Michihuao

En 1982 CONARCAN emite el Informe del Estudio de Optimización del Limay Medio

De los 98 m del salto disponible en el tramo, 81m resultarían económicamente factibles, mediante la construcción de los complejos hidroeléctricos Pichi Picún Leufú y Michihuao.

En 1984, CONARCAN concluyó el Proyecto Ejecutivo de los aprovechamientos Michihuao y Pichi Picún Leufú.

El NMNO determinado en el P.E. de Michihuao fue optimizado considerando condiciones operativas y estructurales que han evolucionado en el tiempo:

APROVECHAMIENTO HIDROELÉCTRICO MICHIHUAO

PROYECTO INTEGRADOR PROFESIONAL

Aprovechamiento Multipropósito

Michihuao

PARTE 1: Verificación del Nivel Máximo Normal de Operación determinado en el Proyecto Ejecutivo

PARTE 2: Evaluación de los beneficios derivados de la utilización de la capacidad de regulación adicional que proporciona el embalse de Michihuao

Autores : Ignacio Matías Meza

María Victoria Lledo

Director de Tesis: Ing. Jose Luis Valicenti

Tutor Académico: Mg. Ing. Antonio Torres

Resultados

El presente estudio se origina en una desición de la AIC de revisar algunos aspectos relacionados con el aprovechamiento Michihuao

Beneficios por reducción de costos de construcción

+

Beneficios por generación de energía

PARTE 1: Verificación del Nivel Máximo Normal de Operación determinado en el Proyecto Ejecutivo

Elementos característicos de Michihuao

Se valorizó la EMA al Precio Monómico Equivalente Promedio percibido por la generación del Comahue por la energía entregada al sistema eléctrico nacional en Junio de 2010.

Este valor es de 126 $/Mwh y su equivalente en dólares 32 U$s/Mwh.

Valores utilizados en el Estudio de Sistemización del Río Negro- Julio 2010 (Geoconsul-Proa-Tecnored) incrementados un 15% para considerar costos indirectos.

Breve reseña de la evolución del

Proyecto Ejecutivo de Michihuao

Terraplén zonificado construido con:

• aluvión fluvial
• roca disponible de excavaciones
• material impermeable de origen natural.

3

Volumen de materiales: 31 millones de m

En 1970 comienzan los estudios para el aprovechamiento del Limay Medio.

En 1980 se emite el Informe de Prefactibilidad del Limay Medio desarrollado por el Ing. Aisiks para HIDRONOR S.A.

El informe concluye que:

Optimización del NMNO de Michihuao

Una vez realizado los flujos de fondos a la misma fecha de comparación y con la misma tasa de interés, sumamos ambos beneficios.

Propósito: definir la óptima combinación de embalses, centrales hidroeléctricas y niveles de operación asociados, maximizando la producción de energía y potencia.

Propósitos del

aprovechamiento

este tramo del Río Limay podría ser utilizado para generación hidroeléctrica en los emplazamientos de Pichi Picún Leufú y Michihuao.

Además, los 17 m de salto restantes no resultarían aprovechables a través del aprovechamiento Pantanitos, por no resultar economicamente factible en el corto y mediano plazo.

Atenuación de crecidas

Localización General del Aprovechamiento

Abastecimiento de agua para

usos consuntivos

Generación de energía

Planta general de las obras

Análisis de sensibilidad:

Sensibilidad a1 y a2: Variación en ± 20% de los precios unitarios directos asumidos

Sensibilidad b1 y b2: Variación en ± 20% del valor Monómico Equivalente de la Energía

Sensibilidad c: Utilizando los valores de los costos unitarios directos asumidos en el Proyecto Ejecutivo.

El NMNO de Michihuao que maximiza los beneficios es un valor próximo a la cota 456,00 msnm (455,93msnm).

Conclusiones

1. Nivel Máximo de Operación Normal que maximiza los beneficios por generación conjunta de PPL y Michihuao y por reducción de costos de construcción de este último aprovechamiento, se corresponde con una cota de embalse de Michihuao de 456,00 msnm (en lugar de la cota 457,00 msnm resultante del Proyecto Ejecutivo).

2.El análisis de sensibilidad realizado muestra la estabilidad del NMN optimizado (456,00 msnm) dado que el mismo se mantiene prácticamente invariable frente a una significativa variación del precio de la energía y de los precios unitarios de los materiales.

Aspectos Generales

Metodología

Orientada a la

determinación del NMNO de Michihuao que maximice los beneficios por :

FACTORES QUE PODRIAN AFECTAR LAS

CARATERISTICAS DE LAS OBRAS DEFINIDAS

EN EL PROYECTO EJECUTIVO

3.La generación media anual conjunta de PPL y Michihuao para el NMNO optimizado se reduce en 12 Gwh (0,3%) respecto de la que corresponde a la cota 457,00 msnm del Proyecto Ejecutivo.

