura de seguridad se establece en función del caudal. para evitar el desbordamiento del agua por efecto de olas o el aumento del nivel del agua debido a la lluvia. como plantas y animales • Bajos costos de mantenimiento y seguridad en el transporte del caudal. Esta altura se ubica entre 5 y 30 por ciento del calado y contribuye a evitar que las salpicaduras de agua. Inicialmente la inversión para el revestimiento del canal es relativamente elevada.2. lo cual se traduce en un aumento de altura y que puede ser superada por un aumento de pendiente en estos tramos. reduciendo el coeficiente de rugosidad. y de la velocidad o gradiente del canal. con relación a la de los tramos rectilíneos. Las curvas en los canales ofrecen resistencia al movimiento del agua.El canal se acompaña de una pequeña berma para recoger aguas lluvias o para que cualquier derrumbe quede en ella. 1. además se construye un camino que inicialmente facilita la construcción y posteriormente el desplazamiento del personal de mantenimiento.4.
60 0. piedra (20-50 mm) Piedras (50-75 mm) Agua limpia 0.80 1. concreto asfáltico • Tierra • Tratamiento químico del terreno 1.2.40 0.60 1.80 .02-0.40 0.00 1.2 Dimensionamiento: Conocido el trazo del canal.50 0.70 0.15 1. se selecciona el tipo de material para su construcción.2 mm) Arena media (0.80 1. este indica la velocidad máxima permitida por la obra de conducción.5 mm) Limo arenoso Arena gruesa (2-5 mm) Grava muy arenosa Limo compacto Grava media (5-20 mm) Tierra arcillosa grasosa Grava gruesa.30 1.mantenimiento y ahorro de agua. Se han utilizado diferentes materiales pera revestir el canal.70 Agua con material en suspensión 0. ladrillo o ferro cemento • Asfáltico con membrana interna.40 1.15 0.15 0.60 0.2-0.20 0.10 0.00 1.45 0.4. Dichas velocidades se indican en la siguiente tabla: VELOCIDAD MAXIMA (m/s) Tipo de agua transportada en el canal Lodo Barro suelto Arena fina (0.30 0.35 0. algunos de ellos son: • Hormigón • Mortero • Mampostería en piedra.65 0.
00 4.045 0.027 0.033 0.030 0.80 2.00 1.023 0.040 Max 0.0275 . Velocidades máximas permitidas • Se halla la sección requerida por medio de la expresión: S=Q/V Donde: S: Área Q: Caudal en m3/s V: velocidad en m/s • Se selecciona la forma de la sección • Con base en la forma de la sección se halla el ancho y el tirante del canal • De acuerdo al tipo de suelo o material de revestimiento se expresa en la siguiente tabla se encuentra el valor del coeficiente de rugosidad: Material del cause Roca áspera Roca igualada las asperezas Canales grandes en buen estado Canales grandes en estado regular Canales grandes en mal estado Min Med 0.Cantos rodados (75-100 mm) Césped/Prado Concreto (materia en suspensión) Concreto (agua sin arena) Mampostería mortero) (piedra sentada 1.0225 0.90 1.025 0.025 0.0 Tabla 4.020 0.025 0.0 5.025 0.80 2.020 0.
025 0.012 0.015 Hormigón sin aislado con buen 0. Coeficiente de rugosidad • Se determina el gradiente del canal • Se halla la velocidad real en el canal.020 0.033 0. en especial cuando éste es abierto.014 0.016 0.035 0.3 Aliviaderos: El aliviadero es una obra de seguridad. El se encarga de verter de nuevo al rio.017 Tabla 5.018 0.Canales malos semiderrumbados Canal irregular con vegetación Ladera cepillada Ladera sin cepillar 0.012 0.015 0.015 0.040 0.032 0.012 0. En caso contrario existen las siguientes opciones:   Disminuir el gradiente del canal   Seleccionar otra forma de sección   Revestir el canal   Se determina la altura de seguridad 1.4.014 0.013 0.015 0.017 0.013 encofrado Hormigón con huellas de tabla Hormigón aislado Mampostería.028 0. Esta velocidad debe ser menor que la velocidad máxima permitida.030 0.011 0.0225 0. las aguas de exceso que superan la capacidad del canal. y por derrumbes en las .013 0.027 0. ubicada en un sitio estratégico del canal.033 0. piedra Gaviones Ladrillo enlucido 0. Las aguas de exceso se producen por daño o obstrucción de los pasos de aguas lluvias haciendo que gran parte de las aguas que escurren por la ladera entren en el canal aumentando considerablemente el caudal.010 0.018 0.
laderas del canal. Para el dimensionamiento del aliviadero es importante determinar el número a utilizar en el canal. El numero esta en función de la pendiente longitudinal y de la altura de seguridad del canal (borde). Una manera de evitara el exceso del caudal es recubrir totalmente el canal o construir aliviaderos en forma de vertederos laterales o sifones. El desbordamiento del canal puede generar erosión intensiva y una rápida destrucción de la base del mismo. ubicados en una pared del canal. El aliviadero es un vertedero lateral en el canal. provocando un represamiento que hace que el nivel aumente hasta que en un momento dado se desborda sobre las paredes del canal. S=j*L+H+C+0. Éste canal tiene unas estructuras especiales que reducen la velocidad del caudal al regreso .05 Donde S: Altura de seguridad j: pendiente longitudinal del canal L: Longitud entre aliviaderos H: Altura sobre la elevación del agua C: altura de la onda de translación La elección del número de aliviaderos es un criterio técnico económico entre la longitud de éstos y la altura de seguridad para obtener un menor costo por excavación y volumen de hormigón. cuya cresta tiene unos cuantos centímetros por encima del nivel normal del agua en el canal. por lo general de reparación costosa. El agua que pasa por el vertedero es recogida por un canal que se diseña para un caudal variable.
Durante las crecientes. deflectores parabólicos. siempre y cuando éste se presente después del aliviadero. La velocidad de la corriente en el desarenador no debe ser superior a 0.5 m/s. sino las que de manera súbita se presentan por obstaculización en el canal abierto. El aliviadero puede disponer según las características de diseño. Las velocidades límites por debajo de las cuales el agua cesa de arrastrar diversos materiales son: . bloques de rápida y otros. Los vertederos se construyen lateralmente en el muro del canal. El propósito del desarenador es el de eliminar partículas de material sólido suspendidas en el agua. El aliviadero se aprovecha no solo para evacuar las aguas sobrantes.2 a 1 por ciento en los ríos de llanura. dado que en velocidades superiores las partículas no se decantan. tales como rápida sucesión de colectores de agua. 1.4 Desarenadores: Es una obra hidráulica que sirve para sedimentar partículas de un determinado diámetro.al afluente. y de 0. la cantidad de sólidos en los ríos de montana puede llegar a ser del 4 a 6 por ciento en volumen del caudal. Para que estas se decanten se deben disminuir la velocidad de entrada mediante la variación de la pendiente anterior del canal.4. Las partículas se mantienen en suspensión debido a que la velocidad de entrada a la bocatoma es elevada y suficiente para arrastrarlas. Esto ocurre especialmente en tiempo de lluvias cuando entran a las conducciones grandes cantidades de sedimentos. de dos compuertas. por ejemplo un derrumbe. un frontal que interrumpe el paso del caudal en caso de que sea necesario y otra lateral que facilita el vertimiento en el canal recolector. de material solido suspendidas en el agua.
55 0.20 0.40 0.081 0.10 0.35 0.90 Tabla 7.30 0.25 24.160 2.15 0.00 2.78 4.32 4.48 7.00 5.44 15. por influencia de la gravedad.692 1.560 2.16 0.00 V (m/s) 0.40 5.178 0.00 3.94 6.32 8.25 0.07 9. Las velocidades de sedimentación para diferentes diámetros de partículas son las siguientes: D (mm) 0.05 0.240 3.39 19.700 3.86 5.70 0.Material Arcilla Arena fina Arena Velocidad 0.60 0. Velocidad de sedimentación Para pequeñas centrales hidroeléctricas el diámetro máximo de partículas admitido es: .54 0.50 0.216 Tabla 6.80 1. Velocidad límite Esta es la velocidad de sedimentación con que caen las partículas al fondo del tanque.
5 mm para h<10 m 0.01-0. y la otra en el canal de evacuación de sedimento o aguas de lavado.4. como también la reducción de la velocidad longitudinal. Cuando el desarenador no .1 Desarenador de lavado intermitente: Este tipo de desarenador se caracteriza porque periódicamente se hace el retiro de sedimentos mediante el lavado.4. Este tipo de desarenador tiene los siguientes componentes: • Compuertas de admisión: Una de ellas se localiza entre la entrada de.4.05 mm para h<100 m Caída baja Caída media Caída alta Tabla 8. aunque esta operación se procura realizar en el menor tiempo posible para evitar las intervenciones en el servicio de suministro de energía.4. evidentemente.1-0.0. la cual garantiza una velocidad uniforme y una eficiente sedimentación. Diámetro de partículas permitido Es fundamental asegurar una distribución uniforme de las velocidades en las distintas secciones transversales del desarenador.1.2-0. el valor que tiene las compuertas de admisión al valor de conducción normal dentro de la cámara de sedimentación. desarenador y el canal de conducción. 1.2 mm para h<100 m 0.1 Tipos: 1. por la cantidad de sedimentos que trae el agua. éste esta determinado. • Una transición que se localiza a la entrada del desarenador.
cada una de ellas se calcula para la mitad del caudal y solamente durante el lavado una de ellas trabaja con el caudal total. se recomienda dividir el desarenador en dos o más cámaras de igual sección. En este tipo de desarenadores cada cámara tiene su compuerta de admisión y de lavado independientes. Un estudio de la cantidad y tamaño de los sedimentos que trae el agua asegura una adecuada capacidad del desarenador para no ser lavado frecuentemente.2 Desarenador de cámara doble: Por lo general cuando el caudal pasa de 10 m3/s.4. La compuerta de lavado es la que controla el desalojo del material solido depositado en el fondo. Para desalojar los materiales depositados en el fondo hacia la compuerta de lavado generalmente se le da un gradiente elevado del 2 al 6 por ciento. Cuando se tienen dos cámaras. las partículas se sedimentan debido a la disminución de la velocidad y al aumento de la sección.tiene vertedero para enviar el agua limpia al tanque de carga. . que une al desarenador con un canal que lo comunica con el tanque de carga.4. En la cámara de sedimentación.1. Su lavado se facilita con la pendiente hacia la compuerta. ayudada con el bajo nivel de agua que queda una vez evacuado el volumen principal del tanque. 1. entonces se dispone de otra transición.
La arena que se deposita en la cámara superior es arrastrada a la inferior a través de los espacios estrechos entre barrotes por el agua que pasa de una cámara a otra. arrastrando consigo los sedimentos.4.2 Dimensionamiento: Los desarenadores se diseñan para un diámetro determinado de partícula. y se encausa a una galería longitudinal de pequeña sección.1. La cámara superior que se encuentra encima de la otra tiene una sección grande en la cual se produce la sedimentación. Para el dimensionamiento del desarenador se siguen los siguientes pasos: • Selección del diámetro de la partícula en función de la caída de la planta.4. La cámara inferior esta situada junto al fondo y contiene los sedimentos mas pesados.4. • Determinación de la velocidad horizontal • Determinación de la velocidad de sedimentación • Determinación del empuje ascensional • Hallar la longitud del desarenador .3 Desarenador de lavado continuo: En ellos el material depositado se elimina en forma continua. El agua situada en la galería sale con velocidades relativamente altas. Este desarenador se divide en dos cámaras.4. 1. para ello se requiere que el caudal disponible sea mayor que el de diseño.1. que partículas con un diámetro superior al escogido deben decantarse. una superior y una inferior las cuales están separadas por una reja de barrotes. es decir.
que evita la entrada de elementos sólidos flotantes. una cámara que interliga un sistema de baja presión como la conducción con uno de alta presión. La cámara de carga dispone de un reservorio con capacidad suficiente para garantizar la partida o parada brusca de las turbinas. • • • Impide la entrada a la tubería de presión de elementos sólidos de arrastre y flotantes.5 Tanque de presión: Es una estructura. • Se determina el ancho del desarenador • Se determina la longitud de la transición • Se dimensiona el vertedero si lo tiene 1.4. • Mantiene sobre la tubería una altura de agua suficiente para evitar la entrada de aire. Produce la sedimentación de los materiales sólidos en suspensión en el canal y permite su eliminación. La cámara de carga cumple las siguientes funciones: • Crear un volumen de agua de reserva que permite satisfacer las necesidades de las turbinas durante los aumentos bruscos de la demanda. . Desaloja el exceso de agua en las horas en las que el caudal de agua consumido por las turbinas es inferior al caudal de diseño.• Asumir la profundidad del desarenador • Se determinan los tiempos de decantación y sedimentación de la partícula. ésta conectada al canal por medio de una transición por donde el agua pasa a la tubería de presión a través de una rejilla.
éste está acompañado de una compuerta de fondo que permite su vaciado y el lavado de sedimentos. Su diseño debe considerar dos condiciones críticas de operación: • • Garantizar que no entre aire en la tubería de presión En parada brusca garantizar la estabilidad funcional de la cámara de carga y del canal de conducción. generales: • Fluido exento de material en suspensión • Tiempos nulos para aceleración observando las siguientes consideraciones . La segunda condición debe ser atendida con el dimensionamiento de un vertedero lateral con un canal abductor próximo a la cámara. 1. Entre la compuerta y la rejilla se dejan unas ranuras en las paredes para la instalación de compuertas de apoyos para el caso de reparaciones. como elemento de seguridad. Los excesos de agua en la cámara se vierten a través de un aliviadero ubicado en una de las paredes.5. Para atender la primera condición es indispensable que el volumen de agua útil almacenado en la cámara de carga sea compatible con la variación del caudal entre cero y su valor máximo. El aliviadero y la compuerta se conectan a un canal común que lleva el agua al rio donde es mínima la erosión.1 Dimensionamiento: El dimensionamiento hidráulico intenta maximizarlo.Entre la rejilla y la tubería se instala una compuerta de cierre de paso del agua.4.
• Canal y cámara de fondo plano. y sumarla con la presión estática . Cuando se hace la proyección de costos de la tubería se pueden subvalorar los costos de operación secundarios como pintura y uniones. Los costos dependen en gran medida de la selección del material para la tubería. siendo ésta de sección transversal rectangular • Nivel de agua de referencia horizontal coincidente con el niel de cresta del vertedero lateral localizado en el canal de conducción junto a la cámara de carga 1. 1.1 Selección de la tubería de presión: • • • • • Considerar las diferentes clases de material para las uniones Comparar costos de mantenimiento Tomar diámetros de tubería y espesores de pared disponibles Calcular la perdida de altura por fricción del 4-10 por ciento para determinados materiales y diámetros. Debido a que el costo de esta tubería puede representar gran parte del presupuesto de la pequeña central. es prioritario.4. que su deseo sea óptimo para reducir tanto inversión final como costos.6. Para que los costos de mantenimiento sean bajos se deben colocar soportes y anclajes de la tubería. Tabular resultados Calcular la posible sobrepresión ocasionada por el golpe de ariete en caso de cierre brusco del paso de agua.6 Tubería de presión: Son tuberías que transportan el agua bajo presión hasta la turbina. con buenos cimientos y en pendientes estables.4.
Tiene un factor de perdida por fricción regular y si están protegidas por una capa de pintura u otro material que los proteja. Pueden ser fabricadas con maquinaria común en la mayor parte de los talleres de regular tamaño que trabajen el acero. Cuando estas tuberías son enterradas.2 Materiales: Los materiales frecuentemente utilizados en las tuberías de presión son: 1.4. especialmente a bajas temperaturas.1 Acero comercial: Ha sido uno de los materiales más utilizados en tuberías de presión. se unen mediante bridas. y resisten presiones elevadas (100 a 150 m). anclajes y uniones Preparar tabla de opciones calculando el costo de cada una de las opciones y ver su disponibilidad en el mercado Seleccionar el diámetro en función del menor costo y menores perdidas de energía 1.• • • • Calcular espesores de pared adecuados para determinados tamaños de tubería Diseñar soportes.4. soldadura o juntas mecánicas. corren el riesgo de corroerse. Es económica.2 Policloruro de vinilo (PVC): También es muy utilizada en las pequeñas centrales hidráulicas. 1.2. Tiene factor de perdida bajo y es resistente a la corrosión. Tiene diámetros y espesores variados. pueden llegar a durar hasta 20 años.6. se fabrican en diámetros que van hasta 400 mm. Son resistentes al impacto. Puede ser dañada por golpes o impactos de rocas porque es relativamente frágil. Una desventaja es que puede perder resistencia debido a los rayos .6.4.2. Es liviana y fácil de transportar e instalar.6.
