Proyectos Hidroeléctricos. Resumen

Principales Proyectos Hidroeléctricos de Multifunciones Recomendados. Características básicas:

Proyecto	Potencia	Energía	Factor	Capacidad	Aportación
Hidroeléctrico	MW	mill. kW·h	de Planta	millones de m3	millones de m3
Papagayo-La Parota	810	1550	0.25	9400	4250
Jattza	900	1970	0.25	2715	3900
Nance	480	1000	0.25	360	1000
Verde-Atoyac	2400	5400	0.26	7500	5000
Ixcam (II etapa)	640	1950	0.27	15800	10750 a
Ometepec	1050	2330	0.27	5380	6000
Huixtan I	1200	3150	0.31	6000	6700
S.H.M.G.	1680	4500	0.33	10250	3780 d
Huixtan II	600	1900	0.35	1413	3250
TzenValle	1500	4000	0.36	17760	6800 e
Aguafria	320	1000	0.37	990	1515
Amajaque	350	1130	0.37	2350	1260 f
Quetzalli	1200	3900	0.38	32375	14000
S.H.R.N.	2380	4925	0.30	3075	2850 h
Bajatzen	690	2530	0.42	635	2680 c
Pico de Oro	500	2050	0.46	3000	24560
UsuTulha	4450	18600	0.48	55040	70100 b
Montague	800	3500	0.50	8600	Río y mar
Suma	21950 i	65385 j	0.35	182643	168395

^a Incluye el almacenamiento y las aportaciones del Proyecto Hidroeléctrico “Aguamilpa”.

^b Lo forman la presa “Salto de Agua” que trasvasará los caudales del río Tuliha al  proyecto “Boca del Cerro” (6u x 700 MW) y la central “Chumpán” (5u x 50 MW). a Incluye el almacenamiento y las aportaciones del proyecto “Aguamilpa”.

^c Ante las dificultades sociales y económicas para construir el proyecto “Itzantún” (660 MW) se convierte en un alterno y atractivo proyecto de generación.

^d Incluye el Proyecto “LV Malpaso 2” (3u x 180 MW) su almacenamiento y aportación y la Central “Mexcalapa” (4u x 75 MW) y su capacidad. Del Proyecto “Malpaso” la ganancia de los 4000 millones de m3 y el sobre equipamiento (2u x 270 MW) y del Proyecto “Peñitas” su ampliación (2u x 150 MW).

^e Lo integran las centrales hidroeléctricas “Santa María”, “TzenValle” y “Micos”.

^f Junto con los proyectos “Zimapán”, “Xicotepec”, “San Marcos”, “Necaxa Rebombeo”, “Olintla”, “Ozomatlan”, Presas “Álamo I”, “Álamo II” y “Sierpe” con centrales hidroeléctricas integradas, “Zimapán-Rebombeo” y “Metztitlán” ampliará notablemente la potencia y la energía de picos regional.

^g Por la capacidad de su embalse-marisma, el funcionamiento de su central mareomotriz será similar al de un proyecto hidroeléctrico tradicional.

^h El renovado S.H.R.N. además de formarse con las centrales “Xicotepec”, “San Marcos” y “Necaxa Rebombeo”, incluiría a las centrales “Olintla”, Puebla; “Ozomatlan”, Puebla ; Presas Álamo I, Álamo II y Sierpe, Puebla-Veracruz con centrales hidroeléctricas integradas; “Zimapán Rebombeo”, Querétaro-Hidalgo y “Metztitlán”, Hidalgo. El almacenamiento y las aportaciones pertenecen únicamente al proyecto “Olintla”

ⁱ Representa el 50% de la capacidad nacional instalada y más de dos veces la potencia de todas las centrales hidroeléctricas en operación y construcción.

^j Equivale a un ahorro anual de 107 millones de barriles de combustóleo y más del doble de la producción media actual de las 77 centrales hidroeléctricas.

México, D.F. abril de  1994.

El Proyecto TzenValle se incluyó en agosto/1994 y se amplió en enero/1998.

El Proyecto Huixtan II se incluyó en marzo/1995.

El P. M. Montague (febrero/1986) se actualizó en marzo/1995.

El Proyecto Boca del Cerro, la Presa Salto de Agua, la Central Chumpán y el Proyecto Bajatzen se convirtieron en el Sistema UsuTulha, marzo/1999.

El Proyecto Amajaque se incluyó en abril de 1999.

La actualización y las obras de infraestructura complementarias al sistema

hidroeléctrico del río Mexcalapa-Grijalva se agregaron en diciembre/1999.

