CENTRAL HIDROELÉCTRICA DE URRA Y ASPECTOS AMBIENTALES

EMPRESA URRÁ S.A. E.S.P.

La Central Hidroeléctrica URRÁ I. Generación de Energía y aspectos

ambientales

Sincelejo marzo 20de 2014

CENTRALES HIDROELECTRICAS

SON INSTALACIONES QUE PERMITENAPROVECHAR LA ENERGIA POTENCIAL DELAGUA (EMBALSE) Y MEDIANTE LAS TUBERIASDE CONDUCCIÓN (ENERGÍA CINETICA) YCONVERTIDA EN ENERGÍA GIRATORIAMEDIANTE LAS TURBINAS Y EN ENERGÍAELÉCTRICA A TRAVÉS DE LOS GENERADORES

3Fuente:hydropower.org

FUENTES DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN EL MUNDO

Energía hidroeléctrica

• Renovable y limpia

• Almacenable mediante embalse

• No almacenable una vez producida

• Mínimo costo de operación

• Alto costo de instalación

• Amplio período de construcción

• Impacto ambiental

construcción, embalse, régimen de caudales

CARACTERÍSTICAS DEL RECURSO

Partes y funcionamiento de las

centrales hidroeléctricas:• El agua se transporta por unos

conductos o tuberías forzadas, controlados con válvulas para adecuar el flujo de agua con respecto a la demanda de electricidad. En la figura se aprecia cómo el agua que llega con alta presión a la turbina, incide en sus álabes, haciendo girar su eje, el cual va conectado a un generador produciendo en éste energía eléctrica. Luego el agua sale por los canales de descarga. Los generadores están situados justo encima de las turbinas y van conectados con árboles verticales. El diseño de las turbinas depende del caudal de agua; las turbinas Francis se utilizan para caudales grandes y saltos medios y bajos, y las turbinas Pelton para grandes saltos y pequeños caudales.

Conjunto Turbina- Generador

• .

Fuente: XM

Elementos del sistema

FUNCIONAMIENTO DE UNA CENTRAL HIDROELÉCTRICA

CENTRAL HIDROELÉCTRICA DE URRÁ I

ANGOSTURA DE URRA

EMBALSE DE URRÀ

PRESA

TUNELES DE

DESVIACIÒNCASA DE

MÀQUINAS

ESTRUCTURA DE TOMA

REBOSADERO

SUBESTACIÒN

ISA

RÌO SINÙ

CENTRAL HIDROELÉCTRICA URRÁ I

COMPROMISO Y CALIDAD UN PROPÓSITO EN URRÁ

EMPRESA URRÁ S.A. E.S.P. COMPROMISO Y CALIDAD UN PROPÓSITO EN URRÁ

PRESA Y DIQUE AUXILIAR

Tipo Núcleo impermeable degravas arcillosas yespaldón de gravaslimpias con proteccionesde enrocado

Altura de la presa 73 m

Altura del dique 51 m


PRESA Y DIQUE AUXILIAR

Cota cresta de presa y dique 137.0 msnm

Volumen total de relleno 6.5 Mm3

(presa y dique)

Longitud de la cresta 1300 m


TERRAPLÉN ZONIFICADO, COMPUESTO DE UN NÚCLEO

CENTRAL DE GRAVAS ARCILLOSAS IMPERMEABLES Y

ESPALDONES DE GRAVAS LIMPIAS. ALTURA DE 73 m

TERMINADO EN UNA CRESTA DE 660 m DE LONGITUD Y 12

m DE ANCHO, CON UN VOLUMEN DE RELLENO DE

3’800.000 m3





ALTURA DE 50 m

LONGITUD DE CRESTA DE 600 m

VOLUMEN DE RELLENO DE 2’550.000 m3



Está compuesta por cuatro bocatomas

con rejas inclinadas

(con un caudal de diseño por cada

una de ellas de 175 m3/s), una

compuerta de servicio para cada una

y una compuerta de guarda , operada

por un sistema de grua- portico.