Se unen con una espiga campana y sello flexible. son frágiles y se deben instalar con mucho cuidado. Son más pesadas que las de PVC y tiene una apreciable perdida por fricción.6.6. 1. Por lo general son unidas mecánicamente.5 Resina de poliéster con fibra de vidrio reforzado: La fibra de vidrio va insertada en forma de espiral a lo largo de la tubería de resina. Es un material difícil de instalar debido a su peso elevado.4.2.6.4.3 Hierro dúctil centrifugado: Este hierro remplaza en gran medida las antiguas tuberías de hierro fundido.2.4 Asbesto-Cemento: Están hechas de cemento reforzado con fibras de asbesto. Son frágiles y adecuadas para trabajar a una presión moderada. para protegerlas de la erosión y de una baja perdida por fricción. Poseen bajo coeficiente de fricción. Pueden ser utilizadas con presiones elevadas siempre y cuando estas estén bajo tierra.6. En ocasiones están revestidas con concreto en su interior.2. o bien pueden ser embridadas. 1.6 Polietileno de alta densidad: so una buena alternativa frente a las de PVC.2. Son de fácil instalación y útiles en pequeños . e implica mayores costos. 1.4. con espiga campana y un sello flexible. Estas tuberías usan uniones tipo espiga y campana. las cuales se unen con pegamento o con un anillo flexible de sellado. 1.4. por desprender un polvo nocivo para la salud. Se requiere de ropa de protección adecuada y mascaras para el momento de cortarla.ultravioleta que llegan a ella. Por esta razón debe estar protegida de luz solar directa.
Hay que tomar algunas precauciones cuando se realiza este tipo de unión: • El sello debe estar limpio al momento de la unión • Evitar unir con lluvia • Utilizar un lubricante especial .4. de manera que el diámetro interno de una tubería es igual al diámetro interno de la siguiente. que es una desventaja. y ocasionalmente en hierro dúctil. El extremo de cada tubería puede ser empatado con la campana de otra.sistemas.3. Tienen un coeficiente de perdida de fricción bajo.2 Espiga y campana: Estas son uniones preparadas en fábrica.6.4. Estas uniones por lo general se utilizan en tuberías de acero. Se debe sellar cada sección de tubería empleando un buen sello de caucho o un pegamento especial. Los tipos de uniones de tuberías pueden clasificarse en cuatro categorías: 1. Con frecuencia son unidas calentando los extremos y fusionándolos a presión utilizando un equipo especia.6. Se debe colocar un empaque de caucho entre cada par de bridas. son resistentes a la corrosión y no se deterioran con la luz solar.6.3 Tipo de uniones: Las tuberías por lo general.4. 1.1 Uniones con bridas: Cuando se fabrica la tubería. las cuales durante la instalación son empernadas unas con otras. 1. vienen en longitudes estándar y deben ser unidas entre sí. individualmente se colocan bridas en sus extremos.3.
Su principal función es unir tuberías de diferentes materiales. se juntan con fuerza los extremos para que se fusionen. 1.4. colocando luego moldes calientes en ambos extremos. . Cuando el material del extremo esta casi liquido. Generalmente existe una debajo de la cámara de carga o del anclaje superior.3.4. Algunos tipos de unión mecánica no pueden tolerar fuerzas en la dirección de la tubería y tienen que ser fijados con bloques de anclaje.4.6. Es imprescindible contar con una persona capacitada para realizar la soldadura y asegurar una buena unión. Con este tipo de uniones se pueden hacer pequeñas desalineaciones.3. La temperatura del molde y el tiempo en que se aplica son decisivos para lograr una buena unión.4 Uniones soldadas: Se emplean en tuberías de acero y en técnicas especiales con polietileno. 1. Los dos extremos de la tubería que serán unidos son fijados en una plantilla especial.6. verificar la alineación de la unión • Los gases del pegamento disolvente son altamente tóxicos 1.• Para tuberías de gran diámetro se requiere un templador tipo ratchet • Antes del acoplamiento final. o cuando se necesita una ligera deflexión en la tubería que no necesita de un codo.6.5 Juntas de expansión: en las tuberías de presión de acero tienen que haber juntas de expansión.3.3 Uniones mecánicas: Son costosas y poco usadas.
1. 1.6. y éstos están sometidos a esfuerzos por las cargas trasmitidas por la tubería. por esto el diámetro debe armonizar con el índice de perdidas de energía y el costo de amortización de la tubería.4 Diámetro de la tubería: El diámetro de la tubería de presión se determina con base en la sección óptima entre el mínimo de perdidas y el mínimo de costos de la tubería.5 Espesor de la tubería: El espesor de la tubería se determina con base en el golpe de arriete. .6 Apoyos y anclajes: Las tuberías que se encuentran a ciclo abierto requieren de estructuras de concreto para sostenerse y apoyarse según la pendiente del terreno. Las perdidas en la tubería se reducen con el aumento del diámetro. Los bloques de apoyo se utilizan para soportar adecuadamente la tubería de presión. 1. El número de anclajes lo determinan las variaciones de la pendiente.4. La ubicación de los anclajes está determinada por las variaciones del terreno. pero este aumento incrementa el costo de la tubería. El perfil de la tubería y el trazado. El número de apoyos es un criterio técnico-económico determinado por el espesor del material de la tubería. Estos deben ser dimensionados de tal forma que sean de bajo costo y de fácil construcción.6.4.4.6. permiten determinar la ubicación de apoyos y estructuras que la sostienen y permiten el desplazamiento longitudinal por variación de la temperatura. Para esto se debe hallar el valor de las perdidas de energía por fricción en un año y el valor anual por amortización y mantenimiento de la tubería. y se corrobora su elección comprobando si su tensión máxima permisible es mayor que las tensiones ejercidas sobre él.
lo que permite que entre al tramo una cantidad de agua adicional antes de que se detengan.4.6. Como resultado del aumento del aumento de presión. Este proceso es inverso que el anterior y comienza en el reservorio y termina en la válvula.8 Chimenea de equilibrio: Las variaciones en la demanda de energía eléctrica en una pequeña central obliga a una reducción en el caudal que pasa por la turbina. esta empieza ahora a dilatarse y la tubería a contraerse. La condición general para determinar la instalación de la chimenea de equilibrio.7 Golpe de ariete: son ondas que se originan en el instante en que se cierra la directriz de la turbina. Luego sucede lo mismo en el tramo situado inmediatamente más arriba. y el aumento de presión se prolonga hasta el reservorio en donde el proceso se detiene. La regulación del caudal para reducir o aumentar la potencia genera ondas de oscilación en la tubería de presión que son amortiguadas en la chimenea de equilibrio. De esto resulta una reducción en la presión que es teóricamente igual al aumento en la presión que tuvo antes pero de signo contrario. como también los efectos que produce el golpe de arriete. es que si el tiempo de cierre de la directriz es menor de 3 segundos se requiere chimenea de equilibrio. . Al no haber movimiento de agua.1. 1.4. El agua que circula se detiene y la energía cinética que trae se convierte en presión. el líquido se comprime y las paredes del tubo se expanden.6.
Dispone de un regulador de velocidad que permite ajustar el caudal a la demanda de energía eléctrica. Una normalización del diseño de la casa de maquinas se puede obtener en función de la posición del eje del grupo turbina generador. Este puede ser horizontal o vertical. y de mecánica en eléctrica requiere como mínimo dentro de la casa de maquinas de los siguientes equipos: • Empalme entre la tubería de presión y la entrada a la válvula: esta reducción empalma la tubería de presión con las dimensiones de la válvula • • Válvula: Elemento ubicado entre la tubería de presión y la turbina. el grupo de eje horizontal ofrece más facilidades para su montaje y mantenimiento. en los que se transforma la energía cinética del agua en energía mecánica y posteriormente en eléctrica. • • • Generador: Permite la transformación de energía mecánica en eléctrica. Voltaje de inercia: Se encarga de compensar el momento de inercia del grupo turbina-generador.7 Casa de maquinas: Es la estructura que aloja todo el equipo electromecánico.4. permite el paso o el cierre total del flujo Turbina: Permite la transformación de energía cinética en mecánica. se requiere . por tal motivo es el más usado. En proyectos para pequeñas centrales hidroeléctricas.Otra forma de evitar la instalación de chimenea de equilibrio es colocar válvulas de alivio próximas a la turbina o difusores como en el caso de la turbina Pelton. La transformación de la energía cinética en mecánica. 1. Subestación: Debido a que se suelen encontrar recursos hidroenergéticos retirados del centro de consumo.
4.8. • Un factor principal en la ubicación de la casa de maquinas es que la disposición de los equipos armonice con el panorama exterior. ya que la corriente en cada mitad del disco está .8 Válvulas: Las válvulas antes de la turbina se utilizan para el cierre del caudal a través de la turbina y para operaciones de reparación.la transmisión de energía desde la PCH. • Facilidad de acceso. • Prever una posible ampliación. Para operar este tipo de válvula se requiere poca fuerza. y fuera del alcance de riadas.1 Válvula mariposa: Básicamente es una extensión de la tubería dentro de a cual se coloca un disco en forma de lente montado en el eje central.7. 1. • Zonas con terrenos estables. • Facilidad de adquirir terrenos. 1. Existen varias clases de válvulas. a continuación se menciona tres de ellas: 1. • Canal de salida de las aguas turbinadas: Ele agua procedente de la turbina sale al rio por medio de un tubo difusor. también l puede hacer a través de una galería que se une con un canal.4. • Tener en cuenta que en el canal de desagüe no se acumulen sedimentos que disminuyan la sección. instalando la subestación.1 Ubicación: La ubicación de la casa de maquinas se decide teniendo en cuenta los siguientes parámetros: • Debe ubicarse cerca al afluente.4. • Un lugar con buena cimentación.
en la parte inferior de la tubería se coloca también una pequeña válvula de by-pass para conectar el lado de alta presión con el de baja presión. Es importante se sea cerrada lentamente. Está compuesta por una esfera hueca por donde fluye el caudal.4.4.9 Turbinas: Uno de los elementos principales que conforman una pequeña central hidroeléctrica. para no originar un golpe de ariete en la tubería. En términos generales las turbinas comprenden unos elementos fijos y de regulación que dirigen el agua hacia una rueda móvil. 1. cuya potencia mecánica se transmite a un eje motor. mixta y por derivación bien en canal o en galería. si ésta es de pie de presa.prácticamente balanceada. en el generador el cual transforma la energía. Se caracteriza por tener bajas perdidas y un cierre hermético que evita la cavitación. Por esto cuando se coloca una válvula grande.8.3 Válvula esférica: Es prácticamente la continuación de la tubería de presión. el caudal y el esquema a elegir para la central. Para altas presiones el operar las válvulas de gran diámetro requiere de una fuerza importante.8.2 Válvula de compuerta: Está compuesta por un disco metálico que sube y baja a voluntad y que está ubicado en el cuerpo de la válvula. La elección de este equipo está determinada por la caída. . Las turbinas son los mecanismos encargados de transmitir toda la energía cinética del agua a los generadores para ser transformada en energía eléctrica. 1. 1. del cual depende en su mayor parte el rendimiento y el buen servicio del proyecto es la turbina.4.
Para pequeñas potencias y disponibilidades de aguas sujetas a grandes fluctuaciones las turbinas de impulso radial y parcial son mas adecuadas. No puede decirse lo mismo del desarrollo de turbinas para el aprovechamiento de pequeños saltos de agua. Kaplan u Ossberger.Las turbinas de impulso radial y parcial Pelton. utilizadas actualmente. Estos grupos requieren menores costos iníciales y presentan ventajas técnicas de operación. La eficiencia y los costos de las turbinas convencionales han alcanzado ya su límite. y se caracterizan por aprovechar tanto la energía potencial como la energía cinética. Para caudales de paso similares pero con menores alturas de caída se utilizan las turbinas Kaplan. Podría generarse mediante pequeñas centrales hidroeléctricas una producción de 100 a 1000 KW. Nuevos materiales minimizan las necesidades de agua y cemento. Francis. . La turbina Pelton se utiliza preferiblemente con grandes alturas de embalse y pequeños caudales de paso. Otra posibilidad interesante es la utilización de generadores asíncronos (motores convencionales operados como generadores) para complementar las pequeñas centrales hidroeléctricas cuando aumenta la demanda. han sido técnicamente estudiadas desde hace mucho tiempo. Las turbinas Francis tienen un campo de aplicación amplio en caudales de paso medio. aproximadamente US$1500 por kilovatio a instalar. reduciendo los costos y acotando los tiempos de construcción. La inversión necesaria para proveer este tipo de electricidad es alta.
Los sistemas hidroeléctricos relativamente pequeños pueden de agua abastecer de energía a pequeños poblados. pueden fácil y convenientemente generar energía mecánica para ciertas industrias como molinos de granos. carpinterías y trapiches. .En las pequeñas centrales hidroeléctricas de las zonas bajas es posible utilizar turbinas Kaplan o Michel-Banki de rodete largo para producir de 100 a 2000 KW. para establecer la operación del sistema hidroeléctrico. La fuente puede ser un arroyo. Otras posibilidades hidroenergéticas incluyen las ruedas hidráulicas que cuando no se dispone de energía eléctrica. a través de la tubería de alimentación. un canal u otra forma de corriente que pueda suministrar la cantidad y presión de agua necesaria.
factibilidad y diseño. . con el fin de determinar aquellas en las cuales se presenten condiciones adecuadas para la instalación de una pequeña central hidroeléctrica. que a su vez deben responder a la mejor alternativa desde el punto de vista técnico-económico. ETAPAS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE UNA PCH La formulación de una pequeña central hidroeléctrica requiere investigaciones en ciertos niveles de estudio. reconocimiento. La evaluación de la demanda de energía eléctrica en la etapa del inventario. Los niveles de estudios que se requieren para la concepción de una pequeña central hidroeléctrica son: inventario.2. El objetivo básico de los estudios en la etapa de inventario es determinar el potencial teórico o bruto de la cuenca del rio en estudio. 2. Además. se requiere estimar de manera aproximada las posibilidades del recurso hidroenergético.1 INVENTARIO Los estudios están orientados a poblaciones que no tienen el servicio de energía eléctrica. información geológica y datos hidrológicos. para lo cual se hace necesario información básica como datos topográficos. los cuales nos permiten llegar a la concepción de sus estructuras. prefactibilidad. se puede asumir en forma rápida y aproximada valiéndose del criterio de algunos autores o entidades que cuenten con la suficiente experiencia en la asignación de valores al respecto.
tubería de presión. ya sea porque no se dispone de esta información o porque se trata de proyectos muy delimitados y circunscritos a zonas de pequeña extensión. sobre la bondad del recurso. tanque.2 RECONOCIMIENTO Una actividad muy importante en los estudios de una pequeña central hidroeléctrica es la de realizar visitas a la población a servir y a los lugares de emplazamiento de las obras. Esta actividad permitirá la identificación de los mejores sitios para el aprovechamiento de los recursos hidráulicos con fines energéticos: se presentaran en forma esquemática a escala conveniente las obras constitutivas de captación. sobre todo en lo correspondiente al consumo humano y riego. casa de maquinas y canal de fuga. investigaciones de escorrentía. Se hará un examen de los datos pluviométricos si estos existen. determinación de caudales. El reconocimiento sobre el terreno hará posible la apreciación de factores no detectados en el estudio preliminar de inventario (que se omite en este rango) y una primera evaluación de problemas constructivos: también permitirá ratificar o revisar la selección de posibilidades de aprovechamiento a partir de un examen directo de las condiciones de fundación en los sitios propuestos. así mismo se consultara a personas que conozcan el lugar. se debe considerar que en muchos casos no será posible servirse de cartas topográficas ni de fotografías aéreas. Esta visita de campo se aprovechara para realizar aforos sirviéndose de cualquier medio. conducción. su mínimo y máximo caudal. Este reconocimiento tendrá que hacerse en un área lo suficientemente extensa que permita tener una idea global de la utilización del recurso hidroenergético en la zona.2. comportamiento . investigación de la utilización del recurso.
Dado que las pequeñas centrales hidroeléctricas se encuentran ubicadas en zonas rurales muy apartadas. se requiere hacer una estimación de costos de las obras civiles y el equipo electromecánico. En esta etapa constituye un aspecto de fundamental importancia es efectuar un reconocimiento minucioso del lugar a fin de definir la ubicación de los sitios más adecuados para la ubicación de las diferentes obras del proyecto. 2. Se aprovechara la visita para obtener información respecto a demandas de energía eléctrica. etc. Durante el estudio de prefactibilidad es necesario realizar un predimensionamiento de las obras del proyecto asumiendo características energéticas apropiadas. se requiere .3 PREFACTIBILIDAD Los estudios de prefactibilidad permiten reducir las posibilidades de incurrir en conclusiones desfavorables durante los estudios de factibilidad. da impulso a desarrollar el o los proyectos atractivos o recomienda que se terminen las investigaciones. la misma que permitirá una orientación sobre las costumbres de la población en el uso de la energía. donde es difícil obtener información suficiente que permita conocer las necesidades de energía de la población. Esto permite ratificar o modificar la implantación preliminar y la configuración conceptual del proyecto.cíclico del recurso. Igualmente. y llegar a la estimación de costos con un mayor nivel de confiabilidad. si éstos no presentan condiciones favorables. Se debe valorar la demanda actual. condiciones sociales y de desarrollo integral de la zona.
realizar encuestas directas sobre el número de personas por vivienda, el número de viviendas en la localidad, tipo de actividades, ocupación económica, servicios, industria, comercio, educación, etc. Si existe algún suministro de energía, se debe determinar la capacidad instalada, el número de horas de operación diaria, los picos máximos y mínimos, las tarifas, si existe una entidad que administre este servicio, número de empleados, etc.