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OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA GRIJALVA-MEXCALAPA

El sistema hidroeléctrico del río Grijalva-Mexcalapa (SHGM), construido entre los años de 1959 a 1987, dispone de un almacenamiento total de 37000 millones de metros cúbicos y contribuye con cerca del 30% de los escurrimientos en la planicie costera de Tabasco. Conformado por los proyectos (de río arriba hacia aguas abajo): Belisario Domínguez-La Angostura, Manuel Moreno Torres-Chicoasen, Netzahualcóyotl-Malpaso y Angel Albino Corzo-Las Peñitas, aporta una capacidad de 3900 megawatts (MW) y producción media anual de 11000 millones de kilowatts·hora (kW·h), es en la actualidad el más productivo de su clase en el país.

Ante las devastadoras inundaciones de 1999 en la parte centro-sur de la vertiente del Golfo de México, sin dilación requiere de renovados criterios de operación y obras adicionales, a fin de ensanchar los horizontes y objetivos de desarrollo regional. Por lo que a continuación se presenta un compendio de las acciones y ampliaciones recomendadas, tanto para consolidar e incrementar sus índices técnico-económicos y energéticos como para aprovechar mejor los volúmenes excedentes:

I. Proyecto La Angostura, Chiapas.     Situado a 53 kilómetros al sureste de Tuxtla Gutiérrez controla casi la mitad de la cuenca, lo cual otorga la suficiente confianza para regular los escurrimientos normales y excedentes en la parte alta del río Grijalva. Con una potencia de 900 MW y generación de 2050 millones de kW·h, es fundamental que sus niveles y almacenamientos se conserven lo más alto posible y, al mismo tiempo, sean compatibles con la seguridad del SHGM -como ahora sucede después de 20 años que se recomendó esta conveniente operación-. Al mantener dentro de una variación máxima de seis metros sus almacenamientos y niveles se traducirá en aumentar significativamente la generación de electricidad -cada metro cúbico disponible en su valioso y extenso embalse representa un kilowatt·hora en todo el sistema- y contar siempre con la capacidad instalada.

Es importante precisar que debido al recorrido encañonado del río y la altitud-ubicación de las poblaciones ribereñas, las descargas extraordinarias a partir del desfogue de la central La Angostura, que continuan por el embalse del proyecto Chicoasen hasta el lago artificial del proyecto Malpaso, prácticamente no tienen relación alguna con afectaciones o daños relativos a inundaciones. De ahí que el control y regulación de las crecidas del río Grijalva-Mexcalapa en la parte baja, conciernen al proyecto Las Peñitas, que parodójicamente es el de menor capacidad.

II. Proyecto Chicoasen, Chiapas.      Ubicado a 21 kilómetros al norte de Tuxtla Gutiérrez, en la salida del cañón del Sumidero, es la central hidroeléctrica de mayor potencia y generación del país -1500 MW y 4500 millones de kW·h-. Su operación esta supeditada al proyecto La Angostura, lo que crea las circunstancias y condiciones idóneas para funcionar con máximos niveles. No obstante la diferencia prevaleciente del caudal de diseño con este proyecto -235 metros cúbicos por segundo que se derraman en años húmedos cuando La Angostura funciona a plena carga, más las aportaciones de cuenca propia- y el reducido almacenamiento del embalse se traducen en una inherente restricción para el control de inundaciones.

Además, la deforestación-erosión de la cuenca disminuye rápidamente su capacidad y vida útil; lo que hace prioritario realizar presas para control de azolve sobre los ríos Sabinal, Suchiapa, Santo Domingo y Hondo, y garantizar así, su futuro funcionamiento. Es indispensable señalar que estas obras se propusieron cuando el proyecto Chicoasen estaba en construcción. Por lo que transcurridos 19 años de su puesta en servicio, resulta urgente definir el grado y magnitud de azolvamiento del embalse. Según los resultados obtenidos, podrían agilizarse los proyectos y diseños de las obras hidráulicas para prolongar su operación, en especial sobre los ríos Suchiapa y Santo Domingo. Es decir, la profundidad actual y a mediano plazo de azolves definiría si aún es conveniente instalar los tres equipos turbogeneradores faltantes (900 MW), así como ampliar los sistemas de transformación y transmisión.

III. Proyecto Malpaso, Chiapas. Localizado a 115 kilómetros al suroeste de Villahermosa, fue la primera obra construida para regular el río Mexcalapa. Después de 15 años de concluida su construcción, el vertedor de servicio por fin se modificó parcialmente en 1979, lo que repercutió en flexibilizar el control de inundaciones e incrementar su generación. Con una potencia de 1080 MW y producción de 3000 millones de kW·h, representa un seguro y versátil proyecto hidroeléctrico; a pesar de que la pérdida de carga ocasionada por la insuficiencia hidráulica de los pozos de oscilación y la falta de pantallas metálicas -o bien de concreto- para tener a la misma elevación las compuertas de los vertedores de servicio y emergencia (durante la época de lluvias de 1999 se comprendió lo importante de que los bordes superiores de las compuertas estén a una altura igual y se colocaron extensiones provisionales), limitan sus ventajas de almacenamiento, regulación y generación.

