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Planta de celulosa de UPM

Evaluac ión de la calidad de l agua y e l

impacto de los e fluentes para una

planta de ce lulos a proyectada s obre

e l Rí o Negro en Pas o de los Toros

Parte A, Balance hídrico Modificada en agosto de 2018 Informe elaborado para: Blanvira S.A. Avenida Italia 7519, Piso 2 Montevideo, Uruguay Informe elaborado por: EcoMetrix Incorporated 6800 Campobello Road Mississauga, Ontario Ref. 18-2423 Agosto 2018

Planta de celulosa de UPM Evaluac ión de la calidad de l agua y e l

impacto de los e fluentes para una

planta de ce lulos a proyectada s obre

e l Rí o Negro en Pas o de los Toros

Parte A, Balance hídrico

Dr. Michael White

Bruce T. Rodgers, M.Sc., P.Eng. Copyright 2018

Planta de celulosa de UPM, Evaluación de la calidad del agua, Parte A, Balance hídrico ÍNDICE

Ref. 18-2423 Agosto 2018 i

ÍNDICE

Página

1.0 INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 1.1

2.0 EL RÍO NEGRO..................................................................................................... 2.1

3.0 PRECIPITACIONES .............................................................................................. 3.1

4.0 CAUDAL ............................................................................................................... 4.1

5.0 COTA DE AGUA ................................................................................................... 5.1

5.1 Cota de agua en el extremo aguas abajo de cada embalse ................................... 5.1

5.2 Cota de agua en el extremo aguas arriba de cada embalse .................................. 5.4

6.0 BALANCE HÍDRICO ............................................................................................. 6.1

7.0 AUMENTO DE LOS CAUDALES BAJOS ............................................................. 7.1

8.0 REFERENCIAS ..................................................................................................... 8.1

Planta de celulosa de UPM, Evaluación de la calidad del agua, Parte A, Balance hídrico ÍNDICE

Ref. 18-2423 Agosto 2018 ii

LISTA DE TABLAS

Tabla 2-1: Resumen de las tres represas hidroeléctricas en el Río Negro .................... 2.3 Tabla 4-1: Estaciones de aforo (caudal) en el Río Negro .............................................. 4.1 Tabla 4-2: Distribución de probabilidad de caudales, Río Negro (1982 a 2017) ............ 4.3 Tabla 4-3: Distribución mensual de caudales a lo largo del Río Negro (1982 a 2017) .. 4.4 Tabla 5-1: Estaciones de aforo (cota de agua) en el Río Negro .................................... 5.1 Tabla 5-2: Distribución de probabilidad de cotas de agua, Río Negro (1982 a 2017) .... 5.3 Tabla 7-1: Resumen del nivel de agua previsto con aumento de los caudales bajos .... 7.3

LISTA DE FIGURAS

Figura 1-1: Ubicación del sitio ........................................................................................ 1.2 Figura 1-2: Mapa del sitio mostrando la ubicación aproximada de la planta proyectada 1.2 Figura 2-1: El Río Negro ................................................................................................ 2.1 Figura 2-2: Represas hidroeléctricas en el Río Negro .................................................... 2.2 Figura 3-1: Precipitación promedio anual y mensual, cuenca de drenaje del Río Negro 3.1 Figura 4-1: Caudal diario, Río Negro en las represas hidroeléctricas ............................. 4.2 Figura 4-2: Distribución anual y mensual de caudales, Río Negro ................................. 4.3 Figura 4-3: Comparación de caudales, Represa Gabriel Terra con Represas

de Baygorria y Constitución ......................................................................... 4.4 Figura 5-1: Cota de agua diaria, Río Negro en los embalses ......................................... 5.2 Figura 5-2: Distribución anual y mensual de cotas de agua, Río Negro ......................... 5.3 Figura 5-3: Comparación del nivel de agua aguas arriba con el caudal y

el nivel de agua aguas abajo ....................................................................... 5.4 Figura 6-1: Superficie y volumen del Embalse de Rincón del Bonete............................. 6.2 Figura 6-2: Entradas y salidas locales calculadas para cada embalse ........................... 6.3 Figura 6-3: Tasas de evaporación mensuales y fugas estimadas a través

de la represa ............................................................................................... 6.4 Figura 6-4: Comparación entre entrada local y precipitación para el

Embalse de Rincón del Bonete ................................................................... 6.5 Figura 6-5: Coeficientes de escurrimiento mensuales .................................................... 6.6 Figura 7-1: Nivel de agua previsto en el Embalse de Rincón del Bonete

con aumento de los caudales ...................................................................... 7.2 Figura 7-2: Nivel de agua previsto en el Embalse de Rincón del Bonete (1947 a 2017) 7.3

