Geotecnia- Llacanora

CAPÍTULO I: FORMULACIÓN DEL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN DENOMINACIÓN DEL PROYECTO:

“CARACTERIZACIÓN DEL MACISO ROCOSO PARA LA CONSTRUCCIÓN DE LA CENTRAL HIDROELÉCTRICA EN EL DISTRITO DE LLACANORA - CAJAMARCA”

1.1.

FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

En el área comprendida es posible apreciar el desarrollo de concurrencia acuífera a través de la catarata existente teniendo en cuenta su caudal; se tiene también como referencia el estudio del tipo de litología, estructura y geoformas, para realizar el modelo geomecánico y geológico; y ver la factibilidad para la posible construcción de la central hidroeléctrica.

1.2.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

¿Será posible realizar un modelo geomecánico de la zona analizando la matriz rocosa y discontinuidades presentes en la zona para la construcción de una central hidroeléctrica?

1.3.

JUSTIFICACIÓN

En la zona de estudio se presenta la necesidad de crear una central hidroeléctrica, debido a que se encuentra en una secuencia de caída de agua a manera de catarata, la cual nos permite aprovechar su caída y su posible realización podrá se realizara analizando data tomada y distintos aspectos geológicos y geomecánicos que permitan la construcción de la hidroeléctrica.

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1.4.

OBJETIVOS

General: 

Realizar la clasificación geomecánica del macizo rocoso de la zona comprendida en la catarata del distrito de llacanora para la construcción de una central hidroeléctrica.

Específicos: 

Describir las características generales del macizo rocoso.



Describir la matriz rocosa y las discontinuidades.



Describir los parámetros del macizo rocoso.



Definir la ubicación y distribución de cada elemento para la construcción de una central eléctrica.

1.5.

METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN 

La metodología se aplica básicamente a la investigación misma. Estos incluyen la compilación de información bibliográfica, tecnología disponible, aspectos económicos, así como la situación, localización y tiempo del área de estudios, todos los cuales influyen en la calidad de la investigación.

 ETAPA PRELIMINAR DE GABINETE En esta etapa se procedió a la compilación literaria, principalmente el agenciamiento de libros de Geología Estructural, Mecánica de Rocas, análisis digital mediante imágenes de satélite, vías de acceso, además de revisión de informes y trabajos de anteriores. 

ETAPA DE CAMPO Se desarrolló mediante la técnica de cartografiado geológico, el cual consistió en la identificación y delimitación de unidades geológicas (de acuerdo a las formaciones localizadas), identificación de fallas y fracturas, toma de rosas estructurales, análisis y

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cartografiado de las estructuras geológicas, identificación macroscópica de rocas y minerales para la ubicación de nuestra central hidroeléctrica.

 ETAPA DE GABINETE En esta etapa se desarrolló el procesamiento de datos obtenidos en campo, redacción del informe así como la digitalización del plano geológico, eventos geológicos, análisis del comportamiento Geomecánico frente a esta estructura.



CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES Tabla N°1: Planeamiento de Trabajo y fechas de realización Se estableció una planificación para el desarrollo del proyecto, en este cronograma se especifica cada una de la actividades llevadas a cabo en campo. Llevándose acabo tres salidas de campo a la zona de estudio logrando recopilar toda la información necesaria así como también el recorrido de la zona de estudio.

FECHA

ACTIVIDAD

19 – 05 - 12

Reconocimiento y análisis del proyecto en campo supervisado por el docente

26 – 05 - 12

Recopilación, análisis y proyección a la elaboración del proyecto en una segunda salida por parte del grupo.

08 – 06 - 12

Trabajo y editado de la información tomada en campo en gabinete, así como también la búsqueda de información de valor para el inicio del editado del informe.

23 – 06 - 12

14 – 07 - 12

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Segunda salida a campo por parte del grupo, recopilando nueva información y data en campo; así como también la búsqueda de nuevos artículos de ayuda. Inicio del editado y trabajo de los datos obtenidos en campo y laboratorio para la confección final del informe.

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

ESTUDIOS PREVIOS:  Boletín Nº 31, Geología de los Cuadrángulos de Cajamarca, San Marcos y Caja bamba; editado por el Instituto Geológico Minero y Metalúrgico (INGEMMET).



EQUIPO DE TRABAJO: Se utilizaron los siguientes:  Rayador: Instrumento utilizados para el reconocimiento de las propiedades físicas de las muestras.  Acido: Utilizado para comprobar las composición químicas de las muestra observables, el más utilizado es el HCl al 21 normal.  Libreta De Campo: Utilizada para la toma de datos de campo y la para la realización de los diferentes croquis o dibujos observados en el campo.  Picota: Instrumento utilizado para extracción de muestras en cada salida de campo.  Lupa:10 X (10 aumentos) y 20X (20 aumentos), que nos ayudó a reconocer los diferentes componentes minerales de las rocas.  Colores: Utilizados principalmente para diferenciar los tipos de estratos, color de la litología en otros.  Brújula Geotécnica: Que sirvió para medir los rumbos y buzamientos de estratos, para la realización del perfil.  Gps: ( Navegatorio) el cual fue de gran ayuda, pues nos sirvió para ubicarnos en la zona donde se realizó el trabajo de campo a través de coordenadas UTM (Universal Transversal Mercator), según el elipsoide internacional utilizado para la zona sudamericana P.S.A.D 56 (Provisional South American Datum 1956)

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CAPÍTULO II: ASPECTOS GENERALES 2.1.

UBICACIÓN Y ACCESIBILIDAD

La zona de estudio se encuentra al sur-este de la ciudad de Cajamarca.

 Departamento

:

Cajamarca.

 Provincia

:

Cajamarca.

 Distrito

:

Llacanora.

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La zona de estudio, abarca como principal carácter de trabajo la cascada existente, así como también el caudal y la estructura litológica y rocosa presente en el área.

Coordenadas UTM PUNTO 1 2 3 4

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NORTE 9205500 9205500 9204500 9204500

ESTE 784000 785000 785000 784000

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Accesibilidad: Para llegar a la zona se hizo el siguiente recorrido:  Cajamarca-Baños del Inca-Llacanora como se puede notar en la ruta de acceso II, a través del transporte público en un tiempo de 20 minutos.  Ya en el lugar se prosiguió a caminar por los caminos existentes en el lugar.  Finalmente nuestro recorrido culminó en la comunidad de Shaullo, flanco oeste del anticlinal.  También se puede llegar haciendo el siguiente recorrido por la vía de acceso

I como se puede notar en la imagen: Cajamarca- Llacanora.

Rutas de acceso que nos pueden llevar a la zona de estudio

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2.2.

CLIMA:  Temperatura Máxima Promedio:

23º C.

 Temperatura Mínima Promedio:

0º C.

 Temperatura Promedio:

8º C.

Precipitación: Presentación Máxima Promedio:

618.8 mm2.

Precipitación Promedio Mensual:

51.6 mm2.

Meses De Lluvia: Periodo Lluvioso: Diciembre, Enero, Febrero, Marzo y Abril. Generalmente también se presenta abundante neblina. Meses Más Lluvioso: Febrero y Marzo.

A y B presentan las temperaturas mínima anual, máxima anual y la precipitación mensual, respectivamente. Estos mapas han sido generados por interpolación de los datos climáticos de las estaciones que están dentro y cercanas a la cuenca de Cajamarca.

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2.3.

VEGETACIÓN:

La vegetación que predomina en el lugar son los pastos naturales y algunos arbustos propios de la zona; siendo principalmente plantaciones de Ciprés y Eucaliptos.

