Rutas hidrológicas : recordando a un colega por los senderos de la hidrología

R ECORDANDO A UN COLEGA POR LOS SENDEROS DE LA HIDROLOGÍA R UTAS H IDROLÓGICAS 120 menores para el sistema, esto se traduce en menos energía térmica, que va a ser reemplazada por energía hidráulica, o sea, mayores ingresos para el sector hidráulico. Este resultado es muy importante, pues hasta este punto, para una hidrología seca (tendencia que viene presentándose los últimos años en la zona central de Chile), si se compara la Propuesta con el Caso Base, los costos de operación del sistema disminuyen y los ingresos percibidos por la empresa aumentan. C ONCLUSIONES La operación de un embalse multipropósito, para generación hidroeléctrica y riego, constituye un problema desafiante, especialmente considerando la naturaleza multiescala de las forzantes involucradas. La operación para riego está condicionada a escala de cuenca, mientras que la generación hidroeléctrica involucra una escala mayor, de sistema eléctrico interconectado. En el caso del Lago Laja, la naturaleza multipropósito para generación hidroeléctrica y riego está capturada en un convenio de riego, que data originalmente de 1958 y que fue recientemente actualizado en 2017. Este convenio establece, entre otras condiciones, los caudales a ser entregados para ambos usos en función del volumen almacenado, adoptando un esquema de colchones. Previo a la actualización de 2017, se desarrolló un estudio (DOH, 2014) para identificar posibles alternativas de modificación. El presente trabajo da cuenta del análisis de una de tales alternativas sobre el riego en la cuenca y sobre la operación del Sistema Interconectado Central (SIC). La alternativa aquí analizada consiste esencialmente en aumentar el caudal que puede ser utilizado para generación en condiciones de muy bajo almacenamiento (colchón inferior de reserva), a fin de que estos caudales puedan ser utilizados por los segundos regantes aguas abajo. El análisis fue realizado utilizando el modelo de Programación de Largo Plazo (PLP), que bajo una lógica de minimización del costo presente y futuro para el SIC, establece el uso del agua embalsada en un horizonte multianual, con etapas semanales y mensuales, utilizando un enfoque de programación dinámica estocástica dual. La modelación incluyó la operación de más de 300 centrales, para un periodo de tiempo de casi 2 años (25 etapas), y para 50 escenarios hidrológicos. La modificación propuesta se traduce en un cambio en las restricciones del modelo de optimización PLP. El principal resultado del modelo corresponde a la función de costos futuros (FCF) esperados de cada uno de los embalses del sistema. Esta función representa el valor del agua embalsada, asimilado al costo térmico evitado en el futuro por contar con dicha agua. La pendiente de esta función representa el valor marginal del agua embalsada. La modificación propuesta hace que el valor futuro marginal del agua embalsada aumente. Además, los mayores caudales asignados para generación resultan en que más energía hidráulica sea inyectada al SIC, lo que se traduce en costos futuros esperados menores. A partir de la FCF se simuló la operación del sistema, incluyendo las entregas para generación hidroeléctrica desde el Lago Laja. Congruente con la FCF, la propuesta hace que para una hidrología seca se mantengan mayores volúmenes almacenados, como resultado de menores caudales turbinados fuera de la temporada de riego. En la temporada de riego para hidrología seca, los caudales turbinados son mayores como efecto directo de la modificación propuesta. Por otra parte, la propuesta no tiene un impacto significativo sobre los costos de operación del SIC. Para un escenario hidrológico seco, que representa el comportamiento hidrológico de los últimos años en la zona central de Chile, con la Propuesta se obtienen costos de operación 0.22% menores (equivalentes a 8.4 MUSD para todo el período modelado) que para el Caso Base. Esto se explica por el aumento de caudales de generación propuesto cuando el sistema se encuentra en una condición de muy bajo almacenamiento, que desplazan generación térmica. Adicionalmente, las modificaciones propuestas no alteran considerablemente la operación de otras centrales del SIC, incluyendo otras centrales de embalse. En cuanto a los ingresos percibidos por la empresa hidroeléctrica, al asignarle la Propuesta mayores caudales en condiciones de bajo almacenamiento, ésta percibe más ingresos bajo un escenario hidrológico seco, pero el efecto se invierte para una hidrología media. En síntesis, la modificación analizada es potencialmente atractiva, con beneficios para el SIC, para la empresa hidroeléctrica y para el riego, en un escenario hidrológico seco. Para otros escenarios, los ingresos de la empresa eléctrica se ven disminuidos respecto al convenio original. A GRADECIMIENTOS . Los autores agradecen al Centro de Energía de la FCFM de la U. de Chile, y particularmente al Ing. Eduardo Pereira, por las simulaciones del programa PLP. Un especial agradecimiento al Prof. Ernesto Brown, quien proporcionó una completa explicación del estudio efectuado por CONIC-BF y participó como miembro de la Comisión de Trabajo de Título que dio lugar a este artículo. R EFERENCIAS Centro de Energía. Universidad de Chile. 2014. “Mejoras software de Programación de Largo Plazo - Convenios de Riego y Gestión de Embalses.” Dirección de Obras Hidráulicas (DOH). Ministerio de Obras Públicas. 2014. “Estudio Hidrológico Río y Lago Laja y Batimetría Lago Laja VIII Región del Bío-Bío.” Estudio efectuado por CONIC- BF Ingenieros Civiles Consultores Ltda. y DESMAR Ltda. Pereira, M. and Pinto, L. 1985. “Stochastic Optimization of a Multireservoir Hydroelectric System: A Decomposition Approach.” Water Resources Research 21(6): 779-792. Puertas, J. 2016. “Efecto del Convenio de Riego del Sistema Hidroeléctrico Laja sobre la Programación de Largo Plazo del Sistema Interconectado Central de Chile.” Memoria para optar al Título de Ingeniero Civil. Universidad de Chile.