________________________________________________Mayo 2008

Audiencia Publica para la presentación del sustento del Recurso de Reconsideración contra la Resolución N° 341-2008 OS/CD

PÉRDIDAS HIDRÁULICAS EN LAS TRAYECTORIAS

CORRESPONDIENTES A LAS CENTRALES

HIDROELÉCTRICAS DE ELECTROANDES S.A.

________________________________________________ CONTENIDO

Generalidades

Antecedentes

Fundamento de las Pérdidas Hidráulicas

Estudios Efectuados

Fundamentos de la Reconsideración

Conclusiones

________________________________________________GeneralidadesDe conformidad con el artículo 47° y siguientes de la LCE, el COES-SINAC presentó al OSINERGMIN el Estudio Técnico-Económico de Determinación de Precios de Potencia y Energía en Barras para la Fijación Tarifaria de Mayo 2008.

El Estudio consideró a las Pérdidas Hidráulicas dentro de los criterios para el establecimiento de las Tarifas en Barra.

El OSINERGMIN, efectuó diversas observaciones al Estudio del COES-SINAC, entre ellas la referida a las Pérdidas Hidráulicas.

En vista de ello, ELECTROANDES mediante el COES-SINAC presentó al OSINERGMIN un estudio riguroso de pérdidas hidráulicas, elaborado por el Laboratorio Nacional de Hidráulica.

En la pre-publicación de las Tarifas en Barra (Resolución N° 196-2008-OS/CD) no se consideró las Pérdidas Hidráulicas a efectos de establecer las Tarifas en Barra.

________________________________________________Generalidades

ELECTROANDES alcanzó a OSINERGMIN sus OBSERVACIONES al proyecto de resolución, entre ellas la referida a las Pérdidas Hidráulicas.

La Resolución N° 341-2008 OS/CD no da cuenta alguna de las OBSERVACIONES de ELECTROANDES, lo cual contraviene el procedimiento legalmente establecido.

De acuerdo con el Anexo A del Procedimiento para Fijación de Precios Regulados, aprobado mediante Resolución N° 001-2003-OS/CD, el OSINERGMIN está en la OBLIGACIÓN de “Recepcionar y analizar las opiniones y sugerencias presentadas por los interesados”. En el presente caso, no ha existido análisis alguno de nuestras OBSERVACIONES, no obstante que las mismas están debidamente sustentadas.

________________________________________________Antecedentes

TOMA YUNCÁN

TOMA MANTO

CH YaupiCuando se eroga un determinado caudal desde los embalses de regulación, a la toma Yuncán llega un caudal menor al erogado. En épocas de estiaje, para cumplir con la programación de generación en la CH Yaupi, se optaron por reajustar los caudales erogados desde los embalses. Por ejemplo, si se requería 5,0 m3/s de los embalses, se erogaba 6,3 m3/s.

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CONDUCCIONEMBALSES CONDUCCION CAPTACION

GENERACION

CANAL

DE DUELASTUBERIA

FORZADATUBERIA

MAQUINASCASA DE

R I O Y A U L I

CAPTACION

EMBALSES

(16 kM)

POTENCIA

INSTALADA

EFECTIVA

: 12 MW

: 12,3 MW

Antecedentes

CH Malpaso

En las otras centrales hidroeléctricas de ELECTROANDES, también existen pérdidas hidráulicas.

CH Pachachaca

MAQUINASCASA DE

CHIMENEA DE EQUILIBRIO

VENTANA

DE ADUCCIONTUNEL

FORZADATUBERIA

CONDUCCION GENERACIONEMBALSE

R I O

M A

N T

A R O

TOMA

PRESA

LAGOJUNIN

RIO MANTARO

RIO CAPTACION

(2,17 kM)

POTENCIA

INSTALADA

EFECTIVA

: 54.4 MW

: 48 MW

________________________________________________Antecedentes

LOS ANTECEDENTES EXPUESTOS, ENTRE OTROS ASPECTOS, NOS CONLLEVARON A REALIZAR ESTUDIOS PARA CUANTIFICAR LAS PÉRDIDAS HIDRÁULICAS EN LAS TRAYECTORIAS DE NUESTRAS CENTRALES HIDROELÉCTRICAS.