Vegetación propia de la zona como eucaliptos y demás arbustos

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2.4.

HIDROGRAFÍA:

En esta área predomina el drenaje de tipo dendrítico especialmente en el material sedimentario. Estos drenajes cuentan con agua en la mayoría de los casos, en épocas de lluvia, por lo que el resto del año sucede lo contrario. Estos pequeños drenajes son afluentes de los ríos antes mencionados los cuales llevan sus aguas al río Marañón. En la zona es común encontrar drenajes en formación (Cárcavas) y quebradas que ayudan a drenar el curso del agua en época de lluvias. Predominando la erosión de fondo provocando deslizamientos y desplomes de algunas zonas frágiles.

La imagen permite ver un drenaje, que viene a ser el lugar de interés como lo es la catarata de Llacanora GEOTECNIA II

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

CAPÍTULO III: GEOMORFOLOGÍA

Siendo la geomorfología una ciencia encargada del estudio de la forma del relieve terrestre, teniendo en cuenta su génesis, los procesos endógenos y exógenos así como la naturaleza de las rocas el clima, es necesario estudiar la geomorfología de la zona para comprender el desarrollo de esta en el transcurso del tiempo geológico. Entre los agentes que dan origen a estos procesos podemos mencionar al agua, al aire, las plantas, el hombre mismo que va modificando la morfología del lugar provocando de alguna manera la erosión de la zona. La morfología de la zona en cuanto a los procesos exógenos, podemos mencionar que es producto del levantamiento Andino (Diastrofismo Orogénico: Estos movimientos han sido rápidos, los que han producido los fallamientos y plegamientos, resaltaremos las dos fallas de E-W y la segunda de NE – SW que salta a la vista en la morfología del lugar. En el área de estudios de distinguen las siguientes unidades geomorfológicas (ver plano de geomorfológico altitudinal y de unidades geomorfológicas, P-2 y P-5):  Superficies de Erosión  Terrazas

3.1-

RELIEVE

El área de estudio cuenta con rasgos geográficos característicos de la cordillera occidental, presenta una topografía muy variada, con cumbres muy empinadas y agrestes con intensa erosión, con pendientes altas y bajas. La zona de interés para el estudio se encuentra en el desarrollo del rio de llacanora que forma las turísticas cataratas de llacanora

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SE

NW

Pendiente >= 30

Foto2. Vista de una ladera erosionada cuya pendiente es mayor de 30°

1.1.

SUPERFICIE DE EROSIÓN:

En el área se reconocen cuatro superficies de erosión, a diferentes niveles, expuestas aproximadamente a los 2800, hasta los 3300 m.s.n.m. Las superficies de mayor altitud se caracterizan por mostrar colinas redondeadas, topografía suave, con restos de valles jóvenes, en la mayoría de las colinas se observa la meteorización producido por disolución de las rocas carbonatadas existentes en la zona. Los agentes meteóricos más predominantes son la lluvia, los vientos y los cambios de temperatura principalmente. SW

Superficies de erosión

NE

Foto 3: Vista de la erosión de la zona en estudio

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1.2.

GEOFORMAS



Escarpes:

Son caras verticales o muy inclinadas de rocas.



Cárcavas:

Surcos formados por el movimiento de las aguas provenientes de

las lluvias torrenciales sobre el material sedimentario. En los terrenos inclinados tiene proporciones regulares.

SW

NE

Cárcava

Foto 4: Vista de una cárcava

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

Terrazas: Cada uno de los espacios de terreno llano, dispuestos en forma de escalones en la ladera de una montaña evidenciándose con un cambio brusco de su pendiente a una más suave.

SE

NW

ESCARPE

TERRAZA

Foto 5: Vista de las terrazas y los escarpes originadas por desplazamiento de masas

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CAPÍTULO IV: GEOLOGÍA REGIONAL ESTRATIGRAFÍA:

La litología del lugar

está conformada por formaciones sedimentarias

pertenecientes al Cretáceo Inferior, además hay presencia de formaciones pertenecientes al periodo geológico del Holoceno como los depósitos fluviales, coluviales, deluviales.

DESCRIPCIÓN DE FORMACIONES 

Formación Carhuaz Esta

formación

descrita

por

Benavides

(1956),

en

el

área

tiene

aproximadamente un grosor de 500 metros con incremento hacia el sur y disminución hacia el nor este. Consta de una alternacia de areniscas con lutitas grises, las primeras con matices rojizos, violetas y verdosos (característica principal para diferenciarla en el campo). La formación Carhuaz yace con suave discordancia sobre la formación Santa e infrayace, concordantemente a la formación Farrat. Edad y Correlación: probablemente las edades Valanguiniano Superior, Hauteriviano y Barreniano corresponden a esta formación, ya que encima se encuentra la formación 

Formación Farrat Esta formación consta de cuarcitas y areniscas blancas de grano medio a grueso, tiene una potencia promedio de 500 m. La formación Farrat suprayace con aparente concordancia a la formación Carhuaz y subyace con la misma relación a la formación Inca, dando la impresión en muchos lugares de tratarse de un paso gradual. Por su similitud litológica con la formación Chimú es fácil confundirlas, siendo necesario establecer muy bien sus relaciones estratigráficas para diferenciarlas,

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aunque en algunos casos solamente por la falta de mantos de carbón es posible diferenciarla de la formación Chimú. Edad y Correlación: contiene impresiones de plantas regularmente conservadas correspondientes a Weichselia Peruviana ZEILLER, Scleropteris cf. s. ellensis SALF y restos de tallos indeterminados pero asignables al cretáceo inferior. 

Formación inca Infrayace concordantemente a la Formación Chulec y suprayace con la misma relación a la formación farrrat. En varios lugares, se ha observado que gradualmente se intercalan areniscas calcáreas, lutitas ferruginosas y lechos de cuarcitas, dando en superficie una matriz amarillenta. El color predominante es amarillo-anaranjado, con evidente acción de limonitización .su grosor no pasa de los 100m. Edad y correlación: Su edad se encuentra entre el Aptiano superior y Albiano inferior. Es una zona que presenta fósiles pero muy mal conservados por la presencia de óxidos.



Formación Chúlec Suprayace a la Formación Inca e infrayace a la Formación Pariatambo. Litológicamente, consta de una secuencia bastante fosilífera de calizas arenosas, lutitas calcáreas y margas, las que por el intemperismo adquieren un color crema – amarillento. Su aspecto terroso amarillento es una característica para distinguirla en campo. Su potencia varía entre los 200-250m. Edad y correlación Su edad se encuentra entre el Albiano medio y el Albiano inferior, por lo que a esta formación se la correlaciona con la Formación Crisnejas que aflora en el valle del Marañon y también con la formación Santa Ursula(Andes Centrales Del Perú)



Depósitos Cuaternarios

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En discordancia angular sobre todas las unidades descritas anteriormente se tiene una variedad de depósitos cuaternarios,  Depósito fluvial: material depositado y acumulado por los ríos. el tipo de material depende del estado de desarrollo del valle por donde discurre el río, así del lugar de donde es arrancado el material y también del lugar donde es depositado, dependiendo también de la carga fluvial.  Depósito coluvial: material acumulado en la pendiente de los cerros y transportado por acción de la gravedad. 

Depósitos aluviales material

depositado

en

las

depresiones

generalmente

continentales

transportados por los ríos.