Dimensiones: 5,1 x 6,5 m2




CONDUCCIÓN DE CARGA

Tipo: Túneles, pozos blindados ytubería de carga superficial

Número de 4Conductos:

Diámetro: 6.5 m

Longitud total real 176.0 mde cada conducto:


Son cuatro túneles de carga de diámetro 6,50 m que alimentan a las unidadesgeneradoras de Casa de Máquinas

Cada uno tiene 214,83 m de longitud de los cuales 176,33 m son blindados en acero.

La diferencia de cotas entre el túnel superior y el túnel inferior es de 26,75 m.


VISTA LATERAL DE LA TUBERIA DE PRESION


Vertedero tipo borde libre.

Su longitud es de 196.4 metros convertedero de ancho variable entre 120metros en la cresta hasta 80 metros en laentrada al río.

La longitud libre es de 182 m

DISEÑO ORIGINAL

Localizado sobre la margen derecha del Río Sinú. Estructura principal decontención y rebose de las aguas embalsadas. Su capacidad máxima dedescarga es de 9.500 m3/s.


La longitud del nuevo vertedero es 1,8 vecesel del original.

Con la instalación de los Diques Fusibles apartir del año 2010, la cota de rebose paso de128.5 msnm a 130.5 msnm.

El caudal de entrada al embalse es el mismo,por lo cual el de salida seguirá siendo el mismo.

Se aumenta la capacidad de regulación delembalse en 150M de m3.

Los caudales de operación se mantendrán conla misma tendencia que se tenía antes deconstruir el realce del vertedero.

MODIFICACIÓN



CARACTERISTICAS DEL EMBALSE

Área máxima 7.740 hectáreas

Ancho máximo 5,2 Km

Volumen útil 1.362 millones de m3

Volumen muerto 528 millones de m3 de agua

Volúmen total 1.890 millones de m3

Cota de rebose del embalse

130.5 msnm

Cota mínima de operación

107 msnm

Profundidad máxima 67.50 m

Perímetro 248 Km

Cuenca aportante 4.600 Km2

Vida útil 200 años

El Río Sinú se represó a la altura de la angostura de URRÁ, a 276 Km de su

desembocadura.


En el túnel No. 2 se encuentra instalada la descarga de fondo con un sistema de compuertas deslizantes. El caudal de descarga máxima es de 317.4 m3/s.

Localizado sobre la margen derecha del Río Sinú.

El túnel No. 1 se encuentra sellado, este solo funcionó durante la etapa de construcción.


De tipo superficial.

Alberga cuatro conjuntos turbina-generador tipo Francis de 85 MW por unidad.

Tiene una altura de 44 metros y 130 metros de largo, incluye una zona demontaje.


En este se desarrollan las funciones

administrativas y cuenta con una

sala especializada donde se

coordinan y ejecutan las maniobras

de control de la Central

Hidroeléctrica URRÁ I.


Ofertas de Precio Día k+1

Declaración de disponibilidad k+1

Buzón Electrónico

Despacho Programado

PROGRAMACIÓN DE LA OPERACIÓN


MISIÓN

Programar diariamente los recursos de generacióne interconexión, teniendo como propósito laatención de la demanda total, cumpliendo con loscriterios de seguridad, calidad, confiabilidad yeconomía establecidos en la regulación vigente


DESPACHO PROGRAMADO

Resolución CREG 004 de 2004

Programación de los Recursos de generación para unperiodo de 24 horas mediante procesos de optimizacióndiario, tomando como referencia el Despacho Preliminar,considerando las características técnicas de las plantas yunidades de generación y los requerimientos de AGC,según la regulación vigente


PROCESOS• Horizonte: Día siguiente

OFERTASASIGNACIÓN

AGCDESPACHO

PROGRAMADO TIE


COMPONENTES DE LA OFERTA

Oferta de Precio

Declaración de Disponibilidad

Declaración de Disponibilidad “franja” para AGC por Unidad

Declaración de Disponibilidad “franja” para AGC por Recurso

Declaración de Pruebas

Combustible Sustituto (Plantas Térmicas)

Configuración de Rampas (Plantas Térmicas)

Declaración de Mínimos Obligatorios (Plantas Hidráulicas)


OFERTA DE PRECIOS

Resolución CREG 004 DE 2003

Para el envío de información de la oferta al CND, se usa latransmisión electrónica de datos que haya establecido elCND, como principal.