+

Beneficios por reducción de costos de construcción de Michihuao resultantes de considerar NMNO más bajos que el determinado en el P.E.

Generación conjunta de

las centrales de Michihuao

y Pichi Picún Leufú

Para ambos cálculos se toman los siguientes valores de NMNO, disminuyendo en 0,5 m por vez:

457 msnm

456,5 msnm

456 msnm

455,5 msnm

455 msnm

Cambios estructurales y no estructurales en tramo del Limay Medio

• Evolución de la legislacion ambiental

En 1987 la Secretaría de Energía aprueba el Manual de Gestión Ambiental para obras hidráulicas con aprovechamiento hidroeléctrico.

• Evolución de la Ingeniería de presas y de la tecnología asociada

En los ultimos 25 años ha tenido impulso el desarrollo de presas de materiales sueltos con pantalla de hormigón (CFRD)

Fuente: "Revisión del Proyecto Ejecutivo-Informe Final

Aprovechamiento Multiproposito Michihuao-Ing. Alberto Larreguy-2009 "

• Evolución de los parámetros utilizados para definir distintos componentes del aprovechamiento

La reducción de los NMNO por debajo de 457 msnm, demanda una menor altura de:

el terraplén de la presa

las estructuras de hormigón: vertedero y muros de transición con la presa

• Actualización de estudios básicos

En el año 2002 el INA elaboró por encargo del ORSEP, el "Estudio de crecidas Máximas Probable para el río Limay" mediante el cual se recalculo la CMP.

Reducción de los costos de las obras

Fuente: "Revisión del Proyecto Ejecutivo-Informe Final

Aprovechamiento Multiproposito Michihuao-Ing. Alberto Larreguy-2009 "

Cómputo de volúmenes

Se eligen las secciones mas representativas para calcular los volúmenes de materiales. Usamos el perfil longitudinal geológico del eje de la presa.

La cuantificación se realiza mediante el cómputo de volúmenes de ambos.

Se adopta una cota constante a lo largo de la fundación de cada sección, cuya cota se corresponde con la del aluvión denso en la intersección con el paramento.

Presa

Volúmenes calculados:

Vertedero y muros

Se simula la operación del sistema de embalses:

Piedra del Águila, Pichi Picún Leufú, Michihuao, El Chocón y Arroyito,

utilizando

la serie histórica de caudales medios diarios

las actuales NMA para los embalses existentes

considerando a Michihuao como central de “pasada”.

Para distintos NMNO (msnm) en el embalse de Michihuao

455

455,5

456

456,5

457

Obtenemos la Energía Media Anual (EMA) generada por las centrales

PPL y Michihuao para cada uno de los niveles.

Se valorizan los volúmenes computados con precios actualizados de los items considerados.

Los montos se distribuyen en forma proporcional de acuerdo al programa de construcción presente en el Proyecto Ejecutivo.

Para cada año se los traslada, a través de un flujo de fondos, a la fecha de inicio de operación de la central a una tasa de descuento del 10%.

Considerando los precios actualizados de energía, se determinan los beneficios correspondientes a un período de 30 años, actualizados a la fecha de inicio de operación de la central.

Se consideró que la construcción de Michihuao se concretaría antes de PPL.

PPL opera con niveles de restitución entre 455,70 y 457,40 msnm.

Las NMA vigentes en la actualidad son diferentes a las usadas anteriormente

La operación de Michihuao, con un NMNO de 457 msnm, provocaría una pérdida de salto, con la consecuente pérdida de generación en PPL.

Evaluación económica

En 1993, a partir de la concesión de las obras, cambia la modalidad de operación del sistema estableciendo una normativa rigida para una franja del embalse.

Se determinan las funciones de BENEFICIOS vs. NMNO a efectos de identificar el NMNO que maximice la suma de los beneficios energéticos y los beneficios por reducción de costos.

OBJETIVO:

Determinar el NMNO del embalse de Michihuao que optimice la suma de los beneficios por:

Generación energética conjunta de PPL y Michihuao

Reducción de costos de construcción

Considerando niveles de operación mas bajos que el determinado en el P.E. de Michihuao.

• el volumen almacenado

• caudal afluente en el embalse

Por aproximaciones sucesivas, se adoptó una función tal que, para un período de varios años analizado, se logró una aceptable coincidencia entre las evoluciones de cotas de embalse y caudales reales y simuladas.

Qs = (1 - % a embalsar en PdA)×Qe + (% a embalsar en PdA)× QFac

En Franja de Atenuación de

Crecidas (FAC):

Según Norma, ante una crecida:

% a embalsar en PdA = 0.3 

% a embalsar en El Chocón= 0,7

Considerando períodos suficientemente extensos de tiempo es posible incluir implícitamente las variables que no son puramente hidráulicas (salida de servicio de una central, demanda energética) y focalizarnos de forma explicita en las variables que definen la operación en esa franja:

En Franja de Operación

Normal (FON)

No resulta practicable simular mediante una planilla de cálculo, la cantidad de variables y contingencias que pueden afectar al sistema eléctrico interconectado.