En casos donde los habitantes utilicen carbón, leña, velas, lámparas de combustible para uso domestico, se debe considerar la utilización de estos usos y reemplazarlos por aparatos eléctricos convencionales. Este análisis y evaluación permite determinar para el periodo del proyecto, la demanda máxima, media y mínima de energía eléctrica.
2.3.1 Localización de los sitios de obra: En general se deben considerar los siguientes aspectos: •
El tramo del rio donde se ubicaran la obras de derivación y toma debe ser recto, con cauce estable y con pendiente en lo posible uniforme y sin peligro de derrumbe.
Se opta por el máximo estrechamiento del cauce del rio, con el fin de minimizar el ancho del azud y consecuentemente el volumen de excavaciones y estructuras de hormigón.
Cuando sea necesario ubicar la toma en una curva del rio, se debe elegir el tramo cóncavo para no estar sujeto a la sedimentación, pues es más fácil protegerse de la socavación.
Se debe analizar la factibilidad de desviar el rio durante el periodo de construcción de las obras. La conducción deberá en lo posible atravesar zonas estables o laderas de poco pendiente transversal, a fin de evitar cortes grandes que produzcan excesivos volúmenes de excavación y futuros derrumbes por inestabilidad en los taludes.
Se debe procurar que la conducción esté constituida principalmente por canales a cielo abierto y que su proyección sea sobre suelos rocosos.
Se debe evitar que la conducción esté conformada por túneles debido a las dificultades de construcción, así como a los elevados costos que estos representan.
Los sitios para la ubicación del desarenador y tanque de presión deben ser lo suficientemente amplios, pero sobre todo estables.
La longitud de la tubería de presión debe ser lo más corta posible, debido a que los costos de fabricación e instalación son elevados.
Se debe estudiar la inestabilidad que se genera por la erosión y al deslizamiento o movimiento de cualquier tipo a lo largo del alineamiento de la tubería de presión.
Se debe poner atención a las condiciones de la fundación y también posibles problemas de inundación del área donde se prevea la ubicación de la casa de maquinas. La casa de maquinas queda en el mismo nivel del canal de fuga de la central y con muy poca diferencia con respecto al nivel del rio al que debe retornar el agua utilizada. Entonces cuando se presenten las crecientes y la planta continua en operación, el caudal que debe retornar al rio por el canal, se devuelve aguas arriba por el represamiento causado por el aumento de agua, presentándose inundaciones en la casa.
Sin embargo esta situación se puede conocer y evaluar mediante la información de los moradores del área cercana en donde se construirá la casa de maquinas o los rastros de niveles máximos registrados en la vegetación circundante.
Es de gran importancia estudiar las posibilidades de obtención de materiales pétreos necesarios para la construcción de la obra.
Igualmente se deben considera las facilidades de acceso a los diferentes sitios de las obras del proyecto, como son: captación, conducción, tanque de presión, desarenador, desgravador, casa de maquinas y canal de fuga.
2.3.2 Información básica: Para la ejecución de los estudios de prefactibilidad, la información básica de topografía, geología e hidrología, debe tener el siguiente alcance: • •
Pendiente y perfil transversal del rio en el sitio de las obras de captación. Cotas tomadas con altímetro en los sitios de las obras de derivación y toma, tanque de presión, casa de maquinas, canal de fuga, y en aquellos puntos que se les considere de importancia.
Longitud de conducción. Perfil preliminar de la tubería a fin de obtener la caída bruta aprovechable, longitud de la tubería de presión y ubicación de la casa de maquinas.
La información geológica estará compuesta por datos referentes a la fracturación y estabilidad de taludes, evidencias de elevada producción de sedimentos, datos sobre las características sísmicas-tectónicas del sitio de las obras, etc. En esta etapa es conveniente realizar aforos en los sitios de aprovechamiento del rio, así como es importante apreciar las huellas de las crecientes a fin de poder estimar valores probables de éstas.
Otros efectos que genera la construcción de un aprovechamiento hidroeléctrico son de carácter social y económico. Si los estudios de factibilidad se hacen correctamente. que el proyecto puede causar durante y luego de su construcción. realizando también etapas de reconocimiento con este fin y recolección de datos existentes. con el correspondiente ahorro de precios. .4 FACTIBILIDAD Los estudios de factibilidad tienen como objetivo establecer la justificación de un proyecto. seleccionado en la prefactibilidad. financieras. económicas. distintos de la producción de energía. ya que la energía eléctrica es el motor de desarrollo de una región. sociales y ambientales. El propósito del análisis es determinar si una idea dada del proyecto es suficientemente viable para proceder con ella. y llegar a la mejor solución de acuerdo a la circunstancias. Es en esta etapa donde se contemplan alternativas de abastecimiento de la demanda por otras fuentes energéticas. 2. se disminuyen las posibilidades de que se presenten dificultades y problemas durante la ejecución del proyecto. Estos habilitan la posibilidad de beneficios múltiples. La elevación de estos factores supone una investigación detallada de los factores de tipo ambiental. que estén disponibles en la zona. tanto en su conjunto como en sus dimensiones principales: técnicas.A este nivel las estimaciones de costos del proyecto se efectuaran con base en un breve prediseño de las diferentes obras.
1 Estimación de la demanda: Con el fin de dimensionar el proyecto. La producción de energía eléctrica está dada en vatios-hora o kilovatioshora. Por otra parte el tamaño de los grupos turbina-generador. Específicamente se considera importante definir la estimación de la demanda y la potencia a instalar. Está dado en vatios o kilovatios. de tal manera que permita tener una idea más concisa de los recursos financieros que se invierten en el proyecto. Es realizar el pronóstico de la demanda. geología y geotecnia. La demanda pico se puede estimar definiendo cuantos y cuales artefactos y/o maquinaria pueden ser conectados simultáneamente al sistema durante un día típico o representativo del ano.4. La estimación de costos del proyecto será más detallada que en la etapa de prefactibilidad. 2.Durante estos estudios se debe realizar el prediseño de las obras del proyecto sobre la base de datos más fidedignos especialmente de hidrología. se determina con base en demanda pico. es decir a la mayor demanda de potencia ocurrida o esperada en el periodo de tiempo en que estará en servicio la pequeña central hidroeléctrica. El tamaño de la central estará determinado por la demanda de potencia y la demanda de energía. de acuerdo a las características climáticas y de de desarrollo de la zona en . La primera representa la potencia instantánea que requieren varios aparatos eléctricos conectados simultáneamente al sistema. La demanda de energía en cambio relaciona la demanda de potencia con el tiempo en que los aparatos están conectados al sistema. el primer paso que hay quedar en el estudio de las pequeñas centrales hidroeléctricas. topografía.
uso comercial e industrial. etc. alumbrado público. conviene que esta funcione la mayor cantidad de horas posibles al día. a) Fijar un horizonte de planificación. que representa las acciones más importantes para determinar la demanda futura de energía. etc. Estas curvas de demanda se pueden generar con base en el comportamiento de pueblos similares al que se está analizando. idisiocracia de la gente. Generalmente en las zonas aisladas en donde se instalan las pequeñas centrales. b) Definir el número de habitantes que se beneficiaran con el servicio en el futuro c) Con base en la información socio-económica y a las características de la zona de estudio. se debe estimar la magnitud de cada uno de los sectores de demanda. de acuerdo al siguiente procedimiento: . grupo turbogenerador. y consiste básicamente en la simulación de una curva de demanda. en primer lugar para que se venda más energía y en segundo lugar porque suspender la operación y reiniciarla después. sin embargo cuando se instala una turbina hidráulica. clima. nivel de aislamiento. Es decir que se estimaran las cargas requeridas para uso residencial.) A continuación se sugiere la siguiente metodología. que registren las mismas condiciones socioeconómicas. puede ocasionar daños en la infraestructura (tubería de carga.estudio. al cabo del cual se dejará de satisfacer futuras demandas de energía. las horas de utilización son del orden de 5 o 6 horas diarias con grupos diesel.
2. 3. • Obtener la distribución en el tiempo de la carga comercial e industrial. . Hacer un pronóstico de las potencias y de las horas diarias de encendido de los bombillos y artefactos eléctricos de cada tipo de vivienda y edificio.1. Estas cargas normalmente son fijadas por las electrificadoras regionales y hay que tenerlas muy en cuenta de no sobrepasarlas. Carga para uso comercial e industrial • • Estimar el tiempo y número de establecimientos comerciales e industriales actuales y futuros. • Obtener la distribución en el tiempo de la carga residencial. Efectuar el pronóstico de las potencias y de las horas diarias de encendido de los aparatos y maquinaria requerida por cada establecimiento comercial e industrial. al sumar en cada instante las cargas de los bombillos y artefactos encendidos en ese instante. Carga para alumbrado publico • Estimar los puntos de alumbrado público. Carga residencial: • • Estimar el tipo y número de viviendas y edificios con base en un pronóstico de la población actual y futura. • Considerar de 125 a 150 vatios por cada punto de alumbrado público. al sumar en cada instante las cargas de los aparatos y maquinarias encendidas en ese instante. asumiendo un punto para cada dos viviendas en los sitios donde la población se encuentre nucleada. y especificar las horas de encendido.
• Asignar la potencia requerida por los afectados y equipos eléctricos y el número de horas de uso para un día típico o representativo del ano. e) De acuerdo a las horas establecidas en el literal 6. podría ser.• Otra forma de estimar la carga para uso comercial e industrial futura. f) Para cada hora se suman las cargas coincidentes. • Determinar la potencia total que requieren los diferentes aparatos. y de esta manera se obtiene la curva de demanda de un día representativo del año. . d) Realizar un grafico. con base en las proyecciones y datos sobre el uso y la expansión de la energía de otras poblaciones que presenten características similares. graficar la potencia requerida por los diferentes artefactos y equipos eléctricos. y cuando se esté haciendo el estudio se debe precisar que el dato se tomó del consumo asignado por una electrificadora en particular. en donde en la abscisa se represente las horas del día y en la ordenada la potencia. Es conveniente realizar esta asignación siguiendo las recomendaciones que tienen las electrificadoras. Las curvas de carga diaria están formadas por los picos obtenidos en intervalos de una hora para cada hora del día. • Especificar las horas en que serán conectados al sistema. de acuerdo al número estimado de cada uno de ellos.
i) Determinar el factor carga F=Pm/Pp. h) Calcular la potencia media.g) La mayor carga pico. en donde Pm es la potencia en vatios o KW y E la energía en vatiohora o KW-hora. Si la demanda se sobrestima. es necesario señalar lo importante que es realizar el estudio de la demanda lo más ajustado a la realidad del uso que tendrá la energía para la cual se dimensiona el proyecto. Sin embargo el caso más critico se presenta cuando la demanda es subestimada. sirve de referencia para determinar los requerimientos de capacidad instalada en la PCH. existirá un sobredimensionamiento del proyecto. El área bajo la curva representa la demanda de energía de ese día. Por otra parte. para lo cual se determina la energía o área bajo la curva y se divide para las 24 horas del día (Pm=E/24). Esto indudablemente influirá en la . lo que implica que el servicio de energía estará sujeto más o menos tempranamente al racionamiento y al desabastecimiento del servicio. Mientras mayor es el factor de carga mejor es la distribución del consumo de energía dentro del periodo considerado.
y producirá molestias en los usuarios. 2. Se debe llevar a cabo en toda la comunidad. Lo siguiente son los aspectos que se deben tener en cuenta: Marco general   Nombre del pueblo   Ubicación   Características del pueblo   Vías de acceso y medios de transporte   Tipo de comunidad   Lideres de la comunidad   Organizaciones comunitarias e industriales   Migración y emigración   Natalidad y mortalidad   Tipo de energéticos usados por la comunidad. Ésta debe almacenar los parámetros pasados. comercial y de servicios públicos . comerciales y de servicios públicos. presentes y futuros de las actividades socioeconómicas: residenciales.vida útil del equipo electromecánico. industrial. costo y cantidad en cada actividad de tipo residencial. industriales. determinando el consumo energético de cada actividad y cuanto se paga por éste.2 Encuestas: Los estudios socioeconómicos y de demanda están basados en recopilar información de la comunidad dentro del área de influencia del proyecto por medio de una encuesta.4.
que por el momento se llama demanda del sistema. deberá ser comparada con la potencia firme. que se obtiene del uso de la energía. es decir aquella potencia que se puede producir en el sitio de interés de manera interrumpido.3 Potencia: la carga pico. En el caso de que no se considere la variación de la caída neta. .Actividad residencial   Tipo de actividades e ingreso por ella   Uso de energéticos Actividades comerciales   Tipo de actividad comercial e ingreso por ella   Uso de energéticos Servicios públicos   Acueducto y alcantarillado   Salud publica   Telecomunicaciones   Energía eléctrica   Alumbrado público   Educación   Entidades oficiales 2.4. esta potencia. es decir de la curva de demanda. como sucede generalmente en las PCH. representa los requerimientos de capacidad instalada en la central. Sin embargo. el caudal deberá corresponder hasta el 95% de disponibilidad en la curva de duración de caudales.
mientras que al reducir la caída se podrá disminuir la altura del azud o cambiar la ubicación del mismo. se pueden presentar tres situaciones: a) Que la potencia firme sea mayor que la demanda del sistema: En este caso. porque cuesta dinero. desarenadores. La disminución del caudal permite reducir el tamaño de las obras de captación. y en vista de que las pequeñas centrales hidroeléctricas. así como la longitud de la tubería de presión. disminuyendo el caudal o la caída. la caída neta se considera fija. b) Que la potencia firme sea igual que la demanda del sistema: En este caso es poco frecuente. calculada. conducción. y desde luego deberá ser aprovechada la potencia firme. Es decir que la potencia a instalar en la central estará totalmente definida por la demanda del sistema. tanque de presión diámetro de la tubería de presión. Lo que si se puede modificar es la apertura de la compuerta en bocatoma para restringir o aumentar la entrada de caudal.Al comparar los requerimientos de la demanda del sistema con la potencia firme. En esta curva se debe diferenciar la potencia firme y la potencia secundaria. ajustándolos a los valores de la demanda del sistema. . es necesario reducir la potencia firme. por lo general son proyectos sin regulación. se debe calcular la curva de duración de potencia con base en la curva de duración de caudales. La caída es una condición topográfica y no se puede variar fácilmente. c) Que la potencia firme sea menor que la demanda del sistema: Este caso requiere un análisis un poco mas profundo para definir la potencia a instalar.
5 DISEÑO La etapa de diseño comienza una vez se define la alternativa con las mejores expectativas desde el punto de vista técnico y económico. hidrología. larga duración y fácil explotación. y permite definir con exactitud el volumen de excavación y relleno. Para poder decidir sobre qué potencia se debe instalar en la central. tanque de presión y casa de maquinas. lo cual influye en la obra y por consiguiente en el presupuesto del proyecto. es fundamental contar con un estudio topográfico detallado a escala conveniente. desarenador. Estos diseños deben responder a las exigencias de resistencia. En todo caso. Dependiendo de la magnitud de dichas obras. que en la mayoría de los casos requiere grandes magnitudes. conducción. . en los sitios de captación. 2. con el fin de obtener un correcto funcionamiento estructural e hidráulico. se debe realizar una evaluación técnico-económica que contemple tanto el proyecto hidroeléctrico así como la otra fuente complementaria de energía.Existe un amplio rango de posibilidades de potencia a instalar en la central. Es aquí donde se dimensionan las diferentes obras del proyecto. a partir de la potencia firme. estabilidad. geología y geotecnia en la etapa de factibilidad. De la topografía depende la correcta y adecuada implantación de las obras. se determina que tan profundos deben ser los estudios de topografía. pero será necesario cubrir el faltante de la demanda del sistema (en caso que falte) con otras fuentes complementarias de energía.
las especificaciones técnicas y los documentos necesarios para la contratación. alquiler de maquinaria. Se deben elaborar los planos. prefactibilidad. que abarcan el inventario. así como el cronograma de ejecución de a obra. • Los precios unitarios. . reconocimiento. para ejecutarlos fácilmente con la mano de obra local y que se facilite la adquisición de elementos como compuertas y rejillas. económicas y sociales que se presenten en la concretización del proyecto. entre otros. Para las PCH es deseable que los estudios de prefactibilidad cuenten con los elementos suficientes para decidir al momento de las inversiones. de manera que la decisión de construir que es el objetivo final de los estudios de preinversión. El mantenimiento y operación de la obra debe ser de fácil control. se lleve a cabo tomando en consideración todas las variables técnicas. Los mismos que deberán contemplar los costos de mano de obra.Se deben procurar diseños sencillos. que se observan en la zona donde se construirá. Todas las etapas mencionadas deben ser concebidas como un conjunto coherente. a fin de obviar la etapa de estudio de factibilidad. Convienen realizar estudios de factibilidad para los proyectos que presenten situaciones dudosas en la parte técnicoeconómica. • Presupuesto total. adquisición y transporte de materiales. factibilidad y diseño básico. En esta etapa. pasando directamente a los estudios de ingeniería de detalle del proyecto. considerando costos directos e indirectos. la parte de dimensionamiento debe ser detallada: • Las cantidades de obra de todos los rubros y componentes que se emplearán en la construcción de la obra.
mayor factor de seguridad. por ser mayor el grado de incertidumbre. . se requiere menor grado de detalle. mayor incidencia de tecnologías no convencionales y se sacrificarán determinados márgenes de confiabilidad. eficiencia y vida útil.En general en las PCH de menor potencia.
y ubicar las obras civiles necesarias en el terreno. así como la ubicación. que al unir dos fotografías de una misma zona tomadas desde dos puntos diferentes dan la impresión de relieve bajo un estereoscopio. para hacer levantamientos adicionales si es . y facilitan la realización de los planos cartográficos. la vegetación y las curvas de nivel. Estas fotografías pueden ser vistas en relieve gracias a la fotogrametría. al igual que los anclajes. Sobre estos planos. La información de los planos cartográficos debe corroborarse con un reconocimiento de campo. ESTUDIOS BASICOS 3. De acuerdo a la región en que se ubique el proyecto se podrán o no encontrar planos en escalas pequeñas para poder trabajar en detalle. En base a las curvas de nivel se podrán realizar perfiles de la zona. básicos para trazar los perfiles de una tubería o un canal. acudiendo a estudios regionales y al Instituto Geográfico Agustín Codazzi. se busca determinar la caída del aprovechamiento. pero todo el territorio nacional se puede encontrar en escalas relativamente grandes en el IGAC. En los planos cartográficos se encontrará información geológica y topográfica.1 CARTOGRAFIA Para la realización de este estudio se debe recopilar la información cartográfica de la zona donde se realizará el proyecto. También se cuenta con fotografías aéreas que permiten un mejor reconocimiento de la zona.3. las vías de acceso a la zona. los ríos.