El modelo Perseo, que actualmente es utilizado para la fijación tarifaria, cuenta con el archivo <NOMBRE>.TRY, en el que se representan todas las trayectorias del agua y tiene una opción específica para considerar las pérdidas en las trayectorias.

________________________________________________Fundamento de las Pérdidas HidráulicasPÉRDIDAS DE AGUA EN CAUCES NATURALES

Las pérdidas de agua (Pérdidas Hidráulicas) son fenómenos inherentes a los cauces natural y artificiales.

Las Pérdidas hidráulicas por conducciones naturales pueden clasificarse en:

•Pérdidas por vegetación•Pérdidas por evaporación•Pérdidas por infiltración

Pérdidas por EvaporaciónLa evaporación es un proceso físico por el cual las moléculas superficiales de agua aumentan su nivel de agitación y escapan a la atmósfera.

Depende de la Radiación solar, Temperatura del aire, Humedad atmosférica, Viento y Tamaño de la masa de agua.

Las pérdidas por evaporación son menores comparados con las pérdidas que se produce por infiltración.

No se consideran pérdidas por evaporación

________________________________________________Fundamento de las Pérdidas HidráulicasPérdidas por Infiltración

Se entiende por infiltración al flujo de agua desde el suelo hacia las zonas no saturadas y saturadas.

Los factores que influyen en la infiltración son:•Tipo de suelo: gravoso, arenoso, limoso, arcilloso, etc.

•Características hidráulicas del suelo•Estado de humedad del suelo•Intensidad de la lluvia •Cantidad de agua de riego•Calidad del agua•Formación de costras superficiales•Trabajos agrícolas

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Las pérdidas de agua por infiltración en conducciones naturales, según estudios realizados por Moritz para la US Bureau of Reclamation puede ser expresado mediante la siguiente relación:

donde:PI: Pérdidas por infiltración (m3/s/km)C: Coeficiente de pérdida de agua. Q: Caudal (m3/s)V: Velocidad media (m/s)

Fundamento de las Pérdidas Hidráulicas

5,0

0375,0 ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=VQCPI

Pérdidas por Infiltración – Investigaciones Realizadas

TIPO DE SUELO CSuelo limo arcilloso impermeable 0.08 - 0.13 Suelo limo arcilloso común 0.13 - 0.23 Suelo limo arcilloso arenoso 0.23 - 0.30 Suelo limo arenoso 0.30 - 0.49 Suelo limo arenoso suelto 0.49 - 0.61 Suelo arenoso con grava 0.61 - 0.76 Suelo de grava poroso 0.76 - 0.92 Suelos de grava dominante 0.92 - 1.83 Canales revestidos con concreto 0,10

________________________________________________Estudios EfectuadosObjetivo

Calcular las pérdidas hidráulicas que se producen en las trayectorias vinculadas a los embalses de regulación de las CC.HH. de ELECTROANDES.

Estudios• Estudio I

Metodología: Registros de CaudalesAlcance: CH Yaupi Elaborado por: ELECTROANDES

• Estudio II

Metodología: Mediciones Directas de CaudalesAlcance: CC.HH. de ELECTROANES Elaborado por: Laboratorio Nacional de Hidráulica

________________________________________________Estudios Efectuados - Estudio IEl caso estudiado está referido a la CH Yaupi, específicamente a la cuenca del río Huachón (Estación Chilcas) y los embalses Jaico, Altos Machay y Huangush Bajo.

