Comisión Nacional de Riego, CNR. Ministerio de Agricultura / www.cnr.gob.cl

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“Si bien Chile aún no aprovecha del todo el gran potencial de generación hidroeléctrica de pasada tradicional, las dificultades relacionadas con la distancia y robustez de las líneas de distribución eléctrica, tramitaciones medioambientales, territorios de pueblos originarios, entre otros, han hecho que el desarrollo de proyectos de generación de energía renovable de pequeña hidráulica sea reducido”, comenta Sebastián Marcus, director de proyectos en JMS Ingenieros Consultores, empresa que entre sus servicios de ingeniería incluye el diseño de proyectos de pequeñas centrales hidroeléctricas de pasada.

Según afirma y en contraposición con esta situación, países como Alemania y Japón ya han utilizado gran parte de sus recursos naturales para la generación hidráulica. “Han proliferado nuevas tecnologías para, por ejemplo, aprovechar pequeños desniveles en canales de

Beneficios y novedades de las turbinas para generación hidráulica

Ingeniero explica los principales avances en esta materia, destacando que las nuevas tecnologías requieren de muy pocas obras civiles, lo que disminuye los tiempos de construcción.

regadío o turbinas para aprovechar sectores de reducción de presión en tuberías de agua potable o residual de industrias. Y son estas tecnologías las que permiten un desarrollo rápido en obras de riego, principalmente por los reducidos requerimientos de obras civiles”, señala.

Sobre las ventajas que tienen las pequeñas centrales en obras de riego, Marcus destaca que la principal es que las obras de captación y conducción ya existen, mientras las áreas de intervención, por ende, también se minimizan. Por ello, los tiempos de diseño y construcción son menores que en una tradicional, como también los montos de inversión considerando sólo estos aspectos, pues se reducen los tiempos de tramitación, obras y construcción.

Agrega que las nuevas tecnologías requieren de muy pocas obras civiles, lo que disminuye aún más los tiempos. “Por

el lado económico, permite generar ingresos adicionales importantes para las asociaciones de canalistas o regantes”, afirma.

Según las cifras que expone, actualmente en Alemania existen alrededor de 7.500 pequeñas y minicentrales hidroeléctricas (CH), que en conjunto aportan 4.800 MW. En tanto, en Japón existen 1.200 CH, que totalizan 3.300 MW y representan el 7% de la generación de ese país.

Marcus comenta que el Ministerio de Economía, Comercio e Industria de Japón estima que todavía tienen un potencial de 12.300 MW en 3.000 ubicaciones factibles de desarrollar económicamente, “mientras que en Chile existen alrededor de 60 centrales de pasada en funcionamiento a la fecha, aportando 323 MW, existen otros 40 MW en construcción y 320 MW con RCA (Resolución de Calificación Ambiental)

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Año 2 / N° 6 / Noviembre 2013. Juntos, cuidando el agua de Chile.

Nuevas tecnologías

aprobados o en proceso de aprobación. Si consideramos que nuestras condiciones geográficas e hidrológicas son al menos igual de favorables para el desarrollo e instalación de este tipo de plantas de generación hidroeléctrica que los países mencionados, los estudios que

cifran el potencial de Chile en este tipo de generación del orden de 10.000 MW no serían exagerados. La pregunta que habría que hacerse es por qué, con las condiciones naturales que poseemos, el desarrollo de estas centrales ha sido tan lento”, plantea.

Nuevas turbinas

En ese contexto, son varios los países que se han visto en la necesidad de innovar en el desarrollo de turbinas que aprovechen ubicaciones no exploradas, como pequeños desniveles de terreno, es el caso de las turbinas alemanas DIVE o las japonesas STREAM de Seabell. “Otra alternativa es buscar puntos de instalación dentro de las áreas de espacio restringido, como estaciones de bombeo existentes, las instalaciones de tratamiento de agua y sistemas de drenaje y reemplazo de válvulas reductoras de presión, como la Linkless de Tanaka, que es una turbina Francis modificada para conectar como bypass en tuberías de presión existentes; hay varias en Japón, entre 50 y 300 kW”, puntualiza Marcus.