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CAPÍTULO V: GEOLOGÍA LOCAL En el área asignada se encuentran aflorando la formacion perteneciente al Cretáceo Inferior como es la formación Farrat. Mayoritariamente se encuentra una secuenciade cuarcitas con arenizacas. DESCRIPCIÓN DE LA FORMACION: Formación Farrat: Constituida por una secuencia de cuarcitas y areniscas blancas de grano medio a grueso con presencia de oxidaciones debido a la acción del agua del cauce que forma las cataratas de llacanora

Foto Nº 6: Secuencia de cuarcitas y arenizcaz blanquecinas (Fm. Farrat).

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Depósitos cuaternarios: Se componen de fragmentos de rocas preexistentes, siendo sus agentes de transporte el agua viento y hielo. La variedad de tamaño de sus clastos se debe a que la acción de transporte en algunas partes es más fuertes que en otras. Existen una variedad de depósitos cuaternarios, los aluviales en la falda de los cerros y laderas del valle y finalmente los fluviales en los lechos de los ríos. Estos depósitos cuaternarios se encuentran en diferentes lugares y niveles.

Los depósitos cuaternarios está constituido por material generalmente fino arena arcillosa a los que algunas veces se intercalan con lentes de grava y delgados conglomerados.

Déposito cuaternario fluvial

Lentes de graba

conglomerados

Foto Nº 9: Presencia de depósitos cuaternarios fluviales.

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CARACTERIZACIÓN DEL MACISO ROCOSO PARA LA CONSTRUCCIÓN DE LA CENTRAL HIDROELÉCTRICA EN EL DISTRITO DE LLACANORA - CAJAMARCA UNIDAD

CUATERNARIO HOLOCENO

C E N O Z O I C O

NEOGENO

PLEISTOCENO PLIOCENO Sup. MIOCENO

Dep. fluviales y aluviales Dep. lagunares y glaciares Formación Condebamba Formación Cajabamba Formación Bambamarca

150 200 300

LITOLOGIA

DESCRIPCION Arenas, gravas. Limos, arcillas. Conglomerados, areniscas y arcillas rojas. Lutitas, lodolitas, areniscas finas blanco amarillentas. Tobas dacíticas y traquiandesíticas blanquecinas. Disc. ang.

Tobas blanco amarillentas intercaladas con areniscas.

Inf.

OLIGOCENO PALEOGENO

Formación Porculla

rojizas, aglomerados y piroclastos. Dacita 2100

Intercalación de derrames andesíticos, tobas blanquecinas. areniscas tobáceas y conglomerados lenticulares. Diorita Tobas blanquecinas intercaladas con delgados lechos de areniscas y lutitas tobáceas.

Formación Llama

EOCENO

SUPERIOR

CRETACEO

INFERIOR

SUPERIOR

600

Disc. ang.

500

Formación Celendín

200

Formación Cajamarca

Derrames y brechas andesíticas. Conglomerados con cantos de cuarcita.

Formación Chota

600-700

Conglomerados con cantos de calizas y areniscas rojizas Calizas, margas y lutitas gris amarillentas. Calizas gris azuladas, macizas, con delgadas intercalaciones de lutitas y margas.

Grupo Quilquiñán

500

Grupo Pulluícana

700

Calizas nodulares macizas, margas y lutitas pardo- amarillentas fosilíferas. Calizas gris parduscas, fosilíferas, margas y escasos niveles de lutitas.

Formación Pariatambo

150-200

Lutitas grises o negras, calizas bituminosas nodulares.

Formación Chúlec Formación Inca

200-250

Calizas arenosas, lutitas calcáreas y margas.

150

Areniscas calcáreas y limolitas ferruginosas.

500

Cuarcitas y areniscas blancas.

Grupo Goyllarisquizga

PALEOCENO

M E S O Z O I C O

Grosor (m)

SERIE LITOESTRATIGRAFICA

Grupo Calipuy

ERATEMA SISTEMA

Formación Farrat Formación Carhuáz

500

Formación Santa

150-100

Formación Chimú

80-600

Formación Chicama

Areniscas rojizas y cuarcitas blancas intercaladas con lutitas grises. Lutitas grises y calizas margosas. Areniscas, cuarcitas, lutitas y niveles de carbón en la parte inferior, principalmente cuarcitas en la parte superior. Lutitas negras, laminares y deleznables, con intercalacio-

500

nes de areniscas grises y horizontes arcillosos. Disc. ang.

JURASICO

MEDIO

INFERIOR TRIASICO

SUPERIOR

PERMIANO

SUPERIOR

Formación Oyotún

500

Grupo Pucará

700-800

Tobas, brechas y derrames andesíticos. Tonalita/granodiorita Calizas gris azuladas, macizas con nódulos silíceos.

SUP.

300

Areniscas, limolitas y conglomerados rojizos.

INF.

Disc. ang.

ORDOVICIANO

PROTEROZOICO

PALEOZOICO

Disc. ang.

Grupo Mitu

Formación Salas

?

Filitas pelíticas y tobáceas de colores marrones y negruzcos con algunas cuarcitas hacia la parte superior. Disc. ang.

Complejo Olmos

?

Esquistos gris verdosos y anfibolitas.

Fig. N°2: Columna Estratigráfica

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CAPÍTULO VI: GEOLOGÍA ESTRUCTURAL 7.1.

ESTRUCTURAS:

El área estudiada ha sido afectada por la acción de diversas fuerzas, las cuales han producido diversas deformaciones en las rocas, entre estos tenemos:  DIACLASAS: Divide a las rocas en bloques, sin que haya deslizamiento. Estas diaclasas están orientadas en todas las direcciones, distinguiéndose cierto número de familias de diaclasas que tienen una orientación preferente y otras irregulares.

Fam. 1

Fam. 2

Fam. 3

Familias de diaclasas

Foto Nº 10: Se puede observar| dos familias de diaclasas de este macizo rocoso en la formación.

 FALLAS: Otro tipo de estructuras que hemos notado son fallas. La superficie sobre la que se ha producido un desplazamiento se llama superficie o plano de falla.

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Foto Nº 11: Se observa una falla dextrall en una intercalación de arenizca con relleno de roca triturada (Fm. farrat).

 PLEGAMIENTO: Como consecuencia de las presiones a las que son sometidas las rocas se pliegan o sufren un plegamiento.

Plegamiento de las calizas de la formación Chúlec

Foto Nº 12: Se observa el plegamiento de las calizas en la estación N°2 de la formación Chúlec.

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CAPÍTULO VII: MODELO GEOLÓGICO El Modelo Geológico del área donde se construirá cualquier estructura de ingeniería, que para el propósito será la edificación de una planta hidroeléctrica significa la expresión geológica real del lugar con todas sus características litológicas, estratigráficas, geomorfológicas, estructurales e hidrogeológicas.  Litología.- Se refiere a la clasificación geológica general. A pesar de que el tipo de roca es usado principalmente para identificar y correlacionar, a menudo

brinda

una

primera

y

general

indicación

del

tipo

de

comportamiento.  Estructuras.-Comprende el estudio y/o mapeo de todas las estructuras geológicas presentes en el macizo rocoso en estudio. Todo esto dentro de un

dominio

estructural.