En el río Huachón se ubica la estación limnigráfica de Chilcas, a aproximadamente 1,0 km aguas arriba de la Toma Uchuhuerta - CH Yuncán. En dicha estación se efectúan campañas de aforo permanentes, de tal manera que la curva Altura – Caudal se mantenga actualizada y refleje con un buen grado de precisión los caudales reales.

Los caudales erogados desde los embalses son calculados mediantefórmulas hidráulicas (las características geométricas de las compuertas y la columna de agua son conocidas). Adicionalmente, aguas abajo de cada embalse se tienen vertederos en donde también se miden los caudales erogados. De la misma manera que para Chilcas, se efectúan campañas de aforo en forma permanente.

________________________________________________Estudios Efectuados - Estudio IEmbalse

Jaico

Río Paucartambo

Embalse Altos MachayRío Talenga

Río Huangush

Río H

uach

ón

Embalse Matacocha

Embalse Huangush Alto

Embalse Huangush Bajo

C.H. Yuncán

Toma Uchuhuerta

Reservorio Huallamayo

Reservorio Yuncán

C.H. Yaupi

Toma Manto

Toma Santa Isabel

Río Santa Isabel

Río Manto

Embalse Victoria I

EmbalsePacchapata

Chilcas

________________________________________________Estudios Efectuados - Estudio IPremisas•Los caudales en la estación Chilcas, se calculan a partir de las alturas registradas en la banda limnigráfica y de la ecuación Altura – Caudal.

•Los caudales erogados desde los embalses son calculados para cada operación de compuertas.

•Los desembalses se efectúan en los meses de estiaje, época en que las escorrentías (caudal natural) en el río Huachón se pueden considerar estables en periodos cortos de tiempo.

•Los caudales erogados desde los embalses se reflejan en la estación Chilcas, mediante el incremento de altura en la sección de control registrada en la banda limnimétrica.

________________________________________________Estudios Efectuados - Estudio IResultados• Se procesaron Aprox. 170 casos y se validaron 110.

• Se obtuvieron los siguientes parámetros estadísticos: Porcentaje Promedio de Pérdidas = 16,8%Desviación Estándar de Pérdidas = 5,9 %

• En el Histograma de Distribución de Frecuencias de las Pérdidas Hidráulicas, la marca de clase con mayor frecuencia fue 20%.

• Se optó por considerar 18 % del caudal erogado como pérdidas hidráulicas en las trayectorias desde los embalses Jaico, Altos Machay, Huangush Bajo hasta la Toma Uchuhuerta – CH Yuncán.

•Aplicando la fórmula de Moritz para diferentes caudales - velocidades se obtuvieron pérdidas hidráulicas entre 5% y 26%.

________________________________________________Estudios Efectuados - Estudio IIFue desarrollado por el Laboratorio Nacional de Hidráulica. Se realizaron 45 mediciones directas de caudales.

Taza OroyaCut-OffYauliTaza NuevaPomacochaPomacocha

Malpaso Temporal

Lago JunínMantaroHuangush Bajo

ChilcasAltos MachayHuachónJaico

ESTACIÓN DE CONTROLEMBALSECUENCA

Taza OroyaCut-OffYauliTaza NuevaPomacochaPomacocha

Malpaso Temporal

Lago JunínMantaroHuangush Bajo

ChilcasAltos MachayHuachónJaico

ESTACIÓN DE CONTROLEMBALSECUENCALas actividades realizadas

estuvieron orientadas a la determinación de las pérdidas hidráulicas que se producen en un tramo comprendido entre la descarga de un embalse de regulación y una estación de control ubicada aguas abajo.

Secuencia de mediciones de caudales:1. Estación de Control sin erogar agua desde los embalses.2. Se eroga agua desde un embalse y se mide el mencionado caudal.3. Estación de Control con caudales erogados desde los embalses.4. Por diferencia entre pasos: 2. – (3. – 1.) se hallaron las pérdidas de agua.