2.2 Método de nivel de carpintero: En este método se usan también dos escalas en los puntos comparados. se debe determinar el perfil de la caída y el salto bruto. Se lee midiendo la diferencia entre los niveles de agua en la manguera en ambos puntos con la ayuda de escalas. y demás puntos importantes. La caída neta se puede determinar de las siguientes maneras: 3. La sumatoria de diferencias de nivel entre la casa de máquinas y el tanque de presión es la altura total del aprovechamiento. y de esta forma establecer si debe modificarse el diseño o la ubicación de las obras civiles y de las rutas de conducción.necesario. 3.2 TOPOGRAFIA` Por medio del estudio topográfico se complementa el estudio cartográfico. y con ayuda de una regla o .2. el tanque de presión. 3. En el reconocimiento de campo se deben verificar como mínimo la pendiente del río. la distancia de conducción.1 Método de nivel con manguera: En este método se usa una manguera que se extiende entre los dos puntos a los que se quiere determinar la diferencia de altura. el ancho y perfil transversal del espejo de agua. así como la ubicación de apoyos en caso de una tubería a presión. la casa de máquinas. y se debe revisar la orientación de las obras civiles. para su adecuado estudio y diseño. También se deben verificar con un altímetro las cotas de la toma. y nos permite tener en detalle las características del lugar donde se realizará el proyecto.
el cual usa una columna de mercurio para medir la presión atmosférica. siendo ésta la diferencia de altura entre dos puntos. con el cual por medio de una mira se establece el ángulo y la longitud de la hipotenusa del triangulo supuesto. pero como es muy delicado para estar transportando de punto a punto. Con la ayuda de un hilo tensado entre los dos puntos.2. . marcando mecánicamente la presión atmosférica en el lugar.un hilo se mide la altura del punto mas alto sobre el otro punto. y con los ángulos medidos sobre el transportador que se encuentra en los dos puntos. se prefiere el uso de un barómetro aneroide. 3.3 Método del clinómetro: En este método. y de esta forma estableciendo la diferencia de altura. se utiliza un nivel Abney. el cual mide la presión sobre una capsula semivacía. con el hilo como hipotenusa. en los dos puntos comparados se ponen transportadores ubicados sobre una horizontal con la ayuda del nivel de carpintero.2. 3. se supone un triángulo recto. Conociendo la longitud de la hipotenusa. En caso de que la distancia sea muy grande para usar un hilo. Con este fin se puede usar un barómetro de mercurio. y los ángulos del triángulo. verificando su horizontalidad con la ayuda del nivel carpintero.4 Método del Barómetro: La presión atmosférica varía inversamente proporcional a la altura sobre el nivel del mar. trigonométricamente obtenemos la longitud del cateto vertical del triángulo. Tomando en cuenta este principio se puede determinar la diferencia de altura entre dos puntos midiendo la diferencia de presiones entre éstos.
los datos obtenidos por los dos barómetros se interpolan para tener una serie de datos más adecuada. El otro barómetro se lleva a cada punto tomando con su lectura la hora y la temperatura. Después se toman lecturas en los puntos establecidos tomando la hora y temperatura en cada punto.5 Método del profundimétro: En este método se usa una manguera con un profundímetro al final. y a la temperatura registrada en ese momento. Para ajustar las lecturas a los cambios de temperatura y de humedad relativa. y porque los barómetros usados tienen un margen de error de 1 metro de altura. se supone un cambio lineal entre la primera y la última lectura del punto inicial. Este método es adecuado para medir la caída bruta. o para tener una aproximación de las diferencias de nivel. la forma de medir la diferencia de nivel. 3.Este método es inexacto porque la presión atmosférica varía con la temperatura y la humedad relativa. y finalmente se toma una última lectura en el punto inicial. es tomando una lectura inicial en un punto con altura conocida. y se determina el factor de corrección de cada punto de acuerdo a la hora en que se tomó la lectura. Si se tienen dos barómetros se deja un barómetro en un punto inicial y se toman lecturas cada 10 minutos. y anotando la hora y la temperatura en el momento de la medición.2. Teniendo el factor de corrección entre los dos barómetros y corrigiendo las lecturas con las diferencias de temperatura. y el profundímetro mide la presión de la columna de agua que esta dentro de la manguera dando una lectura en metros usando la siguiente conversión: . la manguera se extiende entre los dos puntos a comparar. Si se tiene un barómetro.
El azimut es la dirección de la línea con respecto a un extremo del meridiano. SE. NO. también se puede escoger un meridiano verdadero. . su cimentación y el material disponible para su construcción. y para medir distancias entre varios puntos. SO) en que este ángulo se forma. el rumbo es la dirección de la línea midiendo el ángulo agudo que ésta forma con el meridiano. Este meridiano se escoge de acuerdo al instrumento que se usa para determinarlo. generalmente en sentido horario. se debe determinar el rumbo y el azimut de cada uno de éstos con respecto a un meridiano escogido. especificando el cuadrante (NE. con el uso de una brújula se determina un meridiano magnético de acuerdo a la línea norte-sur que nos indica ésta.3 ESTUDIO GEOTECNICO Una evaluación geológica y geomorfológica de la zona donde el proyecto se va a realizar es esencial para definir el sitio de construcción de las obras civiles. o también se puede escoger un meridiano arbitrario de acuerdo a la conveniencia de la medición. no alterado por las variaciones magnéticas que afectan a una brújula.8 [m] Donde p: es la presión de la columna de agua en [Kpa] H: es la caída en metros Para la ubicación de las obras. A partir de este meridiano se determina la dirección de la línea formada entre el origen y los puntos en medición para poder calcular las longitudes necesarias por medio de la trigonometría.H=p/9. 3.
En sitios con poca vegetación se producen grandes procesos erosivos en épocas de lluvia. lo cual se debe tener en cuenta para la escogencia del tipo de obra en un lugar así.3. Los bancos de arena y los fragmentos de piedra son muy permeables.3.3.1 Mecánica de suelos: El origen geológico de los materiales del suelo en el aprovechamiento desempeña un papel esencial pues este determina sus características físicas. verificando una buena ubicación para los cimientos. de acuerdo a las necesidades constructivas. los estudios se basan principalmente en observaciones de campo e información de la región. . Rocas fracturadas en sentidos diferentes a los del curso de agua tienden a presentar fugas de agua también. en estudios específicos para determinar la ubicación adecuada de la captación y las obras anexas.3. con baja resistencia y alta permeabilidad.2 Ubicación de las obras y tipos de suelos: Lugares que no presentan barreras de contención naturales presentan condiciones de materiales poco consolidados. Para determinar el origen de los suelos.3 Materiales naturales de construcción: Los materiales de construcción deben ser en lo posible extraíbles en al zona del proyecto. y de acuerdo a su disponibilidad se escoge el tipo de obras que se construirán. lo que incrementa la posibilidad de fugas de agua. lo cual produce un gran depósito en muy poco tiempo. 3. y eventualmente. 3. Terrenos fibrosos formados por residuos vegetales o arcillas orgánicas son muy fácilmente compresibles por lo que debe evitarse el uso de estos sitios para construcción y para extracción de materiales de construcción. al igual que para constatar la calidad de los suelos para ser usados como materiales de construcción.
Las rocas son materiales de piedra pura que tienen un diámetro mayor a 100mm y se usan en obras de protección en la margen del río. con diámetros entre 4. y gravas 3. hacer ensayos in situ y tomar las muestras necesarias para los ensayos de laboratorio.Las arcillas y los limos son materiales plásticos formados por sílices y alúminas que contienen partículas muy finas. con diámetros entre 38mm y 78mm. Las arenas son partículas disgregadas de roca. con diámetros entre 19mm y 38mm. Se pueden emplear en la construcción de diques. Los cascajos y las gravas son fragmentos de piedra que constituyen el lecho del río. que es una excavación vertical con sección cuadrada o . vertederos y núcleos para presas de desviación de enrocado y tierra.005mm. espaciadas en el área de estudio. que constan de granos semirredondos de diámetros entre 0. 3.3.4 Métodos para la investigación geológica: Con el fin de clasificar un suelo se toman muestras representativas del mismo. Con esta toma de muestras se establece no solo la calidad del material. Un método de excavación es el apique. Por medio de los métodos de excavación es posible determinar la estratigrafía.8mm.005mm y 4. con una separación constante preferiblemente. A estas muestras se les realizan diferentes estudios para determinar sus características físicas y mecánicas de acuerdo a las necesidades de la obra a realizar. presas de desviación en tierra. sino también la cantidad presente en el área de estudio. y que son usados como agregado grueso del concreto y para la construcción de enrocados. con un espesor menor a 0. Según su tamaño se clasifica en gravas 1. gravas 2.8mm y 19mm. Son usadas como agregado fino para el concreto.
1 Sondeo: Con este método se busca localizar los estratos de grava y roca.5 Método de excavaciones y sondeos: 3. Las perforaciones se realizan con equipos de perforación que generalmente usan barrenos.3. que varían en diámetro y en profundidad de acuerdo al estudio que se va a realizar sobre la muestra y a la clase de perfil estratigráfico requerido. las características de perforación varían de acuerdo al tipo de roca.3. Esto se hace hincando barras en el suelo con acción dinámica o estática. 3.5. La profundidad de estas excavaciones varía de acuerdo al terreno y al programa de exploración. anotando continua o discontinuamente la resistencia de penetración. la deformación del hueco y la presión de poros con un piezómetro. cuyo fin es obtener muestras de suelo y determinar la estratigrafía y las propiedades de estos materiales.2 Perforaciones: Son excavaciones en el terreno. y en muestreos continuos. 3. y determinar los componentes en la primera etapa de exploración. generalmente con brocas de diamante. . Las trincheras son excavaciones verticales y longitudinales que permiten exhibir homogéneamente el subsuelo a lo largo de una sección con pendiente natural.circular con unas dimensiones promedio de 1. Este método es ampliamente usado en la etapa de prefactibillidad por su economía y rapidez.2m por 1. En la perforación se observa la permeabilidad in situ.5.2m.3. Las galerías o túneles son excavaciones hechas en rocas con una máquina perforadora. con ayuda de equipos manuales o mecánicos motorizados.
Pozos de inspección: Se usan como complemento de las investigaciones de las perforaciones, y principalmente se realizan para asegurarse de la información obtenida, que establece niveles impenetrables del suelo, por medio de sondeos. Un pozo de inspección se realiza por cada cinco perforaciones del suelo en un área alejada del centro.
Geología y geomorfología: La superficie terrestre es un ente dinámico, en constante evolución y movimiento, lo que significa que la faz de la tierra sufre cambios constantes. El estudio geomorfológico, estudia las formas de la superficie de la tierra en su aspecto físico y los procesos que la modifican. El terreno es modificado por procesos constructivos, que crean accidentes orográficos nuevos, y por procesos destructivos que lo desgastan.
A través del tiempo, la geología se ve afectada por procesos geológicos, movimientos y tensiones que generan deformaciones en las rocas superficiales, ocasionadas por procesos de fractura, plegamiento y erosión que ocurren por las fallas geológicas de la zona, que son desplazamientos de rocas sobre un plano de debilidad de la corteza. La erosión y el arrastre en las orillas de un río son agentes destructivos que modifican significativamente el terreno.
La estratificación es la disposición de los materiales geológicos, separados por capas claramente definidas, que se forman a causa de procesos geológicos como interrupción del depósito u otro tipo de cambios.
3.4 ESTUDIO HIDROLÓGICO
En zonas aisladas, los datos hidrológicos son escasos, y en éste tipo de proyectos muchas veces se necesitan datos de cuencas pequeñas, donde la información es aún menor. El estudio hidrológico se puede simplificar sin tener márgenes de error muy significativos, siguiendo los siguientes parámetros: • Mediciones de caudales (caudal máximo, mínimo, promedio) • Medición de la velocidad de la corriente • Relación entre niveles y caudales • Observación de sedimentos transportados
Se prosigue construyendo la curva de duración de caudales, la curva de frecuencia y los volúmenes de sedimentos.
Para los estudios hidrológicos de una PCH se pueden dar varias situaciones de falta de datos, y de acuerdo a éstas se presentan las siguientes situaciones: Si se tiene información pluviométrica más no hidrológica es posible determinar los caudales máximo, mínimo y medio. Si no se tiene información ni hidrológica ni pluviométrica cercana a la bocatoma o si se tiene información de un sitio de la cuenca del afluente alejado de la bocatoma, es posible transponer información de una cuenca vecina o de una cuenca similar; si el proyecto es muy pequeño puede ser suficiente con información de uno o dos años en el lugar de la bocatoma.
3.4.1 Caso 1: Si existe información: Si se cuenta con información de alrededor de 10 años, se determina el caudal de diseño usando las curvas de duración de caudales y de frecuencias. Usando el caudal máximo y mínimo se calcula la estabilidad del azud y se determina el sitio de ubicación de la casa de máquinas evitando una posible
inundación. En base al volumen de sedimentos suspendidos se diseña el desarenador.
Curva de caudales (hidrograma): Es la representación grafica del registro de caudales medios sobre la base de periodos (días, meses, años) durante un tiempo de medición (periodo) (figura 16). La toma de medidas se hace de forma instantánea o con mediciones periódicas en caso de no contar con un equipo adecuado, obteniéndose hidrogramas instantáneos de caudales e hidrogramas de caudales medios; en los que se debe resaltar los valores de caudal pico, mínimo y medio.
Figura 16. Hidrograma de crecientes. MONSALVE Sáenz, Germán. Editorial Escuela Colombiana de Ingeniería, 2000, Pág. 197.  
Caudal pico: Es el valor máximo de creciente, que se presentara al transcurrir el periodo de retorno. De acuerdo a este caudal se diseñan las obras de desvío y el vertedero. Para este tipo de PCH la OLADE recomienda un periodo de retorno de 20 a 25 años.
2 Curva de duración de caudales: Por medio de esta se selecciona el caudal adecuado para el diseño de la PCH.3 Curva de frecuencias: Esta curva permite saber cuantas veces se repite un caudal durante un periodo escogido.1. preferiblemente interconectada. Es una representación grafica. Se grafica sobre este plano el caudal contra su probabilidad de ocurrencia. . El mayor caudal registrado tiene la menor probabilidad de ocurrencia.   Caudal medio: Es el promedio de los caudales medios en el periodo trabajado. 3. ya sea aislada o interconectada. en la que se ubican en las ordenadas los caudales medios de mayor a menor.4.4. De esta curva se saca el caudal que más ocurre durante el periodo escogido (figura 17). y en las abscisas se ubican los periodos de la información.1. y el mínimo registrado la mayor probabilidad. escogiendo el caudal de diseño para una PCH. sobre un plano en el que se ubica en las ordenadas los caudales medios en orden descendente y en las abscisas la frecuencia de repetición de estos caudales. 3.  Caudal mínimo: Es el caudal que debe permanecer en el lecho de tal forma que no se altere la fauna y la flora.
