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Diseño y operación de las represas en climas tropicales Rollin H. Hotchkiss Ph.D., P.E. D.WRE, F. ASCE Brigham Young University Provo, Utah Industrial Resource Extraction & Infrastructure Development in Tropical Forests City of Knowledge Panama City, Panama 2012 Resumen • • • • • La basa de la producción de electricidad La filosofía para el diseño de represas Problemas con la filosofía Climas tropicales Recomendaciones Generamos electricidad • $ = Q h ( = peso de agua por metro cúbico) Q h ¡Generamos más electricidad! • Hay que aumentar –Q –h • ¿Cómo lo logramos? – No puede aumentar Q – Se aumenta <<h>> con una cortina más alta • Favor de tener esta ecuación presente durante la presentación La filosofía para el diseño de represas 1. 2. 3. 4. El ciclo de vida del proyecto ~ 50 años Estimar el volúmen de azolve <<Ponerlo>> por la cortina Allí colocar la salida más profunda Problemas con la filosofía: el ciclo de vida • Se base el ciclo de vida en las finanzas, no en la durabilidad de la represa • Según la teoría, no debe invertir dinero hoy en día por un benefício que no se realiza for décadas • ¿Qúe sería el benefício de interés? – La abilidad de pasar el asolve aguas abajo – Requiere salidas muy grandes y profundas Problemas con la filosofía: el volúmen de azolve • Es difícil medir la tasa de transporte de los sedimentos • Casi siempre subestimamos la tasa de transporte • ¿Porqué? Q Qs ? Problemas con la filosofía: el volúmen de azolve • Las represas y embalses atraen la gente – Hay agua con pesces – Hay carreteras nuevas • Más gente significa más erosión • Una pérdida acelerada de almacenamiento En Climas Tropicales • La erosión se empeora debido a la deforestación • Más suelo y árboles caidos llegan al río por derrumbes y escurrimiento • No hay suficiente almacenamiento ni salidas para pasar el azolve y árboles aguas abajo <<Ponerlo>> por la cortina • Los sedimentos más grandes se depositan a la entrada del embalse y crecen aguas arriba y abajo Ejemplos • La represa Gavins Point en el río Missouri • Las arenas se depositan unos 50 kilómetros aguas arriba Otro Ejemplo • La Presa Khasm el Girba en el río Atbara, Sudan • Hay 12 metros de azolve unos 50 kilómetros aguas arriba (hablo más de esto…) Eventualmente…. • Los sedimentos reemplazan el agua en el embalse • Los benefícios del proyecto se desminuyen Las salidas más profundas • Son demasiada pequeñas • Como no las usan, frequentemente están bloqueadas Los efectos de detener el azolve • El embalse es como una tumba • Al salir el agua clara de la represa, el agua <<tiene hambre>> • Enfoca su energía en el lecho y las riberas Efectos aguas abajo • A la costa, las deltas no reciben sedimentos nuevos • Retroceden aguas arriba • El río Santiago en Mexico Climas Tropicales • Alta precipitación • Tempestades muy fuertes • Huracanes en algunos países • Hay muchos árboles • La tasa natural de la pérdida de suelo es bajo • Pero con la construcción de represas…… Sudán • El río Atbara viene de Etiopía donde se cortan muchos árboles • Muchos más se caen por derrumbes • El río los llevan hasta Sudán La represa Khasma el Girba • Cada año miles de árboles llegan hast la cortina • Bloquean las salidas • Algunos son muy grandes Los efectos • Hay que quitar los árboles • Tarda la entrega del agua a los que riegan La República Dominicana • La represa Aguacate • Recibe MUCHO sedimento de sus dos ríos • Puede casi llenar el embalse con sedimento durante un huracán Un diseño efectivo • Los vertedores son muy grandes • Están muy bajos • TODO el agua y sedimento puede pasar la presa Los sedimentos continúan aguas abajo Pero se equivocó • Durante un huracán cerró los vertedores y abrió la entrada al túnel hasta la turbina • La turbina ya no sierve La represa Valdesia • No hay salidas grandes • Hay mucho azolve por la cortina • Se esforzó para quitarlo • Fue un fracaso El Fracaso • La bomba encontró árboles metidos en el azolve • No los pudo quitar • Alli está el barco y tubería Recomendaciones • Considere embalses no tan grandes • Haga la inversión para salidas grandes y profundas • Pase el agua, los sedimentos, y los árboles durante las inundaciones • Cuidado con la operación de las salidas La sostenabilidad • $=Q h – Se sacrifica un poco de <<h>> para guardar el almacenamiento • Utiliza represas no gigantes para pasar el agua más lodoso • Puede preservar el embalse para generaciones futuras • Pasa el azolve hasta la costa para renovar las deltas