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Resultados

Estudios Efectuados - Estudio II

0,85714,35,19Malpaso TemporalUpamayo0,9396,20,19Taza OroyaCut-Off0,9584,30,12Taza NuevaPomacocha0,40060,02,16Huangush Bajo0,69430,60,88Altos Machay0,75824,20,83

ChilcasJaico

n%

PérdidaPérdida (m3/s)EstaciónEmbalse

Aplicando la fórmula de Moritz

0,0540,195Huangush Bajo0,0500,030Altos Machay0,0530.029Jaico

Pérdida por Infiltración (m3/s / km)

0,1640,089Upamayo0,0060,007Pomacocha

Fórmula de Moritz

Medidas en Campo

Embalse

________________________________________________Fundamentos de la ReconsideraciónDesde que se inició el presente proceso tarifario hasta la Resolución N° 341, el tema de las Pérdidas Hidráulicas ha tenido un tratamiento disímil por parte de OSINERGMIN.

Informe N° 0437-2007-GART

En el anexo F2 del Estudio del COES (folios de 1954 al 1968), se expuso la estimación de pérdidas hidráulicas en la cuenca del río Huachón - CH Yaupi, a lo cual el OSINERGMIN en el informe mencionado, indicó que la metodología no era adecuada, aduciendo lo siguiente:

i) La metodología para estimar las pérdidas hidráulicas no era la adecuada porque se había empleado una ecuación que fue desarrollada por el US Bureau of Reclamation para ser usada en canales con características diferentes a las de los tramos estudiados del río Huachón;

Respuesta i).- Para el cálculo de las pérdidas hidráulicas entre los embalses Jaico, Altos Machay y Huangush Bajo y la estación hidrométrica Chilcas, ubicada en el río Huachón, no se utilizó la ecuación desarrollada por MORITZ - US Bureau of Reclamation.

________________________________________________Fundamentos de la Reconsideraciónii) El uso de bandas limnimétricas y las mediciones efectuadas a través del uso de la curva altura-caudal de esta estación Chilcas, no es apropiado para la determinación de pérdidas hidráulicas para el cálculo tarifario, en vista que la curva requiere ser calibrada anualmente.

Respuesta ii).- ELECTROANDES, realiza campañas de aforos en todas sus estaciones hidrométricas, entre ellas la estación Chilcas, tal como se muestra en el cuadro siguiente:

FECHA CANTIDAD DE AFOROS

EMPRESA ENCARGADA

Setiembre 2002 02 CMN SAC Setiembre 2003 02 CMN SAC Marzo 2005 02 CMN SAC Julio 2005 03 CMN SAC Noviembre 2005 03 CMN SAC Marzo 2006 02 Quantum Ingenieros SAC Marzo 2007 01 Ing. Miguel Zubiaur A.

________________________________________________Fundamentos de la Reconsideracióniii) Se debe precisar que el método coherente para cuantificar objetivamente las pérdidas de caudal del sistema hidráulico de las centrales Yaupi y Yuncán es mediante aforos para cada caudal descargado de cada embalse.

Respuesta iii).- ELECTROANDES presentó el estudio: “Medición de Caudales para Estimar Pérdidas Hidráulicas”, elaborado por el Laboratorio Nacional de Hidráulica.

Informe N° 0121-2008-GART

Atendiendo a nuestra absolución de observaciones, en el Informe N° 0121-2008-GART para la Prepublicación de los Precios en Barra Período mayo 2008 - abril 2009, en el contenido del literal F.2 Estimación de pérdidas hidráulicas (pags. 164 -166), OSINERGMIN aceptó que existen pérdidas hidráulicas en los cauces naturales de los ríos asociados a las centrales hidroeléctricas del Sistema Eléctrico Interconectado Nacional (SEIN); sin embargo, para objetar la propuesta del COES-SINAC planteóobjeciones carentes de sustento, tales como que debe hacerse un estudio de pérdidas hidráulicas para todo el SEIN y que, a partir de allí, OSINERGMIN evaluaráqué tramos tienen realmente pérdidas y qué tramos son atribuibles al generador.

