Evaluación del potencial hidroeléctrico aplicando sistemas de información geográfica (SIG) considerando las Intercuencas del río Pampas

Abstract

En un contexto mundial en el que el cambio de la matriz energética está siendo muy relevante para la generación de energía libre de contaminación en la medida de lo posible, las centrales hidroeléctricas son una opción atractiva si se cuenta con los recursos hídricos para su implementación. En Ayacucho, Perú, se evaluó el potencial hidroeléctrico para abordar el déficit energético en áreas remotas cercanas al río Pampas, debido a la creciente demanda de energía y la falta de producción energética local. Para el cumplimiento de dicho objetivo se realizó un modelo digital utilizando datos DEM de ALOS PALSAR 12.5 y se utilizó el software QGIS con sus herramientas GRASS para delimitar la cuenca Pampas. Luego, se subdividió la cuenca en 9 subcuencas, de las cuales 5 se dividieron nuevamente en 191 microcuencas con el objetivo de identificar puntos de captación que coincidían con el punto de desemboque de la microcuenca en el cauce principal del río Pampas, de esta forma poder analizar los caudales a lo largo del tramo de río en cuestión. Se calcularon los caudales mensuales medios (con un 95% de persistencia) de las microcuencas utilizando el modelo hidrológico de Lutz Scholz. Luego, se plantearon 4 escenarios con puntos de captación equidistantes a lo largo del cauce principal de río, con separaciones de 1000m, 2000m, 3000m y 4000m. Se descartaron los 3 primeros debido a que, presentaban una alta proporción de puntos con pendientes nulas o negativas en relación al flujo del río. Mientras que, en el escenario de 4000m, se calcularon potenciales hidroeléctricos teóricos de los 56 puntos tentativos generados. En base a los resultados, se agruparon los puntos en 4 grandes grupos diferenciados por colores que se muestran en los mapas resultantes generados. El primero conformado por 4 puntos (de color rojo) con potencial mínimo inferior a 500 kW producido en algún mes del año; el segundo, con 28 puntos (de color naranja) que como mínimo generan de 500kW a 3000kW de potencia en algún mes del año; el tercero, con 22 puntos (de color amarillo) entre 3000kW a 10000kW; por último, el cuarto grupo con 2 puntos (de color verde) entre 10000kW a 20000kW como mínimo. El predimensionamiento, planteamiento y/o ejecución de centrales hidroeléctricas de cualquier tamaño no están contemplados dentro de este estudio. Sin embargo, los resultados indican que en el escenario más prometedor (4000m) es posible el planteamiento de pequeñas centrales hidroeléctricas (PCH) con capacidad instalada superior a los 500kW de potencia.

In a global context where the shift in the energy matrix is becoming increasingly relevant for generating pollution-free energy to the extent possible, hydroelectric power plants are an appealing option when there are the necessary water resources for their implementation. In Ayacucho, Peru, an assessment of the hydroelectric potential was conducted to address the energy deficit in remote areas near the Pampas River, due to the rising energy demand and the lack of local energy production. To achieve this objective, a digital model was created using ALOS PALSAR 12.5 DEM data, and the QGIS software with its GRASS tools was employed to delineate the Pampas basin. Subsequently, the basin was divided into nine sub-basins, with five of them further subdivided into 191 micro-basins with the goal of identifying capture points coinciding with the micro-basin outlet into the main course of the Pampas River. This enabled the analysis of flow rates along the relevant river section. Monthly average flow rates (with a 95% persistence) of the micro-basins were calculated using the Lutz Scholz hydrological model. Four scenarios were then considered with capture points equidistant along the main river channel, at intervals of 1000m, 2000m, 3000m, and 4000m. The first three were discarded because they displayed a high proportion of points with zero or negative slopes in relation to the river flow. However, in the 4000m scenario, theoretical hydroelectric potentials were calculated for the 56 tentative points generated. Based on the results, the points were grouped into four distinct categories, each represented by a different color in the resulting maps. The first group, in red, consisted of 4 points with a minimum potential of less than 500 kW produced in any month of the year. The second group, in orange, included 28 points that generated a minimum of 500 kW to 3000 kW of power in some months of the year. The third group, in yellow, featured 22 points with potentials ranging from 3000 kW to 10000 kW. Finally, the fourth group, in green, had 2 points with a minimum potential of 10000 kW to 20000 kW. This study did not encompass the pre-sizing, planning, or execution of hydroelectric plants of any size. Nonetheless, the results indicate that in the most promising scenario (4000m), the development of small hydroelectric plants (SHP) with an installed capacity exceeding 500 kW is feasible.