El CND y el ASIC aplicará la confidencialidad para elmanejo de la información de ofertas suministradas por estemedio por las empresas generadoras.


OFERTA DE PRECIOS


Para el Despacho Económico Horario, las empresasgeneradoras deben informar al Centro Nacional deDespacho (CND) antes de las 8:00 horas, una única ofertade precio para las 24 horas (expresadas en valores enterosde $/MWh por cada recurso de generación, exceptuandolas cadenas hidráulicas


DECLARACIÓN DE DISPONIBILIDAD


Para el Despacho Económico horario, las empresasgeneradoras deben declarar diariamente al CND antes delas 8:00 horas, la mejor declaración de la disponibilidadesperada (expresada en valor entero en MW) a nivelhorario, para cada unidad generadora.


ANÁLISIS ELÉCTRICO DEL DESPACHO

El objetivo del análisis eléctrico es garantizar que laoperación de los recursos de generación y transmisióncubran la demanda de potencia y Energía del SIN con unaadecuada confiabilidad, seguridad y calidad.


ESQUEMA OPERATIVO

CND

Transportadores Nacionales

Generadores Operadores de Red


RELACIÓN ENTRE FRECUENCIA Y DEMANDA

La Carga (demanda) de un sistema de Potencia está enconstante variación, por lo tanto existen diferenciasentre potencia generada por las máquinas y la demandareal.

Estas diferencias las suplen los generadores que seencuentren prestando el servicio de AGC.


RELACIÓN ENTRE FRECUENCIA Y DEMANDA

Empresa URRÁ S.A. E.S.P.Compromiso y Calidad un Propósito en URRÁ

RESTRICCIONES PARA LA OPERACIÓN DE LA CENTRAL HIDROELÉCTRICA URRÁ I

(REQUERIMIENTOS EXPLÍCITOS)


Intercambio de Aguas RíoCiénagas

En la Licencia Ambiental (ResoluciónNo.838/99) el Ministerio de Ambienterequiere a la Empresa URRÁ S.A. E.S.P.a: “...garantizar el intercambio de aguarío-ciénagas simulando las curvashistóricas de caudales naturales delrío”.

En el Auto No.2964 de diciembre 22 de2006 el Ministerio de Ambiente aceptaque la Empresa está garantizando elintercambio de agua con las ciénagas,pero advierte que esto se estáhaciendo sin simular las curvashistóricas de caudales naturales del río.


La Empresa se comprometió enAudiencia de Pacto de Cumplimientorelacionada con la erosión de las orillasdel Río Sinú celebrada el 25 de mayo de2005 a: “...tramitar ante las autoridadescorrespondientes la flexibilización de lasreglas de operación de la CentralHidroeléctrica Urrá, con el fin de regularde mejor manera el caudal del Río Sinú,y minimizar así las variaciones bruscasde su nivel”.

Un estudio realizado por la Empresa en2006 establece que el aumento en laciclicidad de los aumentos y descensosde los niveles de agua puede afectar lostaludes potencialmente inestables.

Erosión en las Márgenes del Río Sinú


ante las entidades competentes como la CREG, CND, CON yentidades afines, y presentar a este Ministerio para evaluación yaprobación, una propuesta de alternativas de descarga de caudales aguasabajo del proyecto, con el objeto de buscar el mejor ajuste degradualidad para efectos de simular las curvas históricas de caudales delrío antes de entrar en operación, considerando el comportamiento yfluctuaciones de caudales a nivel diario (y si es necesario horario) y nopromedios mensuales multianuales.

