CAPTULO 1INTRODUCCIN

1.1. Contextualizacin de la problemtica.

La demanda energtica va de la mano de los principales actores productivos de nuestro pas; como la minera, industria y la construccin; los cuales han presentado un constante crecimiento por ende la necesidad de brindar recursos energticos suficientes y de manera competente es primordial en el presente pas para apoyar est desarrollo. Para solventar dicha demanda el recurso hdrico toma un rol fundamental, el cual se presente con gran potencialidad principalmente desde la regin del Maule hacia el sur de Chile. Recurso el cual junto a la generacin trmica son los pilares de nuestra matriz energtica, adems de ser recurso limpio y renovable contrario al gas, petrleo o carbn necesario en termoelctricas, sumado a que ests materias primas no las posee Chile y deben ser importados aumentando costos en la generacin.La situacin de dependencia y la gran demanda energtica que se proyecta hace que polticas publicas busquen en recursos propios como radiacin solar, viento y principalmente en el hdrico para la generacin de energa.

En la actualidad Chile posee una gran capacidad hdrica instalada pero es necesaria la construccin de ms, sin embargo cuestionamientos en diversos proyectos de este tipo por ndole medioambiental y social han producido que se encuentren paralizada la construccin de stos. Es aqu en donde es necesaria mejorar la eficiencia de nuestras centrales hidroelctricas, estudiando y proponiendo tcnicas de mejoramiento y modernizacin en las que se estn aplicando en otros pases que vayan en ayuda para suplir la demanda energtica de nuestro pas, adems, extender la vida de nuestras hidroelctricas.

1.2. Objetivos de la Memoria.

Los objetivos especficos de la memoria son:

Descripcin general de centrales hidroelctricas donde es posible aplicar mejoras.

Descripcin general de algunas tcnicas de rehabilitacin y repotenciacin.

Detallar funcin y problemas presentados por obras civiles y sistema hidrulico.

Proponer tcnicas correctivas utilizadas en otros pases mostrando sus ventajas y desventajas.

1.3. Limitaciones.

Las limitaciones de la memoria sern las siguientes:

Solo se expondrn mejoras en las principales obras civiles presentes en las centrales hidroelctricas y tan solo mejoras aplicables en el rodete de la turbina en sistemas hidrulicos.

No se profundizar en el procedimiento de las tcnicas de mejoramiento, sino en una descripcin general para la aplicacin de stas.

Se mantendrn los caudales de diseo inicial, no se realizan cambios en los derechos de agua.

No se realizara un anlisis de los costos de la aplicacin de las mejoras.

1.4. Escenario de las centrales hidroelctricas en Chile.

Las centrales hidroelctricas chilenas presentan un adverso escenario debido a que el ao 2013 se registr la ms baja generacin hidroelctrica de los ltimos 10 aos. Se suma a que estimaciones para Chile indican que la demanda y capacidad de generacin elctrica en los prximos 20 aos debera presentar un significativo crecimiento. En 2013 la generacin elctrica supero los 68.500 GWh esperando que esta cifra llegue al 2020 a un 250% ms y en 2030 aumentar con creces el 280%, segn un estudio encargado por la Confederacin de la Produccin y el Comercio (CPC).Debido a esta gran demanda que va de la mano con el crecimiento econmico es necesaria la construccin de proyectos de generacin de electricidad en base al recurso hdrico como en pases desarrollados y en va de desarrollo como lo son Noruega que llega a un 99% de su matriz energtica, u otros como Brasil con un 80%, Venezuela con 73 % o Canad 59%. Nuestro pas posee segn el Ministerio de Energa potencial cercano o mayor a los antes mencionados pero en la actualidad solo posee tan solo un 42 % de generacin con un recurso renovable, econmico y limpio, quedando en manos de recursos fsiles la mayora de la generacin elctrica producida en Chile.

Si bien se tiene claro de las ventajas del aprovechamiento de ste recurso ciertos proyectos de hidroelctricas son fuertemente cuestionados por la ciudadana debido a los impactos que acarrean en el uso territorial y el medio ambiente provocando que se produzcan modificaciones, aplazamientos o definitivamente su paralizacin. Dicho cuestionamiento se produce en el emblemtico proyecto llamado HidroSur en la Zona de Aysn que contara con cinco centrales conectadas al Sistema Interconectado Central aportando 4.000 MW de capacidad instalada al 2030. Lo que por s solo HidroSur aportara con el 27% de la energa generada al 2030, logrando que la matriz energtica a ese ao contara con un aporte del 73% en la generacin excluyendo la contribucin de centrales pequeas.Esta desaceleracin de proyectos hdricos se inicia en la dcada de los 90 no precisamente por cuestionamientos del tipo ambiental sino mas bien por llegada del gas argentino. Inicialmente el desarrollo de la generacin elctrica se focaliz en el potencial hidroelctrico, al ao 1990 equivala a cerca de 80% de la potencia instalada, pero desde entonces a la fecha, slo tres grandes proyecto se han desarrollado como lo son Pehuenche, Pangue y Ralco, mientras que las termoelctricas han tomado gran relevancia. Durante los 90, la poca de gas natural argentino abundante y barato, se construyeron numerosas centrales a gas, las que hoy representan una parte importante de la potencia instalada.A la espera de conocer si se materializan o no nuevos proyectos es primordial encontrar alternativas que vayan en ayuda de este recurso donde la aplicacin de mejoras para la aumentar la eficiencia y la extensin de vidas en nuestras hidroelctricas es necesario por la longevidad que se observa en el SIC y el SING.