Las

estructuras

pueden

ser

(diaclasas,

discontinuidades abiertas o cerradas, fallas locales, zonales o regionales)  Caracteres geomecánico de las discontinuidades.-Este parámetro es fundamental para el modelo geológico. Ya que nos va a permitir conocer las características de las discontinuidades, tales como la longitud, el ancho, el tipo de relleno de las discontinuidades. Además de las propiedades mecánicas de la roca (su resistencia, el ángulo de fricción, la permeabilidad, etc.)  Hidrología.-Mediante el estudio de este parámetro podremos comprender la importancia del cálculo de la cantidad y calidad de aguas subterráneas que puedan afectar la estabilidad del macizo rocoso en estudio, cuando se quiera realizar una excavación subterránea en dicha zona.  Sismología.-Es la rama de la geología que va estudiar los movimientos tectónicos que ocurren dentro de la masa terrestre, el grado de intensidad de los sismos es muy importante conocerlos para determinar el daño que puede ocasionar a la masa rocosa

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 Meteorización.- Es un proceso de desintegración mecánica o de descomposición química que tiene lugar en los minerales o en la roca. Los procesos de meteorización de una roca dan como resultado minerales de diferentes propiedades y comportamiento distinto. Las variables y parámetros del modelo geológico se presentan a continuación en el cuadro adjunto:

MODELO GEOLÓGICO Parámetros

Características de la muestra de roca intacta

Descripción de las discontinuidades

Caracterización del macizo rocoso

Hidrogeología

Métodos geofísicos

Variables Características geomecánicas de las discontinuidades

Litología

Meteorización

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Estructuras geológicas

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CAPÍTULO VIII: MODELO GEOMECÁNICO Las variables y parámetros del modelo geomecánico se presentan a continuación en el cuadro adjunto:

MODELO GEOMECÁNICO Parámetros

Clasificaciones Geomecánicas

Estado de tensione de los macizos

Resistencia de los macizos rocosos

Variables Propiedades mecánicas de los materiales

Calidad del Macizo Rocoso

Tensiones Naturales

Propiedades Mecánicas de las discontinuidades

La caracterización del comportamiento mecánico de la masa rocosa y sus componentes, se determina mediante los ensayos de laboratorio y ensayos in-situ, cuyo objetivo es la determinación de las propiedades físicomecánicas de la roca. En el presente trabajo sólo se han realizado los ensayos en situ para determinar la clasificación geomecánica y la resistencia de los macizos rocosos de la zona en estudio. La clasificación de las rocas para usos ingenieriles es una tarea compleja, ya que deben cuantificarse sus propiedades con el fin de emplearlas en el cálculo de diseño. Estas clasificaciones están basadas en alguno o vario de los factores que determinan su comportamiento mecánico: GEOTECNIA II

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    

Propiedades de la matriz rocosa Frecuencia y tipo de las discontinuidades, que definen el grado de fracturamiento, el tamaño y la forma de los bloques del macizo, etc. Grado de meteorización o alteración Estado de tensiones en situ Presencia de agua.

La sistemática para la descripción de los afloramientos de macizos rocosos se puede resumir en las siguientes etapas: CUADRO VIII.1: Sistematización para describir el macizo rocosos

Características y propiedades a definir en campo para la caracterización del macizo rocoso ÁMBITO DE ESTUDIO

CARACTERÍSTICA O PROPIEDAD

MÉTODO

Matriz Rocosa

Identificación

Observación de visu y con lupa

Clasificación geológica y geotécnica

Meteorización

Observación de visu

Índices estándar

Resistencia

Índice y ensayos de campo

Clasificaciones empíricas de resistencia

Orientación

Medida directa con brújula de geólogo Medidas de campo

Discontinuidades

Espaciado

CLASIFICACIÓN

Índices y clasificaciones estándar

Continuidad Rugosidad Resistencia de las paredes Abertura

Observaciones y medidas de campo Martillo Schdmit. Índice de campo Observaciones y medidas de campo

Comparación con perfiles estándar Clasificaciones empíricas de resistencia Índices estándar

Medidas de campo

Índices y clasificaciones estándar

Observaciones de campo

Clasificaciones estándar

Relleno Filtraciones

Macizo rocoso

Número de familias de discontinuidades Tamaño de bloque Intensidad de Fracturación Grado de meteorización

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A. CLASIFICACIÓN DE LOS MACIZOS ROCOSOS DE LA ZONA DE ESTUDIO: Se clasificará el macizo rocoso de la estacion realizada en la zona donde se elaboraría la hidroeléctrica, utilizando la clasificación Geomecánica de Bieniawski RMR (Rock Mass Rating).

A.1. Estación 1:

Formación

Farrat Azimut:

Coordenadas UTM

N

Buzamiento:

E

N 226°

9 205 334 72° NW

784 800 Dip Direction: N 316°

Foto N°13: Intercalación de areniscas cuarzosas de la Formación Farrat.

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A.

Parámetros de Clasificación Geomecánica:  ARENIZCA CUARZOSA : 

Resistencia uniaxial de la roca intacta: CUADRO I: Cuadro de valoración de la resistencia de la roca intacta para la estación 01

Grado

Descripción

Rango aprox.  – MPa

Identificación de campo

c

R1

Roca muy débil

R2

Roca débil

Desmenuzable bajo golpes firmes con la punta de un martillo de geólogo, puede desconcharse con una navaja. Puede desconcharse con dificultad con una navaja, se puede hacer marcas poco profundas golpeando firmemente con el martillo de geólogo.

1.0– 5.0

5.0 – 25

Roca medianamente dura

No se puede rayar o desconchar con una navaja, las muestras se pueden romper con un golpe firme del martillo de geólogo.

Roca fuerte

Se requiere más de un golpe con el martillo de geólogo para romper la muestra.

50 – 100

R5

Roca muy fuerte

Se requieren varios golpes con el martillo de geólogo para romper la muestra.

100 – 250

R6

Roca extremadamente resistente

Solo se puede romper esquirlas de la muestra con el martillo de geólogo.

 250

R3

R4



Rock Quality Designation (RQD) :

25 – 50

Puntaje= 7

Calculado mediante la fórmula

RQD  100 e 0.1 0.1 1 Donde:



Calculamos:

 Entonces:

Ndiscontinuidades m 39  2.6 15

RQD  100 e 0.1*2.60.1*2.61

RQD  72 .12

Basándose en los rangos de los valores del RQD, el macizo rocoso puede ser caracterizado según la valoración siguiente: GEOTECNIA II

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CUADRO II: Cuadro de valoración de RQD para la estación 01



RQD (%)

Calidad de la roca

100 – 90

Muy buena

90 – 75

Buena

75 – 50

Mediana

50 – 25

Mala

25 - 0

Muy mala

Puntaje= 13

Valoración del RQD:

Valoración= 14

GEOTECNIA II

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

Espaciado de las discontinuidades: Ed1= 0.06 m - 0.2m, Ed2= 0.06 m - 0.2m, Edi= 0.06 m - 0.2m Promedio:

(Ed1 + Ed2+ Edi) /3 = 0.06 m = 6cm. CUADRO III: Cuadro de descripción del espaciado para la estación 01

Espaciado Descripción mm

cm

Extremadamente cerrado

< 20

< 2cm

Muy cerrado

20 - 60

2cm – 6cm

Cerrado

60 - 200

6cm – 20cm

Moderado

200 - 600

20cm – 60cm

Espaciado

600 - 2000

60cm - 2m

Muy espaciado

2000 - 6000

2m - 6m

Extremadamente espaciado

> 600

> 6m

En este tercer parametro para calcular el RMR, el espaciado de las discontinuidaes esta entre 0.2 a 0.6 m,por lo tanto tiene un puntaje de 10.