Tortuga de Río

Basados en los supuestos impactosque la operación de la Central estácausando sobre la tortuga de río, enlos Autos No.2964 de diciembre 22 de2006 y No.3047 de noviembre 9de 2007, el Ministerio de Ambienterequiere a la Empresa a: “Realizar lasgestiones necesarias


Para los anteriores análisis se podrán tener en cuenta los caudales mediosdiarios históricos antes de entrar en operación el proyecto, los cualesURRÁ S.A. E.S.P. clasificó como años secos, promedios y húmedos; dondese deberán buscar los mejores ajustes de gradualidad de los ciclosnaturales invierno-transición-verano anuales históricos previos a laoperación del proyecto”.

Atendiendo el requerimiento del MAVDT de estudiar alternativas deoperación de la hidroeléctrica, la Empresa acometió inicialmente unestudio que consideraba descargar al Río Sinú los caudales que entrabana la hidroeléctrica considerando un rezago de dos o tres días, pero estotenía implicaciones operativas y comerciales que hacían inviable estaopción.

Posteriormente se realizó un análisis considerando las series hidrológicasprevias a la construcción de la hidroeléctrica, que resultó en la definiciónde una franja de operación que finalmente fue presentada paraevaluación del MAVDT en el año 20120, y aprobada por esa autoridadambiental mediante la Resolución No.1941 de octubre de 2010.


RESTRICCIONES PARA LA OPERACIÓN DE LA CENTRAL HIDROELÉCTRICA URRÁ I

(OTROS ASPECTOS)


Transporte

El Río Sinú a lo largo de las riberas esutilizado por sus habitantes como medio detransbordo de una margen a la otra através de planchones, y en muchos sitiosestos planchones son utilizados tambiénpara el trasbordo de vehículos y ganado.Los cambios bruscos de caudales en el ríoen invierno a condiciones de veranoocasionaban problemas en elfuncionamiento de éstos, lo que en sumomento generó muchas quejas por partede usuarios y operadores de estetradicional medio de transporte. Estasituación se ha mejorado notablementecon la implementación de la Franja deOperación.


Zona Deltaico Estuarina

Debido a los mayores volúmenes deagua dulce que están llegando alestuario, principalmente en época deverano en comparación con la situaciónantes del proyecto, se está presentandodulcificación de algunas ciénagas, con laconsecuente pérdida de diversidad en lasespecies ícticas y la eventual afectaciónen la regeneración de algunas especiesde mangle.

Una medida de mitigación a los impactoscausados por la operación de la Centralen ese ecosistema, consiste en dejar dedireccionar demasiada agua dulce a lasciénagas del estuario en época deverano, lo que en gran porcentaje se vemitigado con la implementación de laFranja de Operación.

La Central Hidroeléctrica Urrá I había venido operandodesde su entrada en servicio en el año 2000 con una ocuatro unidades debido a la dificultad de obtener undespacho intermedio, por el tamaño de la Central, situaciónque obligaba a ofertar precios de oferta alto para salir conla inflexibilidad de una unidad al 70% o precios bajoscuando se quería salir generando, situación que presentabarestricciones para aproximar de mejor manera lasdescargas desde la Central al régimen de caudalesnaturales del Río Sinú, dado que se registraban cambiosbruscos de caudal en magnitudes que superaban a lasregistradas en la situación natural previa a la entrada enoperación de la hidroeléctrica, y adicionalmente no eraposible reproducir las tendencias hidrológicas naturales deverano e invierno, tal como requería la Licencia Ambiental.


Es importante mencionar que la franja de operación dela Central Hidroeléctrica Urrá I se asemeja al conceptode caudal ecológico, ya que con su utilización laoperación de la hidroeléctrica se aproxima de mejormanera a las condiciones naturales históricas,haciéndola mucha más amigable desde el punto devista ambiental.