Tabla 1-1. Unidades Generadoras Sistema Interconectado Central

Fuente: Comisin Nacional de Energa, Diciembre 2014.

Tabla 1-2. Unidades Generadoras Sistema Interconectado Norte Grande

Fuente: Comisin Nacional de Energa, Diciembre 2014.

1.5. Matriz energtica Chilena.

Las centrales termoelctricas se han convertido en la tecnologa con la parte mayoritaria del crecimiento del parque generador de los ltimos dos aos. La capacidad instalada se distribuye a lo largo del pas mediante un conjunto de centrales generadoras, lneas de transmisin, subestaciones elctricas y lneas de distribucin, interconectadas entre s, las cuales se encuentran agrupadas territorialmente en 4 sistemas, prcticamente autnomo por la geografa de nuestro pas donde las grandes distancias hacen difcil su integracin. Los 4 sistemas se observan en la Figura 1-1.

Figura 11. Distribucin Geogrfica de la Capacidad InstaladaFuente: Energy Policy Review, 2009. Agencia Internacional de Energa.

La descripcin de cada uno de los sistemas se describe a continuacin: Sistema Interconectado del Norte Grande (SING), sistema que abastece la zona norte del pas, desde el norte de Arica limitando por el sur hasta la localidad de Coloso. Segn la Comisin Nacional de Energa a diciembre de 2013 constitua el 25,22% de la capacidad instalada total en el pas, atendiendo al 6,1% de la poblacin nacional. Su generacin es casi en su totalidad trmica (95,1%) y orientada a satisfacer principalmente el consumo de la industria minera.

Tabla 1-3. Capacidad Instalada SINGTIPO DE CENTRALPOTENCIA NETA TOTAL [MW]POTENCIA NETA TOTAL [%]

Trmica de Ciclo Combinado1.784,041,1%

Trmica Convencional2.324,653,6%

Hidrulica Embalse0,00,0%

Hidrulica Pasada14,90,3%

Elica88,92,0%

Solar110,02,5%

Cogeneracin17,50,4%

Potencia Total Instalada4.340,0100,0%

Fuente: Comisin Nacional de Energa.

Sistema Interconectado Central (SIC), sistema que abastece la zona centro-sur del pas, por el norte desde Taltal hasta Quelln por el lmite sur, localizado en la Isla de Chilo. Aproximadamente de 2.200 km entre ambas localidades. Forma cerca del 77% de la capacidad instalada total en el pas (50,80% termoelctrica y 42,60% hidroelctrica), cubriendo el 92,29% de la poblacin del pas en 2013.

Tabla 1-4. Capacidad Instalada SICTIPO DE CENTRALPOTENCIA NETA TOTAL [MW]POTENCIA NETATOTAL [%]

Trmica de Ciclo Combinado1.885,812,5%

Trmica Convencional5.761,938,3%

Hidrulica Embalse3.714,424,7%

Hidrulica Pasada2.689,717,9%

Elica740,34,9%

Solar250,91,7%

Potencia Total Instalada15.043,08100,0%

Fuente: Comisin Nacional de Energa

Sistema Elctrico de Aysn, corresponde a cinco subsistemas no interconectados entre s, que se encuentran en la zona sur del pas: Palena, Hornopirn, General Carrera, Cocham y Aysn. Su capacidad conjunta corresponde a solo 0,32% (51,0% termoelctrica y 45,1% hidroelctrica) de la capacidad instalada nacional, siendo el ms pequeo de los sistemas.

Tabla 1-5. Capacidad Instalada AysnTIPO DE CENTRALPOTENCIA NETA TOTAL [MW]POTENCIA NETATOTAL [%]

Termoelctrica25,651,0%

Hidroelctrica22,645,1%

Elica2,03,9%

Potencia Total Instalada50,2100,0%

Fuente: Comisin Nacional de Energa

Sistema Elctrico de Magallanes, Corresponde a cuatro subsistemas no interconectados entre s: Punta Arenas, Puerto Natales, Porvenir y Puerto Williams, que proveen a dichas ciudades. Se localiza en el extremo ms austral del pas. Su capacidad instalada corresponde al 0,56% del total nacional en 2013, siendo el 100% de su generacin termoelctrica. Tabla 1-6. Capacidad Instalad MagallanesTIPO DE CENTRALPOTENCIA NETA TOTAL [MW]POTENCIA NETATOTAL [%]

Termoelctrica99,5100,0%

Potencia Total Instalada99,5100,0%

Fuente: Comisin Nacional de Energa