Puntaje =10

GEOTECNIA II

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

Condición de las discontinuidades: Para describir la condición de las discontinuidades se tendrá en cuenta la siguiente guía: CUADRO IV: Cuadro de valoración de descripción de las discontinuidades para la estación 01

REGLAS PARA LA CLASIFICACION DE DISCONTINUIDADES (Condición)

Persistencia (longitud)

20 m

Puntaje

6

4

2

1

0

Separación (abertura)

Ninguno

< 0.1 mm

0.1 – 1.0 mm

1 – 5 mm

> 5 mm

Puntaje

6

5

4

1

0

Rugosidad

Muy rugoso

Rugoso

Ligeramente rugoso

Liso

Puntaje

6

5

3

1

Relleno

Ninguno

Relleno duro 5 mm

Relleno suave 5 mm

0

Descompuesto

0

Puntaje= 21

GEOTECNIA II

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

Agua Subterránea: Puntaje= 12

Condiciones generales: Seco - Húmedo



Clasificación Geomecánica RMR (Bieniawski, 1989): CUADRO V: Parámetros de Clasificación Geomecánica RMR con sus valores: PARÁMETROS DE CLASIFICACIÓN Y SUS ÍNDICES Parámetros

1

3

>10 MPa

4-10 MPa

> 250 MPa

100 -250 MPa

Índice

15

12

RQD

90 – 100

Índice

20

Resistencia de la roca intacta

2

Rango de valores Carga puntual Resist. Comp. Uniax.

Espaciado de las discontinuidades Índice

4

Condición de discontinuidades.

5

Agua subterránea

Índice Flujo para 10 m de túnel (l/m) Presión de agua en la discontinuidade s/esfuer-zo principal mayor  Condiciones generales Índice

GEOTECNIA II

>2m 20 Superfic ies muy rugosas No continu asSin separaci ónPare des de roca inaltera das 30

2-4 MPa 50 – 100 MPa

75 – 90 17 0.6 – 2 m

14

1-2 MPa

Se requiere pruebas de compr. uniaxial.

25 - 50 MPa

5 - 25 MPa

1-5 MPa

125

0

< 0.1

0.1 – 0.2

0.2 – 0.5

>0.5

Húmedo

Mojado

goteo

Flujo

7

4

0

Comple tament e seco 15

11

10

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Sumamos las puntuaciones: 7 + 14 + 10 + 21 + 11= 63 Entonces: RMR= 63

Luego clasificamos al macizo rocoso a partir de la evaluación Total, teniendo en cuenta el siguiente cuadro: CUADRO VI: Tipos de Macizos Rocosos:

TIPOS DE MACIZO ROCOSOS A PARTIR DE LA EVALUACIÓN TOTAL PUNTUAL

100 – 81

80 - 61

60 - 41

40 - 21

< 21

TIPO DE ROCA

I

II

III

IV

V

DESCRIPCIÓN

Muy Buena

Buena

Regular

Mala

Muy Mala

Según la Clasificación Geomecánica RMR (Bieniawski) la calidad del macizo corresponde a la Clase II, definida como buena. Teóricamente el macizo Rocoso que corresponde a la estación realizada, presenta las siguientes características: CUADRO VII: Características del Macizo Rocoso de la Estación:



CLASE

I

II

III

IV

V

TIEMPO DE SOSTENIMIENTO Y LONGITUD

10 años con 5m de vano

6 meses con 4m de vano

1 semana con 3m de vano

10 horas con 1.5m de vano

10 minutos con 0.5m de vano

COHESIÓN (KPa)

> 400

300 - 400

200 - 300

100 - 200

< 100

ÁNGULO FRICCIÓN

> 45°

35° 45°

25° 35°

15° -. 25°

15°

GSI (Geological StrengthIndex): Se ha estimado el índice geológico de resistencia, GSI, en base a una descripción geológica del macizo rocoso:

GEOTECNIA II

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CUADRO VIII.11: Caracterización del macizo Rocoso para determinar su resistencia

Estructura del Macizo Rocoso: Condición del Frente o de la Superficie: Puntaje correspondiente:

Bloques Irregulares Media 50 - 60 GSI= 53

GEOTECNIA II

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

Estimación del módulo de deformación empírico del macizo rocoso: CUADRO VIII.12: Criterios empíricos para estimar el módulo de deformación de los macizos

Como el macizo rocoso de la estación posee un RMR = 63, entonces podemos utilizar el primer criterio del cuadro adjunto de modo que:

E  2RMR 100 E  2  63 100 E  26GPa El módulo de deformación empírico del macizo rocoso es:

GEOTECNIA II

E= 26 GPa

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

Criterio de Rotura:



Criterio de rotura de Hoek y Brown generalizado:

Está dado por la siguiente expresión:

Donde mbes un valor reducido de la constante del material miy está dado por:

Donde GSI (Geological StrengthIndex) es una clasificación geomecánica (Hoek, 1994; Hoek, Kaiser y Bawden, 1995), s y a son constantes del macizo rocoso dadas por las siguientes relaciones:

D es un factor que depende sobre todo del grado de alteración al que ha sido sometido el macizo rocoso por los efectos de las excavaciones (mecánicas o por voladuras) o por la relajación de esfuerzos. Varía desde 0 para macizos rocosos in situ inalterados hasta 1 para macizos rocosos muy alterados.

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Fig.VIII.1: Representación del criterio de rotura de Hoek&Brown y Morh Coulomb, en el espacio de tensiones normal y tangencial; así como en el de tensiones principales para la estación:



Direcciones Principales de Agrietamiento: El análisis se realizó utilizando el software DIPS, con el cual se muestran las direcciones principales de agrietamiento o las direcciones de las familias de diaclasas:

GEOTECNIA II

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GEOTECNIA II

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El máximo esfuerzo presente, lo encontramos en dirección E – W; teniendo una tendencia de rotura en dirección N –S.

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CAPÍTULO IX: MODELAMIENTO DE LA HIDROELÉCTRICA Proyectar, construir y poner en marcha una pequeña central hidroeléctrica no es tarea fácil. Para hacerlo hay que tomar en consideración múltiples aspectos del problema, desde la elección del sitio adecuado hasta la explotación del aprovechamiento. Todo ello exige un amplio espectro de conocimientos sobre ingeniería, financiación, y relaciones con la Administración. Esta guía reúne todos esos conocimientos de forma que el inversor potencial pueda seguir paso a paso el camino que le conducirá al exit9o final. La guía está dividida en nueve capítulos. Una vez conocidos, por el capítulo1, losconceptos básicos – tales como la definición de lo que es una pequeña centralhidroeléctrica, los tipos de esquemas existentes y la forma de explotar el recurso hidráulico - y la forma en que está organizada la guía, los capítulos siguientes – del 2ºal 9º - describen los pasos que hay que dar para evaluar el aprovechamiento y decidir si debe o no proceder a realizar un estudio de viabilidad. Los aspectos básicos a considerar son: - Topografía y geomorfología del sitio. - Evaluación del recurso hídrico y su potencial de generar de energía. - Elección del sitio y del esquema básico del aprovechamiento. - Selección de las turbinas y generadores, así como de sus equipos de control. - Evaluación del impacto ambiental y estudio de las medidas para su mitigación. - Evaluación económica del proyecto y su potencial de financiación. - Marco institucional y procedimientos administrativos para obtener las autorizaciones. La lectura de esta guía permitirá, al desarrollador potencial, entender y aprender que es lo que tiene que hacer, y que pasos tiene que dar para llegar a explotar un aprovechamiento de pequeña hidráulica.