FRANJA DE OPERACIÓN REQUERIDA POR EL MAVDT(Resolución 1941 de Octubre de 2010)

Franja de OperaciónCAUDAL

(m3/s)

Ene. Feb. Mar. Abr. May. Jun. Jul. Ago. Sep. Oct. Nov. Dic.

Caudal Mínimo a

Descargar75 75 75 75 177 260 272 233 250 256 228 75

Caudal Máximo a

Descargar354 272 318 522 700 700 700 700 700 700 700 512

Empresa URRÁ S.A. E.S.P.

Compromiso y Calidad un Propósito en URRÁ


0

100

200

300

400

500

600

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800

Q (

m3

/s)

Caudal Mínimo Caudal Máximo

ENERO

FEBRERO

MARZO

ABRIL

MAYO

JUNIO JULIO

AGOS. SEPT.OCTUB.

NOVIEM.

DICIEM

0

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400

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700

8001

13

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145

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169

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193

205

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229

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301

313

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337

349

361

Cau

dal (m

3/s)

Día

FRANJA DE OPERACIÓN VS. DESCARGAS 2005

Descargas Min.

Descargas Max.

Descargas 2005


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Cau

dal (m

3/s)

FRANJA DE OPERACIÓN VS. DESCARGAS 2006

Descarga Min.

Desgarga Max.

Descargas 2006


-

200,00

400,00

600,00

800,00

1.000,00

1.200,00

1.400,00

1.600,00

1.800,00

01-ene 01-feb 01-mar 01-abr 01-may 01-jun 01-jul 01-ago 01-sep 01-oct 01-nov 01-dic

m³/

sOPERACIÓN EMBALSE DE URRÁ I

AÑO 2012

Aportes (m3/s) Descargas (m3/s) Caudal Mínimo (m3/s) Caudal Máximo (m3/s)


0,00

200,00

400,00

600,00

800,00

1.000,00

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1.400,00

Q (

m3

/s)

OPERACIÓN HIDROELÉCTRICA 2011

Descargas

Aportes


Sistema de Transmisión Nacional


URRÁ DENTRO DEL MERCADO

La capacidad instalada de URRÁ, 340MW, representa el 2,36% de la capacidad instalada en Colombia a diciembre de 2011.

La generación de URRÁ en 2011 fue 1.432,7 GWh que corresponden al 2,44% del total nacional.


OPERACIÓN DE URRÁ I

El Complejo Hidroeléctrico URRÁ fue concebido comoMultipropósito (Generación y Control deinundaciones).

La Central Hidroeléctrica Urrá I cuenta con unasreglas de operación que integran variablesambientales, de generación eléctrica y el control dellas crecientes provenientes de su cuencaaportante, minimizando las inundaciones aguasabajo.

Regla de para manejo de crecientes:

Qmáximo = 700 m3/s

Qgeneración + Qvertedero <= 700 m3/s


El solo hecho que exista un embalse amortigua lascrecientes por el efecto remanso que se produce en él.

La operación del embalse esta enmarcada durante todo elaño dentro de una curva guía máxima y una mínima, laprimera diseñada para control de inundaciones, y la últimadiseñada con base en criterios ambientales (calidad deaguas, crecientes artificiales para estímulo de peces, etc).

El embalse Urrá I ha controlado desde su entrada enoperación y hasta agosto de 2012, 216 crecientes concaudales medios diarios superiores a 700 m3/s, que de nohaberse construido la hidroeléctrica hubieran provocadoinundaciones en la cuenca media y baja del Río Sinú.


EMPRESA URRÁ S.A. E.S.P.EMPRESA URRÁ S.A. E.S.P.

Central Hidroeléctrica URRÁ I

Beneficios


Compensación en dinero:

Entrega al municipio de Tierralta $971 millones por Regalías porexplotación de material - Ley 141 de 1994 y $203 millones por la Ley 56/81Fondo Especial por compra de tierras.

Generación de empleo:

Directos, 3.000 personas entre profesionales, administrativos, técnicos, yobreros, de los cuales más de 60% fueron del departamento de Córdoba.