No existe una Norma de Operación predefinida .

Esa franja se reserva para la optimización del sistema eléctrico.

Se deben cumplir restricciones de caudales máximos y mínimos establecidos por la Autoridad de aplicación de la NMA.

A partir del cual tiene prioridad la atenuación de crecidas. Debe contar con la capacidad de embalse que garantice el control de crecidas.

Nivel que el Concesionario no debe superar para garantizar la estabilidad de la presa

Nivel minimo que permite un funcionamiento normal de las turbinas

Piedra del Águila:

Nivel Máximo Extraordinario

Nivel Mínimo Extraordinario

Nivel debajo del cual no puede descender el embalse por restricciones físicas de diseño

El Chocón:

Nivel Máximo Normal

Nivel Mínimo Normal

Niveles que definen

las Franjas

• Modelo de operación de embalses

Franjas de operación de Piedra del Aguila

Franja de Operaciónde Arroyito

En Franja de

Emergencia (FE)

Qs = Qe

Franja de Operacion de PPL

Las NMA definen un caudal mínimo a erogar tal que garantice el abastecimiento de agua para usos consuntivos.

Franjas de Operación de El Chocón

Qs= Qec

En Franja de Operación

Extraordinaria (FOE)

Franjas de Operación

Franja de Atenuación de Crecidas (FAC)

Franja de operación extraord. (FOE)

Franja de operación Normal (FON)

Franja de Emergencia (FE)

Algoritmos de cálculo

(W)

= Cp .d. g. Qt. H

Caudales a erogar

P

(MWh)

Planilla de cálculo de la Energía

= 24 .9,8.Cp .Qt . H

1000

Planilla de cálculo:

E

(MWh)

Para cada una se define un Q Mín y un Q Máx de Operación.

Establecidas por las NMA, dependen de las características del embalse en consideración.

La operación de un embalse queda condicionada de acuerdo a la franja de operación en que se encuentre.

Serie Histórica (1903 a 2009) de caudales entrantes al embalse de PDA.

Funcionamiento del modelo

"MOdE Limay"

Datos de entrada para ejecutar el modelo:

• Se calcula el caudal erogado (Qs) correspondiente según la Franja en la que esté:

Secuencia de Cálculo:

• Se calcula el Volumen del embalse para conocer en qué franja de operación se encuentra , para luego poder determinar el caudal de erogación impuesto por la NMA.

1000

= 24 .9,8.Cp .Qt . H

• Para los emplazamientos de PPL y Michihuao el modelo calcula

la energía a nivel medio diario mediante la siguiente expresión:

Volumen inicial de cada embalse.

Caudal erogado inicial de cada aprovechamiento.

E

El modelo "MOdE Limay" permite:

Pichi Picún Leufú

Desarrollado por los profesionales de la Secretaría Operativa y de Fiscalización de la AIC.

Se usa en la actualidad para simular la operación del sistema de embalses del Río Limay.

Solo tiene incorporados los aprovechamientos de Piedra del Águila y El Chocón, que aportan capacidad de regulación.

Michihuao

Arroyito

Modelo Original

"Río Limay 2010"

No tiene incorporado el cálculo de las energías generadas por las centrales.

Además se le incorpora el cálculo de la Energía de

PPL

Michihuao

Los tres operando como centrales de pasada

con una cota de embalse prácticamente constante

ADECUACIONES

Fue necesaria la incorporación de la información relativa a:

Arroyito.

Michihuao y su influencia en PPL

Pichi Picún Leufú.

Obtener la generación energética de los aprovechamientos PPL y Michihuao.

Simular la SH de caudales para evaluar la operación del sistema de aprovechamientos del Río Limay frente a períodos de crecida y estiaje.

Obtener caudales de erogación que cumplan con las NMA y sean representativos de la operación real de los aprovechamientos.

MOdE Limay

MOdE Limay

• Series Histórica de caudales medio diarios en el río Limay ingresantes a Piedra del Águila (1903-2009)

Herramientas e información requerida

• Información relativa al Proyecto de Michihuao

(MWh)

Curvas C-V

Curvas V-A

Curvas C-Q restitución

Evaporación del embalse

Curvas de descarga del aliviadero

Curvas H-Q en la restitución de PPL con y sin la influencia de Michihuao

Rendimiento de los turbogrupos de la central de Michihuao

Planos topográficos del eje de la presa

Planos de la presa y estructuras de Hormigón

• Información para la evaluación de los beneficios por generación y por reducción de costos de construcción.