GEOTECNIA II

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CAPITULO 1: EVALUACION DEL RECURSO HIDRICO 3: EVALUACION DEL RECURSO HIDRICO.............................................................45 3.1 Introducción.................................................................................................45 3.2 Registros de datos hidrológicos ....................................................................46 3.3 Medición directa del caudal..........................................................................47 3.3.1 Medición del área y la velocidad. ...................................................47 3.3.2 Aforo por dilución...........................................................................52 3.3.3. Mediante estructuras hidráulicas....................................................54 3.3.4 Medida del caudal por la pendiente de la lámina de agua. ............55 3.4 Régimen de caudales ....................................................................................56 3.4.1 Hidrograma ....................................................................................56 3.4.2 Curva de caudales clasificados (CCC)............................................57 3.4.3 Curvas estándar de caudales clasificados .......................................58 3.4.4 Curvas de caudales clasificados en tramos no aforados .................59 3.5 Presión del agua o salto ................................................................................66 3.5.1 Medida del salto bruto ....................................................................66 3.5.2 Estimación del salto neto ................................................................67 3.6 Caudal ecológico o caudal reservado ...........................................................69 3.7 Estimación de la energía generada ...............................................................69 3.7.1 Variación del salto con el caudal y potencia de la turbina..............71 3.7.2 Almacenamiento diario para turbinar en horas punta .....................73 3.8 Energía firme ...............................................................................................74 3.9 Crecidas ........................................................................................................74 3.9.1 Crecida de diseño...........................................................................74 3.9.2 Estimación de la crecida de proyecto.............................................76

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3: EVALUACION DEL RECURSO HIDRICO 3.1 Introducción Un aprovechamiento hidráulico necesita, para generar electricidad, un determinadocaudal y un cierto desnivel. Se entiende por caudal la masa de agua que pasa, en untiempo determinado, por una sección del cauce y por desnivel, o salto bruto, la distancia, medida en vertical, que recorre la masa de agua – diferencia de nivel entre la lámina de agua en la toma y en el punto donde se restituye al río el caudal ya turbinado.

Este salto puede estar creado por una presa, o conduciendo el agua, derivada del curso de agua, por un canal más o menos paralelo a su curso, de muy poca pendiente con una perdida de carga pequeña, hasta un punto desde el que es conducida a la o las turbinas por una tubería a presión, o tubería forzada. Al proyectista se le presentan multitud de configuraciones posibles para explotar el potencial de un determinado tramo de río, y debe escoger, basado en su experiencia y en su talento, aquella que optimice ese potencial.

En la figura presentada de la zona de trabajo, el agua, al fluir desde el punto A al punto B, y sea cual sea su recorrido intermedio - el propio curso de agua, un canal o una tubería forzada - pierde energía potencial de acuerdo con la ecuación P=QHgγ En la que P es la potencia, en Kw. pérdida por el agua; Q el caudal medido en m3/s, Hg el salto bruto en m γ el peso del agua (9,81 KN/m3).

El agua, en su caída, puede seguir el cauce del río, en cuyo caso el potencial se disipará en fricción y turbulencia, lo que se traducirá en una elevación marginal de la temperatura del agua. O puede circular de A a B por una tubería en cuya extremidad inferior está instalada una turbina. En este caso la potencia se utiliza principalmente para accionar la turbina – generando energía eléctrica - aunque una pequeña parte se disipa en vencer la fricción para poder circular por las conducciones. Un buen diseño será aquel que minimice la disipación

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de potencia durante su recorrido entre A y B, para que sea máxima la disponible para accionar la turbina. Para valorar el recurso hídrico hay que conocer como evoluciona el caudal a lo largo del año – lo cual no se pudo verificar puesto que el tiempo de análisis para la eralizacion de la construcción de la centra es limitado, siendo esto el principal factor limitante.

A

B

Esquema de un pequeño aprovechamiento hidraulico

No es fácil sin embargo que, dado el tamaño de los ríos sobre los que se construyen estos aprovechamientos, puedan encontrarse registros de caudales para el tramo en cuestión. Si no existen habrá que acudir a la hidrología, que nos permitir á conocerlos con suficiente

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aproximación, bien sea por medición directa o indirecta, bien sea por cálculo a partir de los factores climáticos y fisiográficos de la cuenca de captación.

Medición directa del caudal Si no existen series temporales para el tramo de río en estudio, y se dispone de tiempo para ello, se pueden medir los caudales a lo largo de un año como mínimo ya que una serie de medidas instantáneas no tienen ningún valor. Para ello puede hacerse uso de diversas opciones.

Medida del nivel de agua en estación de aforo

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Curvas de caudales clasificados en tramos no aforados Si no existen series fiables de caudales para el tramo escogido, ni para tramos de ríos cercanos con características similares que permitirían obtenerlas por la relación de áreas de cuencas de captación e intensidad de precipitaciones, habrá que recurrir a la hidrología que utiliza las características fisiográficas de la cuenca de captación, la intensidad de las precipitaciones y los valores de evapotranspiración, para dibujar la CCC que defina el régimen de caudales. Cuenca de captación Una cuenca de captación es un territorio geográfico cuyos límites son las crestas de las montañas, que en realidad constituyen las divisorias de aguas. La cuenca de captación es por tanto un territorio aislado, desde un punto de vista hidrológico, que funciona como un colector encargado de recoger las precipitaciones y transformarlas en escurrimientos.

A B

Esquema de una cuenca

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La cuenca está limitada por una línea imaginaria que la separa de las cuencas adyacentes y distribuye el escurrimiento originado por la precipitación que en cada sistema de corrientes fluye hacia el punto de salida de la cuenca o exutorio B.

Presión del agua o salto Medida del salto bruto El salto bruto es la distancia vertical H, entre los niveles de la lámina de agua, medidos en la toma de agua y en el canal de descarga.

15 m

32 m

Esquema de tuberias

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ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

5. ESTRUCTURAS HIDRAULICAS...........................................................................106 5.1 Introducción ................................................................................................106 5.2 Presas ..........................................................................................................106 5.2.1 Presas de tierra ............................................................................. 107 5.2.1 Presas de tierra .............................................................................107 5.2.2 Presas de hormigón.......................................................................108 5.2.3 Cargas y estabilidad de una presa de gravedad............................ 109 5.2.4 Seguridad de la presa ................................................................... 110 5.3 Azudes y aliviaderos................................................................................... 111 5.3.1 Estructuras fijas ............................................................................112 5.3.2 Estructuras móviles ......................................................................114 5.3.3 Otros tipos de aliviaderos .............................................................115 5.4 Estructuras para disipar energía.................................................................. 121 5.5 Estructuras de toma de agua .......................................................................122 5.5.1 Generalidades. ..............................................................................122 5.5.2 Tipos de tomas de agua ................................................................123 5.5.3 Perdidas en la cámara de carga ....................................................127 5.5.4 Vorticidad ....................................................................................128 5.5.5 Rejillas .........................................................................................130 5.6 Trampas de sedimentos ...............................................................................133 5.6.1 Generalidades ...............................................................................133 5.6.2 Eficiencia de las trampas .............................................................134 5.6.3 Diseño de la trampa .....................................................................134 5.7 Válvulas y compuertas.. ..............................................................................135 103 Guía para el desarrollo de una pequeña central hidroeléctrica ESHA - 2006

5.8 Canales abiertos ..........................................................................................140 5.8.1 Diseño y dimensionado ................................................................140 5.8.2 Excavación y estabilidad ..............................................................144 5.9 Tuberías forzadas. .......................................................................................148 5.9.1 Disposición general y elección de materiales. .............................148 5.9.2 Diseño hidráulico y requisitos estructurales ................................151 5.9.3 Apoyos y bloques de anclaje ........................................................162 5.10 Canal de retorno ........................................................................................162

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ESTRUCTURAS HIDRAULICAS Introducción Un pequeño aprovechamiento hidráulico incluye un número de estructuras, cuyo diseño viene condicionado por el tipo de esquema, las condiciones locales, el acceso a los materiales de construcción e incluso por las tradiciones arquitecturales del país o región. A continuación se indican las estructuras más corrientes en un aprovechamiento hidráulico: • Estructura de derivación. o Presa o azud o Aliviadero o Dispositivos para disipar la energía o Pasos de peces o Alimentadores del caudal ecológico • Conducciones hidráulicas o Toma de agua o Canales o Túneles o Tuberías forzadas o Casa de maquinas A continuación se discuten los criterios de diseño y las soluciones más utilizadas para estas estructuras.