4. y el caudal para obtener la potencia adicional con almacenamiento se puede tomar como el 50% de la curva de duración o como el caudal más constante de la curva de frecuencias.4. pg. 2001. Si la PCH es aislada el caudal de diseño debe garantizar la demanda de energía anual y la potencia pico en el ultimo año del proyecto.1.4 Caudal de diseño: Es el caudal con que se proyecta el diseño de la PCH.1.Figura 17. La potencia disponible se toma como el 90% de la curva de duración. si es interconectada debe garantizar el suministro que aportará a la red. McGraw Hill. ORTIZ Flores.5 Curva del caudal contra calado: Esta curva es útil en la toma y en la casa de máquinas. 3. En la casa de máquinas para verificar que la altura de los equipos sea la adecuada en una avenida. o si . Curva de caudales clasificados y curvas de frecuencia. que debe garantizar la obtención de la potencia de generación estimada para la central. Pequeñas centrales hidroeléctricas. 61. 3. permitiendo la amortización de la planta en el tiempo calculado. En la toma para asegurarse que el funcionamiento del azud y su estabilidad sean adecuados en el momento de una creciente. Ramiro.
y permitir el mayor paso de sedimentos a la obra de conducción. 3. disminuyendo la capacidad operativa de la planta. En la obra de captación.1. la vida útil de la tubería a presión y de las turbinas se reduce. Además la sedimentación hace improductivas las tierras contiguas al lecho del río. y la cubierta vegetal. lo que implica un . distribuidas de manera casi uniforme en la corriente. la composición de los suelos y su laboreo. para contrarrestarla. Por eso es recomendable el diseño de un desarenador de lavado continuo o intermitente. a este tipo se les conoce como sedimentos de fondo.4.esta altura no es posible de alcanzar. Pueden ser transportadas en suspensión.6 Volumen de sedimentos: El volumen de sedimentos es útil para el diseño de las compuertas de lavado de la toma y del desarenador. y se les conoce como sedimentos en suspensión. la pendiente de la red fluvial. Los factores que influyen en el escurrimiento de sedimentos son: el escurrimiento de agua superficial. Si los sedimentos llegan al tanque de presión. Los sedimentos son partículas minerales y orgánicas que son transportadas por la corriente de agua en un río. la precipitación interna. para el diseño de los muros de contención. La medición total de sedimentos se hace cuantificando la cantidad de sedimentos que pasan una sección transversal del río en un periodo determinado de tiempo. la sedimentación puede reducir su capacidad de captación. para evitar parar continuamente el funcionamiento de la planta para el lavado del desarenador. También pueden ser transportados por arrastre en el fondo del lecho.
3 Caso 3: Sí se cuenta con registros de caudal de una estación cercana: En ocasiones los datos que se tienen son de una cuenca paralela o de una sobre el aprovechamiento pero lejos del sitio de la toma. geológicas y ambientales de la cuenca. 4. así como los factores culturales y socioeconómicos que el proyecto afectará. en este caso se transponen los datos al sitio de interés. 3.mantenimiento mas regular obligando a parar la planta y en consecuencia reduciendo la capacidad operativa. Para los estudios ambientales se deben tener en cuenta las condiciones topográficas. es muy probable encontrar poca información. hidrológicas. pero es indispensable evaluar también desde este punto de vista el proyecto en general. mapas de isoyetas y los registros de caudales mínimos un año. ESTUDIO AMBIENTAL La realización de una PCH genera un impacto sobre el medio ambiente aledaño. aplicando balances hidrológicos a partir de los registros en las diferentes estaciones. Con estos registros es posible estimar los caudales anuales. El eje principal de este estudio es la sociedad y el individuo frente a este proyecto.4. obteniendo el caudal máximo y mínimo anual. y por lo general la información que se obtiene son registros pluviométricos.4. . 3. El estudio de impacto generado es un factor muy interesante para determinar la viabilidad del proyecto. las obras civiles y sus sistemas constructivos y técnicos. reduciendo el área cubierta por las estaciones a solamente el área de interés.2 Caso 2: Cuando hay registros pluviométricos: En regiones alejadas.
así como las características del entorno social y económico para cada alternativa presentada. . estipula que para la realización de este tipo de proyectos se debe expedir una licencia ambiental. conforme lo requiera o no cada proyecto especifico. vivienda y desarrollo territorial.1 DIAGNÓSTICO AMBIENTAL DE ALTERNATIVAS Éste se realiza para el estudio y evaluación de las posibles alternativas para el desarrollo del proyecto. en todos los casos. Esta autoridad hará además un seguimiento para verificar el cumplimiento de lo establecido en dichos estudios. y la identificación y análisis comparativo de los potenciales riesgos y efectos sobre el medio ambiente. para optimizar y racionalizar el uso de los recursos naturales. Según el decreto 1180 de 2003 este estudio debe contar con la descripción general del proyecto. la información sobre la localización del proyecto y su compatibilidad con los usos del suelo establecidos en el plan. la descripción general de las alternativas de localización del proyecto caracterizando ambientalmente el área de interés e identificando las áreas de manejo especial. para la cual es necesario elaborar un diagnostico ambiental de alternativas. para ser evaluados y aprobados.El decreto número 1180 de 2003. y un estudio de impacto ambiental. Para definir la autoridad competente para la expedición de la licencia se debe acudir al ministerio de ambiente. por el cual se reglamenta el titulo VIII de la ley 99 de 1993 sobre licencias ambientales. esquema o plan básico de ordenamiento territorial. 4. que determina dicha autoridad de acuerdo a la zona que se vea afectada por el proyecto. las comunidades y los recursos naturales renovables. por parte de la autoridad competente.
Un resumen ejecutivo de su contenido b. costos estimados. corrección y compensación de los impactos ambientales negativos que pueda ocasionar el . procesos. La determinación de los recursos naturales renovables que se pretenden usar. deberá contener lo siguiente: • Las medidas de prevención. sus fuentes y sistemas de control d. aprovechar o afectar para el desarrollo del proyecto. residuos. Conforme al artículo 1180 de 2003 el estudio de impacto ambiental debe contener: a. La delimitación del área de influencia directa e indirecta del proyecto c. mitigación.4. indicando cuáles pueden prevenirse. dimensiones. cronograma de ejecución. identificación y estimación básica de los insumos. que tiene diferentes características en cada etapa del proyecto. productos. corregirse o compensarse f. e. mitigarse. La propuesta de plan de manejo ambiental del proyecto. vertimientos y riesgos inherentes a la tecnología a utilizar. pero que cuenta con un orden secuencial de acuerdo al avance del mismo.2 ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL Para poder evaluar cualitativa y cuantitativamente los impactos sobre el medio ambiente se hace un estudio de impacto ambiental. que determinaran características particulares al estudio. etapas. La identificación y evaluación de los impactos ambientales que pueda ocasionar el proyecto. La autoridad competente expedirá unos términos de referencia para cada proyecto en particular. emisiones. la cual incluirá: localización. La descripción del proyecto.
operación.proyecto. • Evaluación de riesgo: Es el resultado de la comparación y el análisis de las amenazas de un proyecto y la vulnerabilidad del medio ambiente. se debe tener claridad sobre los términos usados por el artículo 1180 de 2003. desmantelamiento. mantenimiento. Así mismo. 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. Para la adecuada comprensión de las exigencias de este estudio. para que haya unanimidad en su interpretación. • Los costos proyectados del plan de manejo en relación con el costo total del proyecto y cronograma de ejecución del plan de manejo. evaluar mediante indicadores el desempeño ambiental previsto del proyecto. químico. • Impacto ambiental: Cualquier alteración en el sistema ambiental físico. el cual contendrá las medidas de prevención y atención de las emergencias que se pueden ocasionar durante la vida del proyecto. cultural y socioeconómico que pueda ser atribuido a actividades humanas relacionadas con las necesidades de un proyecto. con el fin de determinar las posibles consecuencias sociales. abandono y/o terminación del proyecto. biológico. . en el medio ambiente o a las comunidades durante las fases • de construcción. El programa de monitoreo del proyecto. la eficiencia y eficacia de las medidas de manejo ambiental adoptadas y la pertinencia de las medidas correctivas necesarias y aplicables a cada caso en particular • El plan de contingencia. económicas y ambientales que éste puede producir.
• Medidas de mitigación: son acciones dirigidas a minimizar los impactos y efectos negativos de un proyecto sobre el medio ambiente. montaje. localidades y entorno natural por los impactos o efectos negativos generados por un proyecto que no puedan ser evitados. 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. corregidos. adoptando soluciones adecuadas a los impactos sobre el medio ambiente. Para alcanzar este fin. corregir o compensar los impactos y efectos ambientales negativos que se causen con el desarrollo de un proyecto. sobre el medio ambiente. Incluye los planes de seguimiento. mitigados o sustituidos. operación. ejecución. modificación.• Medidas de prevención: Son acciones encaminadas a evitar los impactos y efectos negativos que pueda generar un proyecto. emplazamiento. se debe buscar que el desarrollo del proyecto conduzca a un desarrollo sostenible y equitativo de la región afectada. • Medidas de compensación: Son las obras o actividades dirigidas a resarcir y retribuir a las comunidades. mantenimiento. las acciones que se implementarán para prevenir. según la naturaleza del proyecto. • Medidas de corrección: son acciones dirigidas a recuperar. de manera detallada. . del conjunto de todas las acciones. que compensen los daños inevitables y que mejoren las condiciones socioeconómicas y ambientales. Al elaborar el estudio. • Plan de manejo ambiental: Es el documento que producto de una evaluación ambiental establece. mitigar. restaurar o reparar las condiciones del medio ambiente afectado por el proyecto. construcción. funcionamiento. regiones. contingencia y abandono. ensamble. monitoreo. usos del espacio. • Alcance del proyecto: Un proyecto incluye la planeación. terminación. instalación. desmantelamiento. abandono.
mediana o insignificante. así se determina la relevancia del impacto . a corto o largo plazo. 4. ya sea fuerte.1 Identificación: En esta fase se identifican los impactos ambientales determinando las causas de estos.2. matrices o redes para la organización de los impactos. así: • Clasificación de los impactos • Recolección en una lista de los impactos claves.1 Fases del estudio: la elaboración de este estudio cuenta con las siguientes fases: 4. clasificándolos de acuerdo sean positivos o negativos. establecer las medidas que se tomarán para minimizar y compensar estos impactos.2. de acuerdo al área que afectan • Identificación de las fuentes de impacto. así como de los posibles receptores del impacto • Utilización de listas. así como las posibles alternativas de elaboración del proyecto con sus diferentes impactos.1. en las que claramente de establezca el área afectada. y evaluarlos de acuerdo a su intensidad. directa o indirectamente afectados por el proyecto. acumulativos e irreversibles. la actividad. el efecto y los impactos. los aspectos.es importante tener en cuenta que el uso de los recursos naturales no debe producir mayores pérdidas de bienestar que ganancias logradas. la identificación y descripción de los impactos ambientales. Los principales objetivos de este estudio son la cuantificación de los recursos y valores ambientales afectados en su estado inicial.
1. 4. y que rigen estos aspectos. y de acuerdo con la magnitud del proyecto. programación de proyectos. compensar. De acuerdo al impacto y su relevancia. Es muy importante establecer el grado de incertidumbre de estos estudios. opiniones de expertos y demás. criterios prefijados como especies en peligro.2 Predicción: Es una evaluación científica de los efectos y consecuencias del impacto sobre el medio ambiente.2. planes de contingencia o administración conjunta con grupos afectados. etc.1.3 Evaluación de los impactos: En esta etapa se evalúan los impactos adversos para establecer si deben ser atenuados o no. Los resultados se presentan con un paralelo de las condiciones.. consultas con las autoridades respectivas. experimentales.4. para determinar la magnitud del impacto.2. Esto se logra comparando las leyes que contempla la comisión de regulación de energía y gas (CREG). Se deben evaluar los costos de atenuación de los impactos y sus diferentes alternativas. reducir o remediar los impactos que deben ser atenuados. medidas de control técnico.2. se realizan estudios específicos como modelos matemáticos. 4. con y sin el proyecto. físicos.4 Atenuación: Esta etapa consiste en prevenir. acorde con el impacto que se está evaluando. Deben ser incluidas prácticas operativas. revisando los objetivos políticos del gobierno y consultando a la comunidad y la opinión publica.1. Con el fin de seleccionar adecuadamente las mejores alternativas se debe contar para cada caso con: • Un análisis costo-beneficio . identificando sus diferencias.
y llegar a acuerdos respecto a todo lo relacionado con el mismo.• La explicación del curso de acción a seguir.2. discutir como será afectada la comunidad. El decreto 1180 de 2003 exige que antes de dar inicio al proyecto se debe hacer una consulta previa a la comunidad afectada. positiva y negativamente. solamente los esenciales. Se deben analizar la diferentes alternativas para el proyecto. definiendo la importancia de los factores que se ven afectados • La elaboración de una matriz de parámetros ambientales contra medidas de atenuación. ambiental y económica del proyecto. pues la comunidad va a participar activamente del . haciendo para cada uno. para establecer si es factible hacer una reevaluación de acuerdo a los beneficios que éste aporte a dichas políticas. para indicar si en ésta hay zonas protegidas y determinar con qué comunidades se debe interactuar. usando los datos del inventario y tomando datos extras que sean necesarios. plantear la importancia del proyecto.2 Prefactibilidad: El estudio consiste en realizar un análisis preliminar de la viabilidad técnica. Para esta etapa del proyecto el análisis mas relevante es el impacto socioeconómico y cultural. un estudio preliminar de los impactos ambientales potenciales. También debe establecerse la zona total de influencia. 4. Esta consulta es clave. en este caso la autoridad competente debe evaluar la importancia del proyecto de acuerdo a las políticas del país. haciendo énfasis en las consecuencias de cada medida • Comparaciones por pares de las posibles acciones a tomar Esta parte del estudio puede hacer inviable el proyecto de acurdo a los costos de las medidas atenuatorias que se deben tomar. con el fin de explicar el proyecto.
3.2. para que se pueda realizar de una manera efectiva. por tal motivo en todos los estudios de impacto ambiental de este tipo se debe calcular un caudal ecológico. es la disminución del caudal de la fuente de agua a intervenir. 6. CLASIFICACIÓN CUALITATIVA Caudal de inundación Optimo Sobresaliente Excelente Bueno Pobremente degradado Pobre Degradación severa PORCENTAJE ASIGNADO >100 60-100 60 50 40 30 10 <10 Tabla 9. y necesariamente presente en todos los proyectos hidroeléctricos. Método Montana. MEIACOL.2. Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial. como comunidades negras o indígenas. y en base a observaciones empíricas se determina el caudal ecológico con la ayuda de la tabla. pág.proyecto. Para la obtención de este caudal existen dos métodos: 4. que garantice que el medio ambiente natural y social será afectado en la menor medida.3 Caudal ecológico: Un impacto de gran relevancia. . MINISTERIO DE AMBIENTE VIVIENDA Y DESARROLLO TERITORIAL. hay una reglamentación especifica para estas consultas. metodologías para la determinación del caudal ecológico en EIA. 1998. y debe haber claridad en ala razón del mismo.1 Método Montana: Para este método se usa el caudal medio anual. consignada en el articulo 76 de la ley 99 de 1993 y en el decreto 1320 de 1998 4. Para comunidades minoritarias.
privilegiado por su variedad biológica. aguas contaminadas. biológicos. económicos. poco intervenido.. etc.   Pobremente degradado: Ecosistema natural con manifestaciones claras de intervención.   Degradación severa: El bosque natural ha sido totalmente destruido. sociales.   Pobre: Gran parte de sus características naturales han desaparecido. y deben realizarse . 4. aun conserva su riqueza nativa en gran proporción. y con base en los criterios del hábitat piscícola se introducen los datos para generar la simulación y establecer el caudal ecológico. Las condiciones naturales prevalecen.2 Método de caudales progresivos: Por medio de una simulación por computador (PHABSIM) se hace una recolección de información hidráulica intensiva.   Excelente:   Bueno: Ecosistema natural. no intervenido. pero presenta todavía reductos con flora y fauna originales y algunas especies amenazadas. sin ningún indicio de alteración antrópica. son medibles y observables en toda su extensión.3.Descripción de términos para la zona influenciada por la reducción de caudal.2.   Optimo: Ecosistema natural.4 Costos: Cada proyecto requiere de estudios particulares. ya sean de contaminación.   Sobresaliente: Ecosistema hemostático. diversidad biológica media. solo se observan pastizales y cultivos. degradación incipiente. fauna escasa y suelos erosionados 4.2. de acuerdo a sus condiciones y necesidades especificas.
puede ser aceptable determinar la mejor alternativa en base solamente a un análisis costo-beneficio. es la posibilidad de vender bonos en el mercado internacional por el equivalente de las emisiones que se dejan de producir con este tipo de generación de energía.multidisciplinariamente para establecer sus impactos en términos de costos. Un factor positivo para los costos de este tipo de proyectos.3 EVALUACIÓN SOCIOECONÓMICA Debido al componente social de un proyecto de una PCH se realiza un estudio socioeconómico para analizar los componentes indirectos y de valorización . como los de las diferentes alternativas del proyecto. para optimizar el proyecto de acuerdo al factor medio ambiental. haciendo un estudio total de costos para determinar la viabilidad del proyecto. de la misma forma en que se realiza el análisis socioeconómico. Los costos ambientales de un proyecto pueden ser directos o indirectos. teniendo en cuenta además. al igual que los costos técnicos y socioeconómicos se deben analizar conjuntamente. así como realizar un análisis de estos costos y su relevancia. de la misma forma como se aplica este método en el estudio socioeconómico. y se determinan de acuerdo a la alternativa que se esté analizando y conforme a su clasificación dentro del estudio del impacto ambiental. Los costos de las diferentes alternativas de cada impacto. 4. se analizan con la misma metodología planteada en el estudio socioeconómico. su significación para las comunidades afectadas. Estos costos ambientales.
alivio de la balanza de bienes y servicios por sustitución de recursos energéticos importados. efectos de la generación de empleos. siendo éste un beneficio directo. disminución de la tala de bosques e incremento de la seguridad del abastecimiento. provenientes de la relación entre ingresos y egresos.1 Análisis de beneficios: La construcción de una PCH se realiza para instalar un nuevo servicio o para reemplazar una planta existente.2. si se está instalando un nuevo servicio. reflejado en la mano de obra y las divisas. reducción del éxodo rural. se cuantifica de acuerdo al consumo residencial. evaluando las utilidades del proyecto.2 Análisis de ingresos y egresos: Se debe evaluar el flujo de ingresos y costos de instalación. mejoramiento de la estructura económica local.3. de beneficios y costos. efectos sobre el nivel de captación. El beneficio económico. por lo que deben ser financiados con ayuda del estado para hacerlos viables. Generalmente estos proyectos no generan un atractivo económico.social.3. 4. 4.1 Ingresos del proyecto: Respecto a la producción de energía se obtienen los siguientes ingresos: . En la evaluación social se usan los precios sombra y no los precios del mercado. para la instalación y manejo de la PCH. industrial y de servicios públicos estimado. En la evaluación financiera se analizan los precios del mercado basándose en las utilidades netas. 4. ya que los precios sombra representan la valorización social del producto de acuerdo con el bienestar social que genera. reducción de la contaminación ambiental. El uso de energía en la comunidad genera beneficios económicos indirectos: mejoramiento de la calidad de vida por una oferta más amplia de energía.3. comercial. Los precios sombra no están influenciados por las externalidades y objetivos económicos del mercado.