“Las turbinas DIVE son las que están funcionando en Chile, una en un río Donguil, la otra en un pequeño canal Purísima; son turbinas que van de los 200-1.000 kW. Las turbinas Japonesas STREAM de Seabell están comenzando la producción en serie en India, de un tamaño estandarizado de sólo 10 kW para reducir los costos”, explica. Los parámetros para determinar el tipo de turbina a instalar en cada sitio son el caudal de diseño y la altura de caída neta. “Para cada sitio, existe un grupo acotado de tipos de turbinas que se pueden seleccionar. Luego, hay varios factores que influyen en la elección, los que pueden ser eficiencia, rango de variación de caudales y costos, entre otros. En Chile existen turbinas de cada uno de los modelos: Pelton, Francis, Flujo Cruzado, Kaplan, etcétera. No existe un modelo que predomine o que sea mejor que otro”, expresa.

Turbina STREAM, Tsuru-city en Yamanashi, febrero de 2013.

Montaje turbina DIVE. Central Hidroeléctrica Donguil, junio de 2011.

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Cabe destacar que las turbinas DIVE o STREAM se desarrollaron para aprovechar desniveles en canales de regadío y no compiten entre sí, pues apuntan a diferentes rangos de caudal y desnivel. La turbina se diseñó para aprovechar desniveles muy pequeños de hasta 3 metros y caudales de hasta 5 metros cúbicos por segundo, por lo que sus turbinas pueden generar entre 1-50 kW, mientras que la turbina DIVE es aplicable a rangos entre 2 y 25 metros de desnivel y 1,5 a 18 metros cúbicos por segundo de caudal, por lo que sus turbinas pueden generar entre 30-1.300 kW. La turbina DIVE tiene 10 años de experiencia y varias turbinas en operación, en tanto, la turbina STREAM podría llegar a Chile a partir del próximo año.

“Las principal ventaja de esta turbina es que prácticamente no requiere de obras civiles para su instalación y el tiempo para montaje y puesta en funcionamiento es de 4 a 5 días. Su diseño de doble eje permite operar en un amplio rango de caudales, se adapta a las condiciones de cada sitio y no requiere de protección adicional ante hojas y basura que flotan por los canales. Su producción estandarizada y componentes simples permiten bajos costos de operación y mantención”, destaca Marcus.

Innovación

Para el ingeniero, todo este tema se relaciona con la importancia de la innovación y las nuevas tecnologías en obras de riego. “En este momento, lo fundamental es innovar en políticas públicas, institucionalidad, reglamentos, leyes y/o normativas que faciliten y fomenten la incorporación de tecnología para generación hidroeléctrica en obras de riego. Por ejemplo, la ley de Net Meetering fue promulgada en febrero de 2012, que fomenta la incorporación de centrales menores a 100 kW, pero entrará en vigencia una vez que se dicte el reglamento”, comenta.

Otro ejemplo es la importancia de la Ley de Carretera Eléctrica, “lo que a mi juicio es una innovación que facilitará la tramitación para la obtención de las servidumbres de los terrenos para líneas de transmisión eléctrica, con lo que se podrán incorporar muchos proyectos de ERNC de pequeña hidráulica, que están frenados por la lejanía de los puntos de conexión o por la reducida capacidad de las redes de distribución en donde se ubican”, afirma.

Según Marcus, otro punto donde se podría innovar y que influye en la tramitación de los proyectos en canales de riego “son los parámetros que se utilizan para definir la necesidad de realizar una Declaración de Impacto Ambiental, dentro de los cuales están: si el caudal es superior a 2 (m3/s) o la potencia instalada es superior a 3,0 (MW). En mi opinión, estos parámetros no siempre son los más representativos para determinar si un proyecto requiere o no una Declaración de Impacto Ambiental (DIA), en especial en un canal de regadío, donde ya existe una obra de captación y conducción de las aguas y en que la intervención adicional para generar es mínima. Sería interesante que se genere una discusión al respecto y se innove en generar procesos abreviados, siempre cautelando el medio ambiente y la comunidad”, sintetiza.

Turbina Francis (transmisión por poleas), de 95 kW operando con 48 m y 0,25 m3/s en estación

de bombeo.

Turbina Francis (transmisión directa), de 32 kW operando con 14 m y 0,30 m3/s bajo embalse de

agua de distribución.