________________________________________________Fundamentos de la ReconsideraciónOBSERVACIONES del OSINERGMIN

El COES-SINAC presenta, en su ESTUDIO, pérdidas hidráulicas entre los embalses Jaico, Altos Machay y Huangush Bajo y la estación hidrométrica Chilcas, sustentada a través del “Estudio de Mediciones de Caudales para Estimar Pérdidas Hidráulicas”, elaborado por el Laboratorio Nacional de Hidráulica. Si bien el método utilizado en el estudio es apropiado; sin embargo, los porcentajes de pérdidas resultantes son muy elevados. Al respecto, es necesario que los resultados del estudio de sustento presentado por el COES-SINAC sean compatibilizados y contrastados con otros estudios y/o metodologías.

Respuesta 1.- Las pérdidas hidráulicas medidas y calculadas por el Laboratorio Nacional de Hidráulica, podrían parecer “muy elevadas”, tal como lo califica OSINERGMIN, pero estas son el resultado de mediciones de campo debidamente avaladas por la mencionada entidad.

Se han realizado dos estudios (Estudio I y Estudio II) con metodologías diferentes, cuyos resultados han sido contrastados entre si y con la ecuación desarrollada por Moritz - US Bureau of Reclamation.

________________________________________________Fundamentos de la Reconsideración

Respuesta 2.- Después del estudio efectuado por el Laboratorio Nacional de Hidráulica, el COES-SINAC considera las siguientes pérdidas hidráulicas.

De allí que el OSINERGMIN cometióun error por lo expresado en sus observaciones.

El COES-SINAC, en vista de los valores atípicos de pérdidas hidráulicas obtenidas en el estudio del Laboratorio Nacional de Hidráulica, propuso en su ESTUDIO una pérdida equivalente de 18% del caudal erogado de las trayectorias de los embalses Jaico, Altos Machay, Huangush Bajo, Victoria I y Pacchapata, basándose en un cálculo teórico resultante de la aplicación de la ecuación de MORITZ-US Bureau of Reclamation.”

14,3Embalse MalpasoUpamayo

CH MALPASO

6,2Taza OroyaCut-Off

CH OROYA

4,3Taza NuevaPomacocha

CH PACHACHACA

27,9Embalse

Huallamayo(CH Yuncán)

Victoria I

26,8Pacchapata

10,0Huangush Bajo

30,6Altos Machay

24,2

Toma Uchuhuerta(CH Yuncán)

Jaico

CH YAUPI

% PérdidaLlegadaInicio

________________________________________________Fundamentos de la ReconsideraciónPara el caso específico de las pérdidas de Huangush Bajo, el COES-SINAC

procedió a modificar las pérdidas de 60% a 10%, lo cual evidencia que, tal como se verifica de las conclusiones de dicho estudio donde se precisa que se deben efectuar mayores mediciones que permitan definir mejor estas pérdidas, el estudio antes mencionado no es definitivo para considerar sus resultados en el cálculo tarifario.

Respuesta 3.- El hecho de que se presenten resultados de mediciones en campo dispersas, nos exhorta a efectuar mayores mediciones para afinar los valores de las pérdidas asumidos, con lo cual estamos de acuerdo, pero ello no debe ser justificación para no incluir las perdidas hidráulicas en la fijación tarifaria, toda vez que estas han sido calculadas, sustentadas y presentadas, además que el OSINERGMIN acepta la existencia de las mismas.

________________________________________________Fundamentos de la ReconsideraciónLas pérdidas hidráulicas forman parte del diseño del sistema de embalses de una central hidroeléctrica, donde el titular de la central evalúa la viabilidad del diseño y construcción de la misma considerando, entre otras, pérdidas hidráulicas en sus sistemas de embalses. En tal sentido, la solución a estas pérdidas debe ser sumida por el titular de la central, considerando para ello alternativas como, por ejemplo, la sobre-elevación de las presas o la implementación de un nuevo embalse.