Indirectos, superó las 10.000 personas, debido a al incremento en lademanda de productos y servicios técnicos y especializados en la zona deURRÁ, en el municipio de Tierralta y en el departamento de Córdoba.

BENEFICIOS DURANTE LA CONSTRUCCIÓN


Infraestructura básica en el municipio de Tierralta:Rehabilitación y pavimentación de 30 km de vías existentes.Construcción y pavimentación de 8.5 km de vías nuevas.Línea de Transmisión de energía 30 km.

Inversiones en Infraestructura Social: Se construyeron 589viviendas con su correspondiente equipamiento comunal(acueductos, alcantarillado, energía, vías internas, escuelas, salonescomunales, iglesias, cementerios, puestos de salud, centros deatención medica de urgencias – CAMU-, corregidurías).

Ubicados en 9 sitios de reasentamiento. Con una inversión total de28.134 millones de pesos, incluidos los terrenos donde seconstruyeron los reasentamientos.

BENEFICIOS DURANTE LA CONSTRUCCIÓN


Salud y Educación: Atención directa en estos temas a lascomunidades afectadas para enfrentar el nuevo modo de vida.

Desde 1982, se iniciaron los programas, con la atención de 39escuelas con sus respectivos maestros y 39 centros de saludrepartidos en el mismo numero de veredas afectadas por lacentral, programa al que posteriormente se unió la gobernación deCórdoba, logrando atender a más de 3500 niños en edad escolarbásica, y a todas las familias necesitadas en materia de salud. Conuna inversión por parte de URRÁ de cerca de $1627 millones depesos, durante esa etapa.

Capacitación, a través del Sena y de Fundecor (Fundación para elDesarrollo de Córdoba), para más de 3000 personas con unainversión de $560 millones de los cuales URRÁ S.A. aportó $286millones.

BENEFICIOS


BENEFICIOS OBTENIDOS POR LA CONSTRUCCIÓN DE LA CENTRAL

HIDROELECTRICA URRÁ I

Mayor confiabilidad al sistema de generación de la Costa Atlántica y el país.

Por su ubicación geográfica ofrece respaldo hidráulico al sistema de generación térmica de la costa norte Colombiana.

Aportes en la expansión de redes de servicio de electrificación rural y urbana.

Servicio de Regulación Secundaria de Frecuencia (AGC).


Compensación en dinero

La Ley 99/93, Art. 45, para la preservación yconservación de la cuenca aportante.

URRÁ S.A. cancela a través de transferencias el 6% delas ventas de energía que realiza, correspondiéndolesel 3% a los municipios de Tierralta y Valencia enCórdoba e Ituango en Antioquia, y el otro 3% a lascorporaciones autónomas CVS yCorantioquia, proporcionalmente al área de la cuencahidrográfica.

LEY AMBIENTAL


Beneficio por manejo del embalse:

• Control de Inundaciones en el Valle del Río Sinúaguas abajo de la Presa. El embalse Urrá I hacontrolado desde su entrada en operación y hastaagosto de 2012, 216 crecientes con caudales mediosdiarios superiores a 700 m3/s, que de no haberseconstruido la hidroeléctrica hubieran provocadoinundaciones en la cuenca media y baja del Río Sinú.

• Control del caudal aguas abajo con el fin de mantenerlas condiciones ambientales adecuadas en el lecho delRío y

• Estimula el desarrollo de las especies ícticas.

BENEFICIOS


• Promoción de ordenamiento pesquero de lacuenca y fortalecimiento de la Estación Piscícolade Lorica.

• Saneamiento de los territorios indígenas• Impulso al desarrollo de una cultura ambiental en

la cuenca• Mejoramiento de la calidad de vida en la población

movilizada.• Continuación del programa de salud.• Generación de empleo.

OTROS BENEFICIOS


GRACIAS


Compromiso y Calidad un Propósito en URRÁ

Engineering

CENTRAL HIDROELÉCTRICA DE URRA Y ASPECTOS AMBIENTALES