Significa que pasaron 20 años para valorar lo congruente de instalar pantallas sobre las compuertas (para ser definitivas tienen que ser de metal, de 2.40 metros en el vertedor de emergencias y de 5.10 metros en el vertedor de servicio, así como revisar en ambas estructuras las presiones hidrostáticas); corrección que mejorará y flexibilizará todavía más el control de inundaciones. Pero lo relevante de su función y su estratégica posición dentro del sistema interconectado sur recomiendan efectuar adecuaciones y modificaciones a fondo para optimizar sus índices hidroenergéticos. La finalidad central es evitar que futuros caudales extraordinarios se sumen a los del proyecto Las Peñitas. Para lograr este nuevo y totalmente factible funcionamiento se sugieren los siguientes cambios y ampliaciones a sus estructuras primarias:

III. a  Subir la presa doce metros para tener la corona a la elevación 204 metros sobre el nivel del mar (msnm). Esto se traduciría en un almacenamiento de 18000 millones de metros cúbicos -sería similar al del proyecto La Angostura- y se agregarían 1350 millones de kW·h, lo cual aseguraría una producción total de 4350 millones de kW·h. Desde luego los tres diques en la margen izquierda y las estructuras-puentes de las obras de toma se elevarían en igual proporción y, la subestación Malpaso I se relocalizaría. Con esta modificación queda cancelado el sitio Copainalá, el cual reunía características idóneas para edificar el gran proyecto Chicoasen, pues además de duplicar la capacidad y vida útil, aumentaba 15% sus conceptos hidroeléctricos.

III.b    En un puerto-dique ubicado a 19 kilómetros al oeste-noroeste de la presa se edificaría una nueva obra de excedencias que descargaría al río Nanchital-Uxpanapa el cual confluye siete kilómetros al oriente de Minatitlán con el río Coatzacoalcos y substituir así los actuales vertedores. Implica, que como consecuencia de aumentar la altura de la presa doce metros, adicionar 4000 millones de metros cúbicos de almacenamiento útil, sobreelevar los niveles de operación y derramar los caudales extraordinarios a la cuenca del río Coatzacoalcos, quedarían protegidas todas las obras de aguas abajo, así como las poblaciones del centro-norte-oeste de Tabasco de futuros derrames de los proyectos de río arriba; pues la central Peñitas, sólo tendría que regular los volúmenes excedentes de su cuenca propia. Esto equivale a obturar-rellenar la zona de control de los vertedores existentes, mediante un muro de concreto con rasante a la elevación 204 msnm y de ser posible, trasladar las cuatro compuertas de mayor altura al nuevo vertedor que los reemplazaría.

III.c    También se requiere sobreequipar la central con 540 MW, ya sea ampliando la casa de máquinas o construir una nueva central hidroeléctrica en la margen izquierda, utilizando parte de los túneles de desvío y la clausura de los actuales vertedores. En complemento y de ser factible se procedería a comunicar los pozos de oscilación para convertirlos en galerías de equilibrio y aumentar la carga efectiva

IV. Proyecto Malpaso 2, Chiapas.    Resulta muy conveniente y oportuno, desarrollar un moderno y competitivo proyecto hidroeléctrico sobre el río La Venta -principal afluente al embalse del proyecto Malpaso-, justo en su unión con el río Negro. Con una capacidad de 540 MW y generación de 1800 millones de kW·h, fortalecería la contribución del SHGM en el sistema interconectado sur y, al mismo tiempo, al preverse como elevación del desfogue el nuevo nivel máximo de la central Malpaso -200 msnm-, completaría el aprovechamiento de los recursos hidráulicos regionales.

V. Proyecto Las Peñitas, Chiapas.     Emplazado en las estribaciones de la sierra norte de Chiapas, donde empieza la llanura costera, a 73 kilómetros aguas abajo de la presa Malpaso -que controla el 82% de sus aportaciones- y a 83 kilómetros al suroeste de Villahermosa, dispone de una potencia de 420 MW y producción de 1450 millones de kW·h. Con reducida capacidad y localizado dentro de una zona de muy alta precipitación (los ríos TzimBac y Sayula, con área de captación de 1295 kilómetros cuadrados, aportan cuatro mil millones de metros cúbicos anuales; 63% más que la cuenca propia de Chicoasen que tiene una superficie seis veces mayor) y la dañína deforestación-erosión que compromete su baja capacidad útil, hacen que su seguridad y operación queden supeditadas a los otros tres proyecto.