4. actividades agropecuarias. . facilidades otorgadas por el estado a las inversiones de suministro de energía en regiones no interconectadas.  Procedentes del suministro de energía   Comercialización o uso propio de la energía para incrementar las actividades económicas de la región. los cuales no se derivan directamente de la producción de energía.   Subvenciones. pero se generan en la realización del mismo. recreación. tales como la pesca.   Por las condiciones específicas de tecnología usada.2.3. entre otras.2 Egresos del proyecto: Pueden generarse directa o indirectamente dentro del proyecto: Costos Directos:   Construcción de obras civiles   Costos de mano de obra en la construcción de las obras civiles   Materiales de construcción de obras civiles   Adquisición de equipo electromecánico y su montaje   Costos de mantenimiento y operación del proyecto   Materiales para mantenimiento y operación   Materiales auxiliares de funcionamiento Costos indirectos: No son asociados con el proyecto en sí. diferenciando éstos de los ingresos por producción de energía.
ya que muchas funciones administrativas las cumplen los usuarios   Impuestos y contribuciones Utilidades: Se calculan con el fin de determinar la ventaja de un proyecto de inversión en relación al capital total comprometido. cuantificándose depreciación.  Costos del personal administrativo.   Depreciación: Son las devaluaciones periódicas de los activos fijos de un proyecto. como el saldo entre retornos y . teniendo en cuenta:   Retorno bruto: Es la diferencia aritmética de los ingresos y los egresos totales anuales. e influyen en las utilidades. en micro centrales estos costos comúnmente se reducen.
sin embargo la parte de su generación inyectada al sistema (no contratada) debe ser pagada al precio de la energía en la bolsa. no se consideran para propósitos de fijar el precio de bolsa. deberán cumplir con la reglamentación vigente. de tomar esta opción.5. no tendrán acceso al despacho central y por lo tanto no participaran en el mercado mayorista de electricidad.1 RESOLUCIÓN 086 DE 1996 En la cual se establece que las plantas menores con capacidad efectiva menor a 10MW. respectivamente).2 RESOLUCIÓN 24 DE 1995 En el anexo 3 de ésta resolución se establece que los generadores no despachados centralmente. . Así mismo se establece que las plantas menores con capacidad efectiva mayor o igual 10 MW y menor a 20MW podrán optar por acceder al Despacho Central. en cuyo caso participan en el mercado mayorista de electricidad. la toma de decisiones en proyectos de generación han cambiado. la regulación de la normatividad ambiental y la competencia en un ambiente de mercado que busca la eficiencia en la prestación de servicios. como la participación del sector privado en la prestación de servicios públicos. 5. 5. MARCO REGULATORIO A partir de la promulgación de las leyes de Servicios Públicos Domiciliarios y la Ley Eléctrica (Ley 142 y 143 de 1994.
5. 5.3 RESOLUCIÓN CREG-005-1994 Esta resolución establece las normas aplicables a la actividad de generación en el Sistema Interconectado Nacional (SIN) para las plantas de más de 10 MW de capacidad efectiva superior a 20MW y que no pertenezcan a la categoría de los autogeneradores (artículo 2 de esta resolución).6 RESOLUCIÓN UPME 520 DEL 2007 Por medio de la cual se establece el Registro de Proyectos de Generación con el cual deben ser registrados los proyectos de . para las plantas que sean despachadas centralmente (capacidad instalada superior a 20MW y los superiores a 10MW que decidan acogerse al despacho central). 5.5 RESOLUCIÓN CREG 071 DE 2006 Por la cual se adopta la metodología para la remuneración del Cargo por Confiabilidad en el Mercado Mayorista de Energía.4 RESOLUCIÓN CREG 116 DE 1996 Esta resolución establece los criterios sobre los cuales opera el cargo por capacidad.5.
8 RESOLUCIÓN UPME 638 DEL 2007 Por medio de la cual se modifica el articulo cuarto y anexos 1.2 y 3 y se adicionan dos artículos a la Resolución UPME Nº 520 que estableció lo relacionado con el Registro de Proyectos de Generación y la forma como deben ser registrados los proyectos de generación y cogeneración de energía eléctrica a operar en el Sistema Interconectado Nacional .generación y cogeneración de energía eléctrica a operar en el Sistema Interconectado Nacional. 5. 5.7 RESOLUCIÓN COPNES 2763 Estrategias para el Desarrollo y Expansión del Sector Eléctrico 19952007.
ubicada en el rio Joli. Labranza Grande. además las empresas eléctricas e instituciones financieras muestran gran interés en un programa nacional para la rehabilitación de pequeñas centrales. La Primavera en el Departamento del Vichada. Algunas se encuentran en etapa de factibilidad. Puerto Carreño y Puerto Inírida. ya que es una alternativa económica para el abastecimiento de energía. Mitú y Bahía Solano. ubicada sobre el rio Vaupés. CENTRALES HIDROELÉCTRICAS EN COLOMBIA Colombia tiene grandes posibilidades para una amplia difusión de pequeñas centrales hidroeléctricas en todo el país. Mitú. Aprovecha el potencial hidroeléctrico del río Batá. lo que provocó un aumento en los costos y disminución de la capacidad de operación. Históricamente. regulado por la presa de La Esmeralda que forma un embalse con . Bahía Solano.6.1 CENTRAL HIDROELÉCTRICA DE CHIVOR Está situada a 160 km al Nororiente de la ciudad de Santafé de Bogotá. en donde no se hizo adecuadamente el estudio geotécnico. Existen más de 60 en todo el territorio. algunos de los proyectos anteriormente mencionados fallaron por limitaciones en los estudios de prefactibilidad. Playa. Algunas de las más importantes son: LópezPuerto Sergio (López de Micay). La mayor parte de la energía eléctrica generada en zonas aisladas de Colombia. afluente de la margen derecha del rio San Juan de Micay. Pisba Guacamayas. como es el caso de López Puerto Sergio. 6. proviene de pequeñas centrales hidroeléctricas en un rango de instalación entre 100 y 10000KW. cerca al municipio boyacense de Santa María. como la chorrera.
una capacidad de almacenamiento de 760 Mm3. El caudal regulado del río Batá, se desvía por medio de dos túneles a la hoya del río Lengupá, donde se encuentra situada la casa de máquinas. Esto permite aprovechar una caída
de 768 m. La capacidad instalada de la planta es de 1.000 MW, divididos en dos etapas similares, con cuatro unidades generadores cada una. La primera etapa inició su operación comercial en 1977 y la segunda en 1982.
Presa y obras anexas: La presa es de tipo escollera con núcleo impermeable de arcilla, la cresta en su parte mas alta tiene una longitud de 310 m y su altura máxima desde el fondo de sedimentación es de 237 m, su volumen total es de 11.4 Mm3.
La presa esta protegida por un vertedero para descargar 10.000 m3/s constituido por un canal abierto provisto de tres compuertas radiales para la regulación de los caudales vertidos.
Figura 18. Central hidroeléctrica Chivor (Presa)
Existe una válvula de descarga de fondo, tipo Howell-Bunger de 2 m de diámetro, con un caudal máximo de 120 m3/s y como guarda, una válvula tipo mariposa de 2.5 m de diámetro. 6.1.2 Conducciones hidráulicas: Cada etapa cuenta con
conducciones hidráulicas independientes, empezando por las obras de captación sumergidas y cámaras subterráneas de válvulas tipo mariposa.
La conducción de la primera etapa está diseñada para un caudal de 80 m3/s. su longitud total es de 8 km y esta constituida por tres tramos de túnel inclinado conectados por dos pozos verticales. El tramo superior del túnel, de 5.4 m de diámetro y 5.8 km de longitud, esta revestido en concreto en toda su longitud, excepto la parte final de 581 m, blindada en acero de 3.95 m de diámetro.
El túnel superior tiene revestimiento de concreto convencional en una longitud de 400 m, neumático en 800 m, y blindaje de acero en 65m.
El pozo vertical y los primeros 90 m del túnel inferior están revestidos de concreto convencional y el resto del túnel inferior, hasta la casa de maquinas, es blindado en acero con un diámetro de 3.9 m.
Desviaciones: El proyecto de desviación de los ríos Tunjita, Negro y Rucio permitió incrementar en un 33% el caudal afluente el embalse de la Esmeralda y se produjo un incremento del 30% en la generación media de la central. Para la desviación del río Tunjita se construyó una presa desviadora, de arco de 23 m de alto y 43 m de longitud en la corona.
Casa de maquinas: La casa de máquinas es superficial y alberga ocho unidades de generación. Tiene una longitud de 180 m, una
altura de 28 m y un ancho de 25 m. Igualmente la central cuenta con los edificios de control y oficinas, el patio de transformadores, el patio de conexiones, subestaciones y líneas de transmisión.
Equipos principales: La central consta de:
000 HP.5 Subestación a 230 KV: Para entregar la energía producida se emplea una subestación a 230 KV que permite conexiones con las subestaciones Palpa en Boyacá. • • 25 transformadores monofásicos de potencia de 54 MVA y relación de transformación 13.• 8 turbinas Pelton de eje vertical. Dos puentes grúa de 120 toneladas cada uno.p. 6. con una potencia de 140 MVA.9.8 KV de generación y factor de potencia 0.5 m de diámetro. • 8 generadores de 450 r.8/230 KV. 13. Figura 19. Cada turbina posee una válvula esférica de 1.p. de velocidad nominal.m.1. de 450 r. Torca en Cundinamarca y Guavio en Boyacá.m. Central hidroeléctrica de Chivor (Subestación) . de velocidad nominal y una potencia de 173.
ISAGEN adelanta una gestión ambiental integral. Aprovecha las aguas de los ríos Calderas y Tafetanes.1.7 m3/s. produciendo anualmente 87 GWh. Las aguas turbinadas en la Central descargan finalmente en el río San Carlos que . Colombia. construcción de puentes peatonales.6. acueductos veredas. Adicionalmente garantiza el transporte fluvial a las veredas desde diferentes puertos de embalse y el transporte terrestre desde éste hasta el área urbana del municipio de Macanal. 6. Además ha efectuado aportes a escuelas. centros de salud. mataderos y escenarios deportivos.6 Gestión ambiental: En la zona de influencia de la central de Chivor. desde la construcción. de carácter preventivo.2 CENTRAL HIDROELÉCTRICA DE CALDERAS La central hidroeléctrica Calderas está ubicada en el departamento de Antioquia. que permite la operación de la central con calidad ambiental y responsabilidad social. 25 kilómetros de la vía Juntas-Santa María y 75 kilómetros de túneles. han ejecutado: 38 kilómetros de vías rurales que facilitan la comunicación con Santafé de Bogotá y los Llanos Orientales. mantenimiento de vías. Para mejorar la infraestructura vial y elevar el nivel de vida de las comunidades que habitan el área de la central. con un caudal promedio de 6. casas de la cultura.
luego de la construcción de la subestación de 115 kV y de la recuperación de la misma.8/115 kV. con lo cual ISAGEN fortalece el complejo hidroeléctrico del Oriente Antioqueño en 356 GWh-año. La casa de máquinas está localizada en el municipio de San Carlos y los embalses de los ríos Tafetanes y Calderas están en jurisdicción del municipio de Granada.8 kV y con capacidad de 13.9 MW. La subestación Calderas. Figura 20. para un salto neto de 152.95. incrementando la producción de la central hidroeléctrica San Carlos en 269 GWh-año. Central hidroeléctrica Calderas 6.2. con capacidad de 20/26.alimenta el embalse Punchiná. trifásicos. .5 m y dos generadores sincrónicos. 6 inyectores.Río Claro. con potencia nominal de 13 MW cada una. 240 rpm. tensión nominal de 13. incluye dos turbinas tipo Pelton de eje vertical. factor de potencia de 0.8 MVA y relación de tensión 13. está integrada al Sistema Interconectado Nacional a través de la línea Guatapé . El 30 de junio de 2006 entró nuevamente en operación comercial como planta menor de 19. La conexión a la subestación 115 kV se hace a través de un transformador principal de potencia.2 MVA cada uno. a 115 kV. Se dispone de un transformador de repuesto en sitio. trifásico. de eje vertical.1 Casa de maquinas: La casa de máquinas es de tipo superficial.
2 La presa: La Central consta de una presa de concreto. revestido en concreto solamente en aquellos tramos donde las condiciones geológicas lo exigían.000 m3.4 Desviación del rio Tafetanes: Consta de una presa tipo gravedad.Las aguas turbinadas de la Central descargan a la quebrada La Arenosa mediante un canal de descarga de 4. 6.000 m3. de los cuales 424 m se encuentran blindados con tubería de acero. un túnel de presión con una longitud de 1.000 m3. y una . 6. colocada libremente en el tramo final del túnel.10 m de diámetro.4 m de ancho.229 m y sección en herradura de 4.6 m2. una captación lateral comunicada con un túnel de presión mediante un pozo vertical de 53 m de profundidad. Aguas abajo del portal del túnel blindado. La presa cuenta con un vertedero central de 60 m de ancho y 24 m de longitud. una estructura de capitación vertical de 56 m de profundidad y 2. que forma un embalse con capacidad total de 330. así como una descarga de fondo controlada por una compuerta radial.3 Desviación del rio Calderas: Consta de una presa de concreto tipo gravedad.730 m de longitud.2.2. un túnel de presión inferior de 529 m de longitud. un túnel de presión superior de 2. un pozo de presión vertical de 80 m de altura y 2. 6.5 m de longitud y 3. con azud central y módulos de cierre lateral.000 m3 y 25 m de altura en su parte más profunda.10 m de diámetro. La capacidad de almacenamiento del embalse Calderas es de 330.600 m3.2. tipo gravedad de 25 m de altura por 152 m de longitud y un volumen de 25. una tubería de presión de 240 m de longitud. con volumen aproximado de 4. la conducción continúa con tubería expuesta de 13 m de longitud. con un volumen aproximado de 25. la cual se bifurca en dos ramales que se conectan con válvulas esféricas.
localizada en el municipio de Norcasia. tienen sistemas de enfriamiento por aire para rotor y estator. con los caudales naturales del río. puede generar una energía firme de 1. y tienen una potencia nominal de 132 MW cada una.3. La Central tiene una capacidad instalada de 396 MW en tres unidades. tributaria del río Calderas. la cual.3 CENTRAL HIDROELÉCTRICA DE MIEL I La central Miel I. Moro. Para . que descarga las aguas a la quebrada Los Medios.m. en operación aislada. que operan a 300 r. Los tres generadores sincrónicos de eje vertical. forma parte del potencial hídrico del oriente del departamento de Caldas. La Miel. Manso. Samaná Sur y afluentes menores como los ríos Pensilvania y Tenerife.135 GWh/año y promedio de 1.460 GWh/año. protecciones e instrumentación que incorporan las últimas tecnologías y las hacen compatibles con el sistema de control digital de la central. 6.estructura disipadora de energía con una válvula de control de flujo del tipo (Howell Bunger). Figura 21.8 kV.p. Central hidroeléctrica Miel I 6. de 24 polos y 13. excitación estática con sistemas de control.1 Casa de maquinas: La Central cuenta con tres unidades de generación impulsadas por turbinas tipo Francis de eje vertical. región conformada por las cuencas de los ríos Guarinó.