Presas Las presas y azudes se utilizan fundamentalmente para derivar agua del cauce del río al sistema de conducciones hidráulicas del aprovechamiento. Las presas también pueden utilizarse para

aumentar el salto necesario para generar la energía requerida. La elección del tipo de presa viene en gran medida condicionada por las condiciones topográficas y geotécnicas del sitio.

GEOTECNIA II

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Para el estudio creemos y de mejor calidad las presas de hormigo como son las siguientes o de contrafuertes Las presas de hormigón presentan también sus inconvenientes que en general corresponden a las ventajas de las presas de materiales sueltos: • Son exigentes en lo que se refiere a las fundaciones • Los materiales empleados tienen requerimientos más estrictos que los de los empleados en las presas de escollera, requieren grandes cantidades de cemento, que en presas pequeñas hay que transportar desde lejos, y el proceso es discontinuo difícilmente mecanizable y caro.

PRESA DE CONTRAFUERTES GEOTECNIA II

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aliviaderos La forma y tamaño del aliviadero controla el caudal que pasa sobre el y define la relación entre la altura de la lamina de agua, aguas arriba del aliviadero y el citado caudal.

ALIVIADERO

ALIVIADERO OGEE ANTES DE SU PUESTA EN MARCHA

La curva del perfil es el de la trayectoria que seguiría la cara inferior de una lámina de agua, al caer libremente al verter sobre un muro vertical de cresta ancha.

GEOTECNIA II

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EVALUACIÓN ECONÓMICA Demanda Eléctrica De acuerdo con la evolución de los indicadores macro económicos nacionales se advierte un crecimiento anual del PIB de 0,4 % para 1988, en el orden de -7,3% en 1999, de 2,3% en el 2000 y de 5,2% en el 2001, aunque este último dato es preliminar. ESCENARIOS DE CRECIMIENTO DE LA DEMANDA ELÉCTRICA (EN PORCENTAJE)

EXPECTATIVA

MENOR

MEDIO

MAYOR

Cobertura urbana año 2002

96.00

96.40

96.40

Cobertura rural año 2002

55.30

56.80

59.10

Cobertura nacional año 2002

80.60

81.80

83.00

PIB anual medio, año 2002

4.10

5.10

5.90

Cobertura urbana año 2011

96.80

98.00

98.10

Cobertura rural año 2011

58.10

67.40

79.30

Cobertura nacional año 2011

83.90

87.60

91.20

3.90

4.90

6.10

PIB anual medio, año 2002-2011

CRECIMIENTO ANUAL FACTURADO

AÑO

RESIDENCIAL COMERCIAL INDUSTRIAL ALUMBRADO

TOTAL

PÚBLICO

GEOTECNIA II

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33.80%

16.40%

35.70%

14.10%

100.00%

2002

3.026

1.444

2.452

1.606

8.528

2003

3.293

1.568

2.712

1.674

9.247

2004

3.590

1.710

3.047

1.755

10.102

2005

3.816

1.821

3.338

1.815

10.790

2006

4.020

1.921

3.626

1.863

11.430

2007

4.210

2.109

3.930

1.910

12.069

2008

4.396

2.118

4.240

1.951

12.705

2009

4582

2.215

4.556

1.990

13.343

2010

4.769

2.310

4.885

2.027

13.991

2011

43961

2.407

5.227

2.062

14.657

CRECIMIENT O

5.60%

5.80%

8.80%

2.80%

6.20%

2003-2011

Tarifas de Mercado En cuanto a la evolución del mercado eléctrico se refiere, las tarifas medias al consumidor final experimentaron un marcado deterioro de su valor durante 1999, como consecuencia de la fuerte depreciación, anterior a la dolarización , cayendo desde un nivel de 5,7 ctvs US $/Kwh, a 2,5 ctvs US $/Kwh. a inicios de 2000.

Ante esta circunstancia, el CONELEC implantó una política tarifaria que permita llegar a los precios reales, en el orden de 9,48 ctvs US $/Kwh hasta finales de 2002; esto como proyecto, ya que por Decreto Presidencial se congelaron las tarifas hasta diciembre de 2002.

GEOTECNIA II

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A futuro, el CONELEC irá actualizando las proyecciones del mercado, teniendo en cuenta los resultados de los períodos previos, las condiciones macro económicas del país y especialmente las previsiones y estudios que deben presentar el CENACE, TRANSELECTRIC, las distribuidoras y los grandes consumidores.

En los Artículos 53 y 57 de la Ley de Régimen del Sector Eléctrico, se asigna al CONELEC la facultad de fijar y aprobar los pliegos tarifarios que deben regir para la facturación a los consumidores finales. Las tarifas de transmisión y distribución se fijarán y publicarán anualmente, así como sus fórmulas de reajuste. Entrarán en vigencia el 30 de octubre del año que corresponda.

Las tarifas incorporadas a estos pliegos tarifarios deben cubrir:

1. Los precios referenciales de generación; 2. Los costos medios del sistema de transmisión; y 3. El valor agregado de distribución (VAD). El Directorio del CONELEC, mediante Resoluciones N° 245/01 de septiembre 27 y 254 de octubre de 2001, procedió a la aprobación de la estructura tarifaria del sector y entre otras medidas resolvió lo siguiente:

1. Aprobar el Precio Unitario de Potencia para Remuneración (componente de potencia), de US$ 5,70 / kW-mes.

2. Aprobar el Precio Referencial de Generación Estabilizado (componente de energía en la barra de mercado) por un valor de US$ 0,0416 / Kwh., valor que ha sido determinado sobre la base del estudio entregado por el CENACE.

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3. Aprobar los Factores de Nodo entregados por el CENACE.

4. Aprobar la Tarifa de Transmisión, que deberá ser pagada por cada distribuidor o gran consumidor, por el valor de US$ 3,10 / Kwh.-mes de demanda máxima no coincidente registrada en las barras de entrega al distribuidor o gran consumidor, en el mes que corresponda, de conformidad con la información entregada por la Empresa de Transmisión TRANSELECTRIC.

13.4 Niveles tarifarios para el cuatrienio Noviembre 2001-Octubre 2005: Período de estabilización

El pliego tarifario aprobado por el CONELEC, establece la tarifa promedio aplicable al cliente final durante cuatro años (hasta octubre del año 2005), período llamado de estabilización.

Sin embargo, de acuerdo a la Ley, el CONELEC fijará y publicará los cargos tarifarios en forma anual, los cuales serán en función de la revisión anual de los Costos Medios del Sistema de Transmisión CMST y del VAD.

Según el estudio tarifario presentado al Directorio de CONELEC en septiembre de 2001, los costos medios de generación considerados en el país tuvieron un comportamiento que encajaba dentro de las proyecciones que para el sector se había realizado. En la aprobación final de los pliegos, en octubre de 2001, se formalizó el ajuste al costo fijo por comercialización, que forma parte de la distribución, optando por el valor promedio del conjunto de empresas y no por el de la empresa con menor costo. Esto significa que el promedio por distribución quedó en 4,22 ctvs. US $/Kwh por lo tanto, la tarifa promedio objetivo es de 10,40 ctvs US $/Kwh. El ajuste a dicha tarifa,

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necesaria para cubrir los costos reales, se ha programado hacerla en forma mensual, lo que implica un incremento medio mensual del orden de 2%.