Aquí es necesario reiterar, que al ser proyecto de menor dimensión y el último aprovechamiento antes de que el río Mexcalapa fluya por la planicie, adquiere y concentra la responsabilidad de este sistema, con respecto a su participación en el control de inundaciones, y se canalicen únicamente escurrimientos regulados hacia el Golfo de México. De tal forma que en coordinación con otras obras hidráulicas en la parte baja de la cuenca: cauces rectificados, bordos-carreteros, lagunas y áreas naturales de inundación, tiene el propósito de proteger a las poblaciones del centro-norte de Tabasco, en particular a la ciudad de Villhermosa; lo cual implica, de su correcta operación, cumplir con todos los objetivos y alcances del S.H.G.M.

Debido a serias limitaciones y deficiencias de concepto y planeación, el proyecto Las Peñitas no puede satisfacer de manera oportuna y conveniente las funciones que caracterizan a este tipo de centrales -versatilidad para afrontar alteraciones en los sistemas eléctricos, facilitar los paros programados de las principales centrales de vapor, control efectivo de inundaciones y azolves…-, básicamente por:

V.a      Al no tomarse en cuenta las aportaciones de cuenca propia en el diseño de la central hidroeléctrica -el caudal de equipamiento es igual a la extracción máxima de la central Malpaso: 1440 metros cúbicos por segundo-, existen derrames frecuentes por los vertedores en la época de lluvia -como sucedió en el año de 1999-. Esta imprevisión se traduce en pérdida de energía –cada metro cúbico no turbinado es electricidad no generada-, aunado a los daños en la obra de excedencias y la sobreelevación de los niveles en el desfogue, lo que reduce la carga productiva.

…Con la construcción de la nueva obra de excedencias, que controlaría-transferiría los volúmenes extraordinarios de las centrales La Angostura, Chicoasen y Malpaso fuera de la cuenca del río Grijalva-Mexcalapa, esta restricción quedaría resuelta, pues el proyecto Las Peñitas solamente tendría que regular y en su caso derramar caudales excedentes propios. Esta condición, prescindiría del vertedor auxiliar y de ser viable, podría transformarse en una segunda casa de máquinas (el puerto-dique El Mico situado a tres kilómetros al noreste de la presa, también representa una buena alternativa para el sobreequipamiento). Así, el vertedor de servicio operaría esporádicamente y, al combinarse con un mayor caudal regulado por la central, la probabilidad de derrame y afectación aguas abajo disminuirían considerablemente.

V.b      La actual falta de potencia -durante su época de planeación y posterior construcción se insistió en instalar como mínimo 600 MW, con el propósito de facilitar la futura ampliación de la central Malpaso y utilizar de manera eficiente las aportaciones propias- limita una operación completa con los otros proyectos.

…Al disponer con nuevas condiciones y facilidades para regular las extracciones de las demás centrales hidroeléctricas y, de sobreequiparse con 300 MW, su caudal de diseño aumentaría a 2500 metros cúbicos por segundo, suficiente para aprovechar íntegramente los desfogues de Malpaso -este proyecto contaría con una potencia total a futuro de 1620 MW- y sus captaciones propias, como para reducir los daños de recurrentes inundaciones en la llanura costera. En complemento, el río Grijalva- Mexcalapa debe dragarse-encauzarse donde se requiera para recuperar en lo posible su capacidad original (3500 metros cúbicos por segundo) y colocarse pantallas metálicas de 5.50 metros sobre las compuertas del vertedor de servicio.

V.c    El bajo almacenamiento del embalse -al compararlo con los escurrimientos de su misma cuenca sólo equivale al 37%-, la insuficiente potencia y caudal de equipamiento, que dificulta aprovechar oportunamente aportaciones extraordinarias en años lluviosos, así como una mínima capacidad útil obstaculizan su contribución frente a contingencias en el sistema interconectado sur. Por su posición estratégica, cualquier falla o perturbación compromete la calidad del servicio eléctrico. Esa situación sucedió en el pasado reciente, afectando a los estados del sureste.