aguas abajo de la desembocadura del río Moro.elevar el voltaje para la transmisión de la energía generada de 13.73 millones de m3.8 kV a 230 kV se utilizan transformadores trifásicos de 150 MVA. Es de tipo gravedad. con rebosadero incorporado. Central hidroeléctrica Miel I (Presa) 6. incluyendo una unidad de reserva. construida en Concreto Compactado con Rodillo (CCR). la presa tiene un volumen de 1. Está situada sobre el río La Miel.3. La corona de la presa tiene 340 m de longitud. Figura 21.4 CENTRAL HIDROELÉCTRICA DE JAGUAS .2 Presa: Con 188 m de altura es la segunda más alta del mundo. Tiene una capacidad de almacenamiento de 571Mm3. 6.
factor de potencia de 0.5 MVA cada uno para una elevación de temperatura de 65 °C y relación de tensión de 13. sobre las hoyas de los ríos Nare y Guatapé.4. embalse del Peñol. mediante una presa de tierra. aguas abajo de la presa Santa Rita. Central hidroeléctrica Jaguas 6.San Rafael. Equipos de ventilación y enfriamiento del aire de la caverna. capacidad 103.8 kV. que forma un embalse con una capacidad total de 185.5 Mm3. de eje vertical con tensión nominal de 13. su regulador de velocidad es de tipo electrohidráulico. Dos generadores sincrónicos. Su operación comercial se inició en 1988.2/230 kV. Los generadores tienen excitación estática con base en tiristores alimentados por transformadores conectados directamente en sus barras. cada una con una potencia nominal de 96 MW y con una velocidad de rotación de 400 rpm. Las turbinas tienen como elemento de cierre una válvula incorporada de tipo cilíndrico. .95. Cada unidad tiene una posibilidad de generación en AGC de ±35MW. Figura 22. enfriamiento clase FOW. con respecto a una generación promedio de 50MW (Operación en cargas parciales de 15 a 85MW). Dos transformadores principales de potencia trifásicos. Aprovecha el caudal del río Nare.El Peñol Guatapé . está localizada en el departamento de Antioquia. trifásicos. a 117 km al oriente de Medellín por la vía Medellín .1 Casa de maquinas: Dos turbinas tipo Francis de eje vertical. potencia nominal de 90 MVA a 60 °C de elevación de temperatura.La central hidroeléctrica Jaguas. con una capacidad instalada de 170 MW.
construida sobre la margen derecha del río Nare para cerrar una depresión en la línea divisoria de las hoyas de los ríos Nare y Guatapé. aislados en aceite.Equipos de detección y extinción de incendios para las celdas de transformadores y los generadores. los cuales a través del pozo de cables conectan los transformadores principales con la estructura de cables y la subestación de la Central.2 Presa: Está localizada sobre el río Nare.4. es del tipo de canal abierto. Su nivel máximo normal está en la cota 1.5 Mm3.247 m.4. de los cuales 162.1 m y 7.6 km2 de extensión.5%.501 m de longitud y con pendientes de 1. con una capacidad total de 185.s.2 Mm3.5% y 0. de 50 m. un kilómetro aguas abajo de la confluencia con el río San Lorenzo.3 Vertedero: Localizado sobre el estribo derecho de la presa.5 m.474 m y 4. Cada etapa de la Central tiene una conducción independiente con dos túneles de 4. tiene una longitud por la cresta de 715 m y una altura máxima desde su fundación. una altura máxima de 63 m y un volumen de 3.n. La presa de Zona Baja. Los túneles están recubiertos en gran parte de su trayecto por concreto lanzado y en los tramos de roca descompuesta por concreto convencional con sección circular de diámetro de 6. tiene un ancho variable . 6. 6. forma un embalse de 10. de flujo no controlado. Cables de potencia de alta tensión a 230 kV. tiene una longitud de cresta de 580 m. Construida en limo y roca descompuesta.65 Mm3 corresponden al volumen útil.m.
se clausuró el conducto definitivamente con un tapón de concreto. Este ultimo tiene una profundidad de 102. prolongando a la entrada y salida por conductos de concreto reforzado con una longitud total de 140 m. 6. fueron realizadas las obras de desviación en el río. 6.6 m y una sección ovalada de 8.6 Pozo de compuertas: Entre las abscisas 185 y 205 está localizada la cámara y el pozo de compuertas.7 m de diámetro.4.77 m de profundidad.070 m3/s. El pozo tiene además un duro ducto para admitir y desalojar aire del túnel de presión. el diámetro interior del túnel en las zonas revestidas y del conducto es de 3. ambos de sección circular y revestidos de concreto.4 Túnel de desviación: Para la construcción de la presa. una principal y otra auxiliar.de 50 m en el azud a 30 m en el canal intermedio. una longitud de 264 m y termina en un deflector de chorro.4. 6. y un túnel de 185 m de longitud y 4.5 m.7 m de diámetro inferior y 50.7 Túnel de presión: tiene una longitud de 1. Está provisto de una almenara de tipo . 6.3 m en su dimensión mayor y está provisto del equipo de alce para el manejo de dos compuertas. una vez concluida la construcción de la presa. revestido de concreto en las partes de baja calidad de la roca de 347 m de longitud.4.4. Esta diseñado para evacuar un caudal máximo de 2. revestido cerca del extremo de aguas abajo.831 m. las cuales constan de un túnel excavado en la margen izquierda.5 Estructura de captación: Es una estructura de concreto sumergido que se comunica con el túnel de conducción mediante un pozo vertical de 4.
3 m corresponden al tanque superior. 6. siendo la máxima de 10% y una longitud total de 775. con acceso por medio de un túnel vehicular de doble vía con pendiente variable.10 Caverna principal: Los equipos principales de la central se alojan en una caverna de 16. ancho 13 m y altura 36.4.1 m. y por ellos se alimentan las dos unidades generadoras de la casa de maquinas.8 Pozo de presión: la conducción continúa luego mediante un pozo vertical revestido en concreto. Los dos ramales del distribuidor hacen un ángulo de 45 grados entre sí.3 m de diámetro.35 m. y un túnel de presión horizontal conectado con un codo a la parte inferior de la sección vertical de 42. son horizontales y tienen 27. 6. de 156.4 m de altura y 66. Las dimensiones de la caverna de ésta almenara son las siguientes: longitud 40 m. 6.3 m de longitud.11 Subestación 230 kV y líneas de transmisión: La energía producida por la central hidroeléctrica de jaguas es suministrada al sistema de . donde descargan los tubos de aspiración de las turbinas. 6.4.3 de diámetro.4. El túnel blindado tiene una longitud de 70.65 m de longitud y 4.87 y 31. Separada de 25m de la caverna principal está localizada la almenara de aguas abajo. 28.3 m a 3.5 m al final de la cual se bifurca en dos ramales.15 m de profundidad y 4.orificio restringido que tiene una profundidad de 150.8 m de diámetro en 4 m de longitud.9 Túnel blindado: El túnel blindado se une al túnel de presión horizontal mediante una reducción en concreto reforzado de 4.67 m de longitud.24 m de los cuales 120.4.5 m de ancho.
Con más de 20 años de operación comercial. . continúa siendo la de mayor capacidad instalada del país. Figura 23.transmisión nacional mediante una subestación a 230 kV que tiene configuración. cerca al corregimiento El Jordán. comuneros y Barranca en Santander. Central hidroeléctrica San Carlos. con 1. 150 km al oriente de Medellín. 6. dos de línea. Su primera etapa entró en funcionamiento en 1984 y la segunda. distribuidos en ocho unidades de 155 MW cada una. en 1987. en jurisdicción del municipio de San Carlos. barra principal y transferencia.5 CENTRAL HIDROELECTRICA DE SAN CARLOS Está localizada en el departamento de Antioquia. uno de transformación y uno de transferencia.240 MW. Las líneas de transmisión a 230 kV que salen de la subestación conectan la central Jaguas con la subestación Guatapé en Antioquia y Malena. y con la infraestructura necesaria para la instalación de dos unidades adicionales. con dos campos de generación.
30 m de diámetro para San Carlos I y 7. El vertedero esta diseñado para evacuar la creciente máxima probable estimada en su caudal pico de 7.23 Mm3 son de embalse útil. de 414 m de longitud y 35 m2 de sección.4 Km2.4 Obras de captación: Las aguas del embalse se toman a través de dos torres de captación de 54 m de alto.6. 6.5. 800 m de longitud.400 m3/s y un volumen de 202 Mm3. La presa tiene una altura de 70 m sobre el nivel medio del río. 6 Mm3 de lleno de suelos residuales compactados.5. cerca del caserío de Puerto Belo. con una capacidad de almacenamiento de 72 Mm3. 6.1 Presa Punchiná: La presa Punchiná está localizada sobre el río Guatapé. localizado en la margen derecha del río.50 m de diámetro para San Carlos II.2 %. de los cuales aproximadamente 53.3 Vertedero: Es de tipo de canal superficial de concreto. cada una con secciones circulares de 6. obturado por dos compuertas deslizantes para controlar el flujo y poder ser utilizado como descarga de fondo del embalse y el otro fue sellado al terminar la construcción de la presa mediante un tapón de concreto. con un ancho inicial de 130 m en el azud de entrada y u tramo inclinado de sección variable con ancho final de 60 m y una pendiente de 22.5.s. están controladas por compuertas .n.m. uno de ellos. 6. con cresta en la cota 781 m. situadas sobre la margen derecha del río Guatapé. Forma un embalse de 3. Las torres.2 Estructura de desviación y descarga de fondo: La desviación del río durante la construcción fue realizada mediante un conducto en concreto de sección rectangular de doble cuerpo.5.
A través de estas torres se entregan los caudales requeridos para la generación de la Central a los túneles de conducción.5% y 0.474 m y 4. de 147 m de profundidad cada uno.cilíndricas.75 m.5 m.5 Conducción: Cada etapa de la central tiene una conducción independiente con dos túneles de 4.5. con un tanque amortiguador de 107 m d altura y 13.3 m de diámetro interior.5 m y 6. 6.5%. revestidas en concreto hidráulico.30 m de diámetro embebidas en concreto . conectado al túnel de presión por medio de un pozo vertical de 160 m de altura y 5. revestidos en concreto con sección circular de diámetro interior de 5.6 Pozos y tubería de presión: Los túneles de conducción terminan en sendos pozos de presión inclinados a 46° con la horizontal y 346 m de longitud cada uno. por medio de dos pozos verticales revestidos de concreto. La conexión de esta estructura con el túnel de presión fue diseñada en forma tal que permita evacuar bolsas de aire en caso de que estas sean arrastradas por el túnel o se desprendan del pozo inclinado. Son de tipo orificio restringido.5.1 m y 7. Un puente metálico une los pisos de operación de las torres y permite el traslado de las compuertas auxiliares de una a otra torre en un carro especial. Cada entrada de agua a las torres está provista de una reja coladera que puede ser retirada mediante los puentes grúa.5 m de diámetro interior. 6. Los túneles están recubiertos en gran parte de su trayecto por concreto lanzado y en los tramos de roca descompuesta por concreto convencional con sección circular de diámetro de 6. Estos pozos inclinados terminan en tuberías de presión de 3.501 m de longitud y con pendientes de 1.
7 Casa de maquinas: Está conformada por dos cavernas subterráneas paralelas. El acceso a las cavernas se hace por un túnel de 1.3 m de altura. Los dos pozos terminan en la parte superior en un túnel horizontal de donde los cables pasan a una estructura de salida y de allí se llevan a la subestación principal.87 m de altura. 6. .113 m de longitud. con pendiente de 8.8 Pozos de cables: Los cables de potencia salen de la caverna de transformadores por dos pozos inclinados a 47°. los cuales alimentan cuatro unidades de generación en la primera etapa y seis en la segunda. 6. el de San Carlos II tiene 260 m de longitud y 8 m2 de sección.5.que en su parte inferior se ramifican en dos distribuidores por cada ramal de tubería de presión. 6.5.9 Pozo y túnel de aireación: La aireación de las cavernas se hace por medio de un pozo vertical de 1.5.30 m.9% y doble calzada pavimentada en concreto. El correspondiente a San Carlos I tiene 270 m de longitud y 7 m2 de sección. La caverna de transformadores tiene 203 m de longitud.5 m de altura. localizadas a unos 400 m de profundidad. 13 m de ancho y 15. 19. Los distribuidores también tienen un blindaje de acero embebido en concreto con diámetro de 2. con una sección circular de 4 m de diámetro que termina en un túnel horizontal. La caverna principal destinada a las unidades generadoras tiene 203 m de longitud.65 m de ancho y 27.
frecuencia de 60 Hz y tensión de salida de 16.587 m de longitud y secciones de 74 m2 y 102 m2.6m en la parte superior. trifásicos. Los túneles operan como conducto de flujo libre para una descarga de 132 y 198 m3/s con un borde libre de 2.7 m3/s.   Transformadores: 12 transformadores monofásicos. A la entrada de cada turbina se dispone de una válvula esférica de 1. acoplados a las turbinas.6.90 m de diámetro y 68 toneladas de peso con un tiempo de cierre o apertura de 120 s.   Generadores: 8 generadores de tipo sincrónico.10 Túneles de descarga: El agua utilizada por las turbinas para la generación de energía sale de la Central y se entrega al río Samaná Norte a través de dos túneles de descarga de 1. Relación de transformación de 15. diámetro de 4. .5.18 % y 0. con pendientes de 0. de 159 MVA de potencia nominal cada uno operando a 300 rpm. cada una operando bajo una caída media neta de 554 m y 300 rpm.5.17 %. con 22 cangilones. con factor de potencia de 0. 22 toneladas de peso y potencia nominal de 160 MW. 6.5 kV.8 kV a 230 kV. de eje vertical.0 m.9. más uno de reserva. caudal nominal de 32. con una potencia nominal de 109 MVA cada uno.11 Equipos principales:   Turbinas: 8 turbinas Pelton de eje vertical. Los 12 transformadores se disponen en 4 bancos trifásicos para atender dos unidades cada uno.
  Subestación a 230 kV y 500 kV: La generación de la central es entregada al sistema de transmisión nacional para ser llevada a los centros de consumo del sistema interconectado. instalados en dos pozos inclinados construidos desde la caverna de transformadores hasta una estructura exterior. en configuración un interruptor y medio con nueve diámetros que permiten conectarse con las subestaciones Esmeralda en Caldas. Ronderos y Balsillas en Cundinamarca. Central hidroeléctrica San Carlos (Transformador)   Cables de potencia de 230 kV: De cada uno de los bancos de transformadores principales de potencia sale un circuito trifásico de 230 kV en cables monopolares aislados en aceite.Figura 24.5 km. Los circuitos tienen una longitud promedio de 450 m. en donde empalman con igual número de líneas aéreas que van hasta la subestación a 230 kV. cada una de las cuales tiene una longitud de 2. Igualmente esta . utilizando una subestación a 230 kV. Ancón Sur y Guatapé en Antioquia y comuneros en Santander.
1 Obras civiles: Las obras civiles dimensionan la magnitud de la obra:   Túnel de conducción (excavado en roca). Central hidroeléctrica la Tasajera.subestación se enlaza con la subestación a 500 kV mediante bancos de transformación con capacidad total de 900 MVA. 6. de 1. inclinada de 550 m   Distribuidor de alta presión   Túnel de descarga. equivalentes al 18 por ciento de la demanda de energía de EE.400 GWH (1. de 7 kilómetros de longitud.6. de 1500 m   Canal de descarga de 830 m   Caverna o casa de maquinas   Caverna de transformadores .6 CENTRAL HIDROELECTRICA LA TASAJERA La Tasajera produce una energía firme de 1.400 millones de kilovatios hora) anuales. Figura 24.   Pozo blindado de 330 m de profundidad   Tubería de presión.M y al 4 por ciento de la demanda nacional. 6.800 m   Túnel de acceso.PP.
Merlín Gerin (Francia)   Equipos de control.000 kilovatios.2 Equipos:   Turbinas: Tres. cada una de 105. Fabricante Neyrpic (Francia y Brasil). y como novedad en una central hidroeléctrica de este tipo. voltaje nominal 245 kilovoltios. fabricante Mitsubishi Cable Ltd. del tipo vertical sincrónico. tipo Pelton. La Tasajera reúne tecnología Francesa (las tres turbinas Pelton).6.  Edificio de mando (compuesto por el centro de control. Fabricante. con capacidad nominal de 109 MVA. desde la cual se mostrará a la comunidad qué son y que servicios prestan las Empresas Publicas de Medellín) 6. protección y comunicaciones: Fabricante Asea Brown Boveri (Suecia) y Colombia. Italeana (tres generadores sincrónicos) y japonesa (tres transformadores elevadores). Subestación de alto voltaje encapsulada para el despacho de energía. Fabricante Mitsubishi Electric Co. un área cultural. . (Japón)   Cables de potencia: Voltaje nominal 245 KV.500 m.   Generadores: Tres.500 KVA. Correspondiente a tres cables por fase para una longitud de 1. (Japón)   Equipo de maniobra: Tipo encapsulado. medida.800 voltios. 13.   Puente Grúa: Con capacidad de alce de 160/10 toneladas. Fabricante KONE (Finlandia) Así. Fabricante AnsaldoGIE(Italia)   Transformadores y elevadores: Capacidad de 104.