COSTO DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO ANUALES US $

N°

DESCRIPCIÓN

VALOR

VALOR

MENSUA L ANUAL

1

PERSONAL ADMINISTRATIVO EN QUITO

1.1 Jefe despacho de carga (1/4 de tiempo)

500

6,000

1,200

14,400

1.3 Secretaria

300

3,600

1.4 Mensajero

200

2,400

1.2 Administrador y ventas ( tiempo completo)

1.5 SUBTOTAL 1 1.6 CARGAS SOCIALES (promedio)

26,400 40.00%

1.7 TOTAL 1

2

10,560 36,960

PERSONAL EN LA PLANTA

2.1 Jefe de la Planta (tiempo completo)

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2,000

24,000

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2.2 Operadores (4)

4,000

48,000

2.3 Técnicos electromecánicos (2)

2,000

24,000

2.4 Mantenimiento (4)

1,600

19,200

600

7,200

2.5 Chofer (2)

122,40 0

2.6 SUBTOTAL 2 2.7 CARGAS SOCIALES (promedio)

40.00%

171,36 0

2.8 TOTAL 2

3

48,960

OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE LA PLANTA

3.1 Oficinas

200

2,400

3.2 Vehículos: 3.2. 1

2 (4x4) depreciado en 5 años

3.2. 2

Mantenimiento y combustible

3.3 Materiales y partes de rutina de O&M ( 1.27%) 3.4 Reparaciones mayores y reemplazo (7.96%) 3.5 Seguridad en el sitio

10,000 300

3,600

2,000

24,000

12,500

150,00 0

1,000

12,000

3.6 Seguro de la central

100,00 0

3.7 TOTAL 3

302,00 0

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4

510,32 0

TOTAL ANUAL

13.5 INDICADORES FINANCIEROS RESULTANTES

En el cuadro siguiente se presenta un resumen de los parámetros económicos obtenidos para cada alternativa.

ALTERNATIVA POTENCIA N°.

INVERSIÓN

INSTALADA

TOTAL

MW.

Miles de Dólares

B/C

TIR.

VALOR PRESENTE NETO Miles de Dólares.

MD-1

37.80

54.615

1.62

17.59

36.629

MI-2

37.80

57.514

1.54

16.66

33.708

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MI-3

50.10

67.885

1.72

18.73

52.696

MI-4

45.60

63.117

1.69

18.39

46.999

13.6

Análisis de Sensibilidad

Observando los indicadores financieros obtenidos se puede advertir que la alternativa MI-3, Margen Izquierda 3, es la que presenta los mayores valores de los parámetros económicos, seguida muy de cerca por la alternativa MI-4, Margen Izquierda 4.

13.6.1

Sensibilidad de la TIR al incremento del costo del Proyecto.

Si se considera un incremento de las inversiones para la construcción del proyecto, la alternativa MI-3 continúa siendo atractiva a los inversionistas, tal como se puede observar en el cuadro siguiente:

SENSIBILIDAD DE LA TIR A LA INVERSIÓN

Alternativas N°.

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INCREMENTO DE LAS INVERSIONES 100%

110%

120%

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MD-1

17.59%

15.92%

14.52%

MI-2

16.66%

15.07%

13.73%

MI-3

18.73%

16.97%

15.49%

MI-4

18.39%

16.66%

15.20%

20% 19% 18% 17%

Márgen derecha 1

TIR

16%

Márgen izquierda 2 15%

Márgen izquierda 3 Márgen izquierda 4

14% 13% 12% 11% 10% 95%

100%

105%

110%

115%

120%

125%

INCREMENTO DE LA INVERSIÓN

13.6.2 Sensibilidad de la TIR al incremento de la tarifa de venta de venta de la energía. Para la evaluación de las alternativas se consideró el

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valor de la tarifa de venta de energía constante durante la vida útil del proyecto, definida en 30 años. Sin embargo en el futuro la tarifa será incrementada hasta alcanzar los valores programados por el CONELEC.

SENSIBILIDAD DEL LA TIR AL PRECIO MEDIO DE VENTA DE LA ENERGÍA

ALTERNA TIVA

INCREMENTO DE LA TARIFA

N°.

100%

110%

120%

130%

MD-1

17.59%

19.49%

21.39%

23.28%

MI-2

16.66%

18.48%

20.29%

22.08%

MI-3

18.73%

20.73%

22.71%

24.69%

MI-4

18.39%

20.36%

22.32%

24.27%

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30% 28% 26% 24%

Márgen derecha 1

TIR

22%

Márgen izquierda 2

20%

Márgen izquierda 3

18%

Márgen izquierda 4

16% 14% 12% 10% 90%

100%

110%

120%

130%

140%

150%

INCREMENTO DE LA TARIFA

TARIFAS APLICADAS PARA EL PERÍODO 2001-2005 ETAPA

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ctvs. US $/Kwh.

GENERACIÓN

5.47

-Energía

4.16

-Potencia

1.31

TRANSMSIÓN

0.71

DISTRIBUCIÓN (promedio)

3.30

TOTAL COSTO PROMEDIO

9.48

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Conclusiones y Recomendaciones.

1. Los estudios contenidos en este Informe de Factibilidad indican que el Proyecto Hidroeléctrico Baeza es técnica y económicamente factible. 2. Los indicadores financieros determinan que la alternativa MI-3 produce los máximos beneficios económicos. 3. Los parámetros económicos obtenidos son atractivos para los inversionistas. 4. Se recomienda ejecutar los Diseños Definitivos para la alternativa denominada MI-3 con 50.10 MW, margen izquierda del Río Quijos. 5. De los diseños elaborados se puede concluir también que la alternativa MI-3 tiene un menor grado de dificultad en la construcción que la alternativa MI-4, cuyos índices económicos también son favorables. 6. Continuar con la búsqueda del financiamiento para la construcción del proyecto.

CONCLUSIONES



Los macizos rocosos de la zona de estudio según la clasificación RMR de Bieniawski pertenecen en su mayoría a la Clase III y II, definidos como buenos y regulares.



La calidad de los macizos rocosos según el índice RMR es Medio o Regular y teóricamente poseen una cohesión de 2-3 Kg/cm2 y un ángulo de rozamiento de 15° a 25°.

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

La calidad de la roca según el índice RQD es mediana o Regular y sus valores oscilan entre 81 a 32, correspondiendo el mayor valor de calidad de la roca a la estación V.



La estimación del Índice de Resistencia Geológica GSI de las 5 estaciones realizadas en la zona de estudio oscila entre 41 y 47 lo que nos dice que los macizos están entre fracturados en bloques y fuertemente fracturados en bloques.



La estación IV es la que puede soportar la mayor tensión global, siendo esta 15.3 MPa, según su estimación con el programa Roclab.

RECOMENDACIONES  Para obtener mejores resultados se recomienda realizar ensayos de laboratorio de las rocas presentes en las estaciones, sobre todo para determinar la resistencia de la roca.

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 Se recomienda que para obtener una certera caracterización del macizo rocoso se realice una buena caracterización de la matriz rocosa y las discontinuidades.  Se recomienda realizar un curso de prevención de desastres para los pobladores del sector de Urubamba-Lucmacucho.

BIBLIOGRAFÍA: 

Dávila, J. (1999). Diccionario Geológico. Editorial San Marcos. Lima. Perú



González, L. (2006): Ingeniería Geológica. Universidad Politécnica de Madrid. España. p. 118-262.

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