…Es prioritario incrementar la potencia de la central Las Peñitas con dos unidades de 150 MW -la producción se elevaría a 1850 millones de kW·h-, lo cual permitiría optimizar sus índices técnico-económicos y energéticos; facilitaría en coordinación con los otros proyectos, cumplir los preceptos y funciones básicas para centrales hidroeléctricas y se abatirían riesgos y situaciones de urgencia originados por fenómenos naturales e imprevistos en los sistemas interconectados. De este modo el proyecto Las Peñitas, al reforzar su presencia y participación regional, aprovecharía en forma más eficiente y productiva los abundantes recursos hidráulicos; por lo mismo, proporcionaría un servicio eléctrico de mayor calidad y seguridad.

VI. Central Mexcalapa, Tabasco-Chiapas. Con la finalidad de mejorar plenamente en el proyecto Las Peñitas el control de inundaciones y, en consecuencia, aprovechar todas las aportaciones normales y extraordinarias en la producción de electricidad, es conveniente -si las diversas afectaciones e indemnizaciones lo permiten- construir una central hidroenergética de baja carga, la cual se ubicaría a 27.5 kilómetros aguas abajo de este proyecto. Se formaría con un dique-carretero de 13 kilómetros y su planta hidroeléctrica, con capacidad de 300 MW y generación de 950 millones de kW·h quedaría en el extremo oriente, a fin de canalizar al río Mexcalapa únicamente extracciones reguladas. Su vertedor, que estaría en el empotramiento oeste de la presa descargaría al río Las Flores, afluente del río Tonala; condición que eliminaría cualquier riesgo asociado al SHGM de futuras inundaciones en las zonas bajas.

…Con la nueva central Mexcalapa se alcanzaría un uso integral de los escurrimientos de la cuenca del río Grijalva -desde su origen en la República de Guatemala hasta la llanura tabasqueña-; con lo cual el principal sistema hidroeléctrico, incrementaría notablemente sus beneficios en el desarrollo regional, en especial lo relativo a proteger de recurrentes y catastróficas inundaciones las importantes poblaciones, campos agrícolas e instalaciones industriales en esta parte de la vertiente del Golfo. De modo que con nuevos criterios de operación, y al efectuarse las ampliaciones y modificaciones recomendadas en las cuatro centrales del SHGM, podrán corregirse a fondo las restricciones de operación y la participación del proyecto Las Peñitas.

Lo anterior, al conjuntarse con diversas acciones de conservación y uso racional de los recursos: reforestación general, control de erosión y de la maleza acuática -en especial del lirio para impedir su proliferación y, por consiguiente, reducir pérdidas por evapotranspiración-, evitar la invasión de zonas de inundación…, además de prolongar la capacidad y vida útil de todo el sistema y revalorarse íntegramente las cualidades y ventajas de cada proyecto se fomentarían y desarrollarían a gran escala las actividades turísticas, de esparcimiento, la piscicultura y la navegación en seis excelentes embalses, donde en sus riberas podrían establecerse nuevas poblaciones.

Por lo que con renovados criterios y normas bien definidas de funcionamiento, las convenientes actualizaciones a los proyectos Malpaso y Las Peñitas -se adicionarían 840 MW y 1750 millones de kW·h-, así como la ejecución de obras de control de azolves en la cuenca propia de Chicoasen, las inversiones de capital requeridas, sin duda adquirirían una alta rentabilidad y competitividad. Si se incluyen el atractivo proyecto sobre el río La Venta y la central de baja carga Mexcalapa, el total por agregar al SHGM sería 1680 MW de potencia y 4500 millones kW·h de generación, lo que representaría el 43% y 41% respecto a los mismos conceptos en operación.

Con estas acciones y obras complementarias para optimar el Sistema Hidroeléctrico Grijalva-Mexcalapa, al coordinarse con los proyectos para controlar-trasvasar los ríos del sistema Tacotalpa-La Sierra hacia el río Tuliha; el conjunto UsuTulha (Presa Salto de Agua, Proyectos Boca del Cerro y Bajatzen, Canal Balancan y Central Chumpan, Distrito Agrícola Tacotalpa-Candelaria y Canal Villahermosa-Chiltepec), más los proyectos hidroeléctricos Quetzalli, Pico de Oro, Huixtan I, Huixtan II, Jattza y Nancé, ubicados en la cuenca del río Usumacinta; el Río-Canal de derivación a la península de Yucatán; los trenes eléctricos de alta velocidad Transístmico de ocho vías y del Golfo de doble vía; el centro energético Minatitlán II y el Canal Interoceánico de Tehuantepec, todos integrantes del Complejo de Desarrollo del Sureste, comenzaría una prometedora y auténtica era de bienestar en tan estratégico territorio de México.

Ing. Manuel Frias Alcaraz

manuel.frias@mexicotm.com

México, D.F. Diciembre de 1999.

México, D.F. Abril de 1994. Actualizado y ampliado a Diciembre de 2002.