Es de concreto armado. para el túnel de Niquia y el túnel de La Tasajera.6. Esta estructura crea un embalse que almacena 253 millones de metros cúbicos e inunda 1. aire comprimido y acondicionado y agua de refrigeración. . Tiene 40 m de altura y pesa 35. cuenta con dos entradas de agua independientes. controladores por mecanismos electrohidráulicos.   Torre de captación: Toma el agua del embalse. con asesoría de los respectivos fabricantes. personal especializado de Empresas Publicas de Medellín asumió todo el montaje de los equipos del proyecto.   Túneles: Dos pozos.000 toneladas.3 Aprovechamiento múltiple: La Tasajera incluye una serie de obras fundamentales. provista de un vertedero a 2.El componente nacional es importante en Rio Grande II. Pero lo más importante es que.100 hectáreas de los municipios de Donmatias. sin las cuales no seria posible el aprovechamiento múltiple:   Presa: Es una estructura en tierra compacta de 2. el primero de 16. superando toda una etapa de dependencia extranjera. así como la ingeniería del diseño. cada entrada con rejas coladeras. 6.8 millones de metros cúbicos y 65 m de altura. Belmira y San Pedro.400 m3 de agua por segundo. y particularmente los servicios auxiliares de energía eléctrica. que permite evacuar hasta 1.2 kilómetros para energía. compuerta auxiliar y principal. Colombia suministró los sistemas de control automático. medida. Santa Rosa de Osos.4 kilómetros para acueducto y el segundo de 7.270 m de altura sobre el nivel del mar. Junto con Suecia. Entrerrios. cada uno de aproximadamente 100 m de profundidad. conectan la torre de captación con sendos túneles. protección y vigilancia.
7. por cuanto la infraestructura para el aprovechamiento del acueducto quedo habilitada para atender los crecimientos de demanda. Niquía es de tipo superficial. A diferencia de La Tasajera.  Central Niquia: Localizada en Bello. Así. quedo lista para instalar en un futuro otras dos turbinas. En la actualidad. 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. es fundamental una estación recibidora de agua cruda para abastecer el sistema de acueducto metropolitano. Niquia genera 21 mil kilovatios en lo que se ha denominado su primera etapa. ENERGIA ALTERNATIVA 7. y simultáneamente. existen más de un millón de molinos de viento en operación alrededor del mundo. desde junio de 1993. el . estos se utilizan principalmente para extracción y bombeo de agua. Mientras el viento seguirá siendo utilizado para bombeo de agua. Con lo cual se conseguirá una generación total máxima de 57 mil kilovatios.1 ENERGIA EÓLICA La energía eólica o del viento ha sido utilizada por cientos de años para molienda de granos. bombeo de agua y otras aplicaciones mecánicas.
un molino de viento es utilizado para moler granos. Después de la crisis energética mundial que se presenta en el año de 1973.uso de la energía eólica como fuente energética libre de polución para generación de electricidad es una alternativa atractiva que en los últimos años ha acrecentado el interés de muchos países para su implementación como fuente de generación eléctrica. parcialmente porque su función es similar a las turbinas de gas o de vapor para generación de electricidad. En algunas ocasiones también se les conoce. para conexión a red se han instalado más de 25. Estrictamente hablando. la viabilidad económica de estas instalaciones la hacen competitiva a alternativas .000 turbinas eólicas de diversos tamaños y potencias nominales. La energía eólica ofrece un importante potencial para el suministro de cantidades sustanciales de electricidad sin los problemas de polución que presentan la mayoría de las formas convencionales de generación. entre otras.000 millones de KWH. el uso de la biomasa. de las olas. En la actualidad y en varios países. como Sistemas de Conversión de Energía Eólica (SCEE). la geotermia. microhidroelectricidad. así que molinos de viento modernos tienden a conocerse mejor como turbinas eólicas. Los equipos instalados exceden una capacidad global de 6200 MW (1996) (AWEA) y una producción anual energética en exceso de los 13. se impulsa un interés global por el desarrollo y uso de fuentes alternativas de energía como energía solar térmica. eólica. con una tendencia a estandarizar el tamaño óptimo por turbina individual de nivel de potencia nominal de 250 KW eléctricos y tamaños que oscilan entre 25 y 30 metros de diámetro. de las mareas. fotovoltaica. en conjunto. lo cual ha demostrado que cuando se instalan equipos en condiciones favorables de viento. en la actualidad. Aquellos sistemas que son utilizados para generar electricidad se conocen como Aerogeneradores y aquellos utilizados para extracción y bombeo de agua se conocen como Aerobombas.
. Para dar una perspectiva más amplia de lo que han significado los últimos avances tecnológicos en esta alternativa energética. en China occidental. Los recursos eólicos son suficientes para producir miles de megavatios de electricidad en Asia y América Latina. La energía contenida en los vientos es de aproximadamente el 2% del total de la energía solar que llega a la Tierra. Puede existir un rechazo de las comunidades al aspecto de energía eólica en tierra. ya que una instalación de éstas. partes de la India. en muchos países se están construyendo turbinas eólicas para generar energía eléctrica bien sea conectada a la red o independiente. Vale la pena anotar que de todas las tecnologías de energías renovables. la energía eólica ha emergido como una de las más ventajosas. estimada en 2. la energía eólica es probablemente la más viable desde el punto de vista económico. y es la irregularidad de su producción. Actualmente. sin ser comparable. de cientos o incluso miles de máquinas. En estas regiones los pequeños sistemas autónomos son especialmente apropiados para zonas remotas carentes de acceso a una red eléctrica. los Andes y el norte de África. La energía eólica es la fuente energética de más crecimiento en el mundo. el nordeste y el sur del Brasil. especialmente a lo largo de las costas.5X1012 toneladas equivalentes de carbón al año. pero tienen un gran problema. Entre las diversas energías alternativas.convencionales de suministro de energía. La energía solar y la eólica son las mejor distribuidas en el planeta. como consecuencia del número de instalaciones y la potencia global instalada. La energía cinética es el producto de la radiación solar absorbida por la atmósfera que se manifiesta en los vientos como energía eólica. por ninguna otra fuente renovable de energía.
generan un impacto visual fuerte. logran su máximo rendimiento con vientos entre 40 y 48 km/h y dejan de funcionar cuando los vientos alcanzan los 100 km/h. Parte de la solución es instalar las turbinas eólicas en el mar. Otras emplean un freno aerodinámico que con vientos fuertes reduce automáticamente la energía producida. así como cerrarse en caso de viento excesivo. las turbinas también son ruidosas y pueden afectar la recepción y transmisión de las señales de televisión en un radio de 4 km. En algunas máquinas de eje horizontal la velocidad de las aspas puede ajustarse y regularse durante su funcionamiento normal. El rotor convierte la fuerza del viento en energía rotatoria del eje.puede ser desagradable a la vista. Los generadores de turbina de viento tienen varios componentes. además.Aerogeneradores. Las máquinas modernas comienzan a funcionar cuando el viento alcanza una velocidad de unos 19 km/h. una caja de engranajes aumenta la velocidad y un generador transforma la energía del eje en energía eléctrica. Figura 25. .
cuya función es acoplar la potencia mecánica de rotación de acuerdo con el tipo de aplicación. Un sistema conversor de energía eólica se compone de tres partes principales:   El rotor.Los lugares ideales para la instalación de los generadores de turbinas son aquellos en los que el promedio anual de la velocidad del viento es de cuando menos 21 km/h. éste puede recuperar. que en el campo se utilizan para suministrar agua a los abrevaderos del ganado o a las viviendas. como máximo teórico. las tecnologías de la energía eólica se encuentran desarrolladas para competir con otras fuentes energéticas. el rotor puede tener una o más aspas. El rotor mas utilizado en los aerogeneradores de potencia es el horizontal de tres aspas para producir electricidad trifásica. que convierte la energía cinética del viento en un movimiento rotatorio en la flecha principal del sistema. Como ventajas de la energía eólica se tiene que no contamina el medio ambiente con gases ni afecta en el efecto invernadero. es decir. La transmisión puede consistir en un mecanismo para convertir el movimiento rotatorio de la flecha en un movimiento recíproco para accionar las bombas de émbolo de las aerobombas. El rotor puede ser de eje horizontal o vertical. si acciona un dispositivo mecánico se denomina aeromotor y si se trata de un generador eléctrico se denomina aerogenerador. el 60% de la energía cinética del flujo de viento que lo acciona.   Sistema de transmisión. si se trata de bombeo de agua el sistema se denomina aerobomba. el tiempo de construcción es menor con respecto a otras opciones energéticas. Esta formado por las aspas y la maza central en donde se fijan éstas y se unen a la flecha principal. ayuda a reducir la dependencia de combustibles fósiles. .
1.p. en las máquinas de 1500 KW.1 Aeroturbinas: Las aeroturbinas pueden ser de dos tipos: lentas y rápidas. sus r. húmedas y salinas. así como los voltajes y corrientes de salida del generador. y la estructural o reticular. recomendada en áreas costeras. parar. y éstas pueden ser de dos tipos: La tubular. Detecta vibraciones indebidas en el sistema.   El aerogenerador está soportado por una torre. el sistema de control lo constituye un microprocesador que analiza y evalúa las condiciones de operación considerando rumbo y velocidad del viento. 7. evalúa la presión y la temperatura de los sistemas hidráulicos de los frenos mecánicos de disco en la flecha. propia de regiones secas y poca contaminación atmosférica. en muchos casos está obligada por las velocidades de viento previsibles. el eje del rotor se sitúa por lo menos a 10 metros en aerogeneradores pequeños y hasta 50 o 60 metros del suelo. . en la caja de transmisión y en los baleros de la flecha principal. A continuación se mencionan algunos aspectos de las mismas:   La colocación de un aeromotor lento.m.. turbulencia y rachas. que no llegan a hacer rentable una máquina rápida. En un aerogenerador de 500 KW son típicas las torres de 40 metros. que es importante ya que la potencia del viento es función del cubo de su velocidad y el viento sopla más fuerte entre mayor es la distancia mayor al suelo. por ello. por ser más baratas y fáciles de levantar. Además.  En los aerogeneradores de potencia. temperaturas en el generador. optando por las mejores condiciones para arrancar. orientar el sistema al viento y enviar señales al operador de la central eólica sobre la operación del mismo.
  El rotor de una máquina rápida está formado por perfiles aerodinámicos que requieren una construcción especial. no solo por efectos estructurales sino también para facilidad de mantenimiento.   Los molinos americanos son recomendables para el bombeo de agua.  Las aeroturbinas rápidas dan mejores rendimiento ya que como funcionan a velocidades de viento más altas y suelen tener mayor diámetro su potencia es mucho mayor. de tal forma que el viento incida perpendicularmente en el disco del rotor. y las lentas por efectos de resistencia.   Las máquinas rápidas funcionan por efectos de sustentación del viento. con el fin de conseguir la máxima potencia. 7.1. Figura 27. para que incida la .   La fabricación de los molinos lentos es más fácil que la de los rápidos. Turbina de eje horizontal. Turbina de eje vertical. sobre todo en el proceso de fabricación de las palas del motor. Figura 26.2 Dispositivos de orientación: Uno de los principales problemas que plantean los molinos de eje horizontal es la necesidad de orientarlos.
los molinos auxiliares. . y así sea posible sustraer la mayor cantidad de energía cinética.3 Almacenamiento de energía: El sistema más utilizado ha sido siempre el de baterías. Existen diversos tipos de sistemas creados con este fin. Estas baterías están formadas por un electrodo positivo de dióxido de plomo y uno negativo de plomo esponjoso. se deberán construir góndolas y torres que presenten poca resistencia. Otro dispositivo muy importante en una máquina eólica es la regularización. que además servirá de protección de dicha máquina para velocidades de viento superiores a las admisibles bajo del punto de vista estructural. el rotor auxiliar comienza a girar y hace que la máquina principal se oriente correctamente.1. Las baterías más baratas y comúnmente empleadas son las de plomo ácido. como lo son las veletas. que se utilizan en automóviles. Cuando éste no está orientado en la dirección correcta. de forma que el viento incida antes en la góndola del molino que en el rotor. Se puede conseguir que la máquina eólica sea autorentable. Otro procedimiento de orientación de las máquinas eólicas es la utilización de rotores auxiliares situados en un plano ortogonal al plano del rotor del molino.mayor cantidad de masa de aire en movimiento. sumergidos los dos en un electrolito de ácido sulfúrico diluido. sin más que disponer el rotor a sotavento de la torre. 7. dispositivos autorentables y servomotores. Claro que este sistema implica interferencia ya que el rotor está situado detrás de la torre y por ello. que presenta buenas características para aplicaciones de baja potencia.
. Estudios de PESENCA muestran el potencial de viento de la costa atlántica en la Guajira y San Andrés y Providencia. cuando en el lugar de la instalación hay presencia de viento y sol. un número de estudios regionales basados en datos meteorológicos del funcionamiento de las estaciones por el Instituto de Hidrología. entre Cabo de la Vela (Uribia) y Puerto Bolívar. Estas condiciones no se dan en todas partes. en donde se encuentra la estación de viento de Terra Cora que funciona con una capacidad instalada de 3MW (12 unidades de 250KW). Sin embargo. Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM) o por los aeropuertos. En ausencia de medidas de ayuda política y financiera. Se contemplan estas dos posibilidades. Las velocidades mensuales medias del viento mostrado en los expedientes de esta estación. Es importante precisar que la península de La Guajira recibe los vientos provenientes del norte.4 Energía eólica en Colombia: En Colombia aún no existen parques eólicos. El sitio propuesto para el parque eólico de 24.7. la energía del viento tiene que competir en el precio en el mercado al por mayor de la electricidad. El potencial de viento de Colombia no se ha evaluado sobre el país entero aunque hay sin embargo. que también soplan en Curazao. dan un promedio total de 7 m/s. por lo que es necesario conocer con detalle el potencial eólico y solar de un lugar antes de decidirse por esta opción. se cree que la potencia del viento puede hacer contribuciones importantes hacia otra diversificación de las fuentes de la generación de potencia.7 MW se encuentra en la península de Guajira en la costa atlántica.1. El área es árida y escasamente poblada.
• Además de las ventajas en el monto de la inversión. Tal potencial ofrece alternativas de generación de energía sostenible y económicamente atractivas. . incide favorablemente en la expansión del sistema de transmisión nacional e incrementa considerablemente la confiabilidad del servicio en la región. Dentro de las innumerables ventajas que ofrecen las PCHs para la atención de la demanda eléctrica local se tiene: • La generación distribuida que se puede obtener con la implementación de PCHs.CONCLUSIONES Es evidente el enorme potencial energético del municipio conformado por diferentes recursos hídricos. incluso comparables con alternativas de generación térmica. • Los grandes proyectos hidroeléctricos además de sus posibles impactos ambientales demandan un flujo intensivo de inversión el cual únicamente lo puede garantizar muy pocas empresas de generación en el país. Esta característica incluso puede significar ingresos para el proyecto a través de la negociación de los certificados de resolución de emisiones de CO2 contemplados en el protocolo de Kioto o acceder a fondos de financiación a través de los mecanismos de desarrollo limpio. limpia y sostenible. En este sentido las PCHs constituyen alternativas financieramente atractivas que permiten la participación de inversionistas privados o entidades públicas locales en la expansión del sector. • Adicionalmente. las PCHs representan una fuente de energía renovable. Nuevamente esta situación facilita la incursión de agentes privados en el servicio de generación eléctrica. las PCHs requieren de tiempos de construcción menores.
El país cuenta actualmente con empresas de consultoría y construcción que exportan sus servicios a varios países y que paradójicamente no encuentran oportunidades en el país. tiene beneficios económicos. • Colombia es un país rico en fuentes energéticas tanto renovables como no renovables.• Las obras civiles que contemplan una PCH son generalmente simples y posibles de realizar con personal y equipos nacionales. con una considerable potencial disponible. impulsa la explotación de las fuentes renovables y su implementación. sino que va a ser la que participará en mayor número durante su desarrollo. proporcionando una mayor eficiencia. en reemplazo de otras no renovables. para que eventualmente reemplacen a las fuentes energéticas convencionales no renovables. Tal experiencia garantiza el éxito de proyectos de PCHs que se emprendan en el medio. • El objetivo de cualquier proyecto. • La adecuada comunicación con la comunidad es esencial. Estás presentan una buena viabilidad técnica y económica para generación de energía eléctrica. ya que no solo va a ser la directamente afectada por el proyecto. o estudio del mismo. así como con una disminución en los impactos ambientales. es el beneficio de la comunidad y de los individuos. . • Los avances tecnológicos y la disminución en las reservas de las fuentes energéticas no renovables. • La utilización de fuentes renovables de energía.
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