Respuesta 4.- Las pérdidas hidráulicas no forman parte del diseño hidráulico de un embalse. La variable determinante para definir la capacidad de un embalse, es la bondad hídrica de la cuenca involucrada y la viabilidad de su implementación está sujeta básicamente a parámetros técnicos-económicos y a situaciones ambientales. Las pérdidas hidráulicas son eventos naturales que siempre estarán presentes en las trayectorias y que no son función de la mayor o menor capacidad del embalse asociado.

Respecto a la implementación de una sobre-elevación de presas, se requiere un análisis muy especializado, porque una sobre-elevación podría generar sobre-esfuerzos en la presa, dando lugar a una condición de riesgo; además de ser un tema que está fuera del contexto de las pérdidas hidráulicas.

Estas pérdidas no pueden ser asumidas por el titular de la central porque no corresponden a energía generable.

________________________________________________Fundamentos de la ReconsideraciónEs necesario que el COES-SINAC efectúe un estudio integral de las pérdidas hidráulicas en las cuencas de todas las centrales del SEIN, a efectos de estandarizar procedimientos y metodologías para su determinación; así como, para depurar resultados que podrían ser ineficientes desde el punto de vista tarifario. Dichos valores estandarizados, según las características de las cuencas, deberán ser evaluados para ser considerados en los cálculos tarifarios.Respuesta 5.- A la propuesta del OSINERGMIN de estandarizar procedimientos y metodologías para la determinación de las pérdidas hidráulicas de las cuencas del SEIN, donde no hayan estudios, sugerimos que se utilice la fórmula de Moritz - US Bureau of Reclamation como una metodología valida. Además debemos tener en cuenta que, el modelo Perseo, que actualmente es utilizado para la fijación tarifaria, cuenta con el archivo <NOMBRE>.TRY, en el que se representan todas las trayectorias del agua y tiene una opción específica para considerar las pérdidas en las trayectorias ya que el modelo Perseo requiere de esta información para calcular la producción de las centrales en bornes de generación. La propuesta de que el COES–SINAC efectúe un estudio integral de las pérdidas hidráulicas de las cuencas asociadas al SEIN, no debe ser justificación para no considerar las pérdidas hidráulicas que a la fecha han sido debidamente estudiadas y sustentadas.Por lo tanto, lo expresado por OSINERGMIN, no es coherente con la realidad ni con la existencia de la opción mencionada en el modelo Perseo.

________________________________________________Conclusiones• Para la determinación de las pérdidas hidráulicas, se han desarrollado dos

estudios con metodologías diferentes : Estudio I, a cargo de ELECTROANDES y Estudio II, a cargo del Laboratorio Nacional de Hidráulica.

• Frente al planteamiento del OSINERGMIN, respecto a la necesidad de que el COES–SINAC debe efectuar un estudio integral de las pérdidas hidráulicas de las cuencas asociadas al SEIN, donde no se tengan estudios de pérdidas hidráulicas, sugerimos que se utilice la fórmula de Moritz - US Bureau of Reclamation.

• Partiendo del hecho que las pérdidas hidráulicas son eventos naturales asociados a todos los cauces naturales de agua y como tales tienen una implicancia directa en el aprovechamiento de los recursos energéticos para garantizar la seguridad de abastecimiento de energía eléctrica al menor costo operativo del SEIN, el OSINERGMIN debe considerar en la presente fijación tarifaria las pérdidas hidráulicas en las trayectorias correspondientes a los embalses asociados a las centrales hidroeléctricas de ELECTROANDES, toda vez que éstas han sido debidamente estudiadas, calculadas, sustentadas y presentadas, además que las objeciones efectuadas por OSINERGMIN carecen del debido sustento técnico suficiente y concluyente.

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GRACIAS POR SU ATENCIÓN