Planta de celulosa de UPM, Evaluación de la calidad del agua, Parte A, Balance hídrico SECCIÓN 1.0 – INTRODUCCIÓN

Ref. 18-2423 Agosto 2018 1.1

1.0 INTRODUCCIÓN

UPM está considerando alternativas de desarrollo a largo plazo en Uruguay. Esto implica la

construcción de una planta de celulosa de última generación cerca de Paso de los Toros,

Uruguay, como se muestra en la Figura 1-1 y la Figura 1-2. Se espera que la planta

comience a operar en 2021 con una capacidad de producción de 2.100.000 toneladas

secas al aire por año (ADt/año).

El criterio de diseño del proyecto establecido por UPM contempla el cumplimiento de la

legislación actual uruguaya, así como de la normativa internacional y las recomendaciones

para plantas modernas establecidas por las Mejores Técnicas Disponibles (BAT) de la UE.

El proyecto requiere de una autorización ambiental (Autorización Ambiental Previa, o AAP).

Para obtener la AAP, el proyecto debe comunicarse al Ministerio de Vivienda,

Ordenamiento Territorial y Medio Ambiente (MVOTMA) mediante una Comunicación de

Proyecto; se debe obtener la Viabilidad Ambiental de Localización (VAL); y luego de la

Clasificación del Proyecto por parte del MVOTMA, se debe presentar un Estudio de

Impacto Ambiental (EsIA).

Este informe contiene la evaluación de la calidad del agua y los efectos de los efluentes

para respaldar el EsIA. Consta de las siguientes seis partes:

Parte A, Balance hídrico – presenta el balance hídrico del río en base a los

caudales medidos y las cotas de agua, y evalúa la viabilidad de aumento de los

caudales bajos.

Parte B, Calidad del agua – presenta los datos disponibles de calidad del agua

obtenidos por UTE y ofrece una interpretación de los datos.

Parte C, Biota acuática – presenta los datos disponibles para caracterizar la biota

acuática del Río Negro y analiza las imágenes satelitales disponibles para detectar

floraciones de algas.

Parte D, Modelo hidrodinámico – presenta la base teórica y los resultados del

modelo hidrodinámico utilizado para evaluar los procesos de transporte y dispersión

del Embalse de Baygorria.

Parte E, Modelo de calidad del agua – presenta la base teórica del modelo de

calidad del agua utilizado para evaluar los factores que influyen en la calidad del

agua del Río Negro.

Parte F, Evaluación de efectos – presenta la evaluación de los posibles efectos de

la descarga de la planta de celulosa proyectada en la calidad del agua del Río

Negro.

Planta de celulosa de UPM, Evaluación de la calidad del agua, Parte A, Balance hídrico SECCIÓN 1.0 – INTRODUCCIÓN

Ref. 18-2423 Agosto 2018 1.2

Las siguientes secciones corresponden a la Parte A, Balance hídrico.

Figura 1-1: Ubicación del sitio

Figura 1-2: Mapa del sitio mostrando la ubicación aproximada de la planta proyectada

Planta de celulosa de UPM, Evaluación de la calidad del agua, Parte A, Balance hídrico SECCIÓN 2.0 – EL RÍO NEGRO

Ref. 18-2423 Agosto 2018 2.1

2.0 EL RÍO NEGRO

El Río Negro nace en las tierras altas del sur de Brasil y fluye hacia el oeste a través de

Uruguay hasta el Río Uruguay. Los principales afluentes incluyen el Río Yi y el Río

Tacuarembó.

El río está dividido por represas hidroeléctricas. Estas represas incluyen la Represa Gabriel

Terra, la Represa de Baygorria y la Represa Constitución, como se ilustra en la Figura 2-1

y la Figura 2-2, y se resume en la Tabla 2-1. Las represas y las centrales eléctricas

asociadas son operadas por la Administración de Usinas y Transmisiones Eléctricas (UTE)

para carga base.

Figura 2-1: El Río Negro


Ref. 18-2423 Agosto 2018 2.2

Figura 2-2: Represas hidroeléctricas en el Río Negro


Ref. 18-2423 Agosto 2018 2.3

Tabla 2-1: Resumen de las tres represas hidroeléctricas en el Río Negro Represa Gabriel Terra Represa de Baygorria Represa Constitución

Embalse principal Rincón del Bonete Baygorria Palmar

Área de la cuenca km2

39.700 43.900 62.950

Superficie total del embalse km2 1.100 100 320

Capacidad del embalse principal MMm3 - 570 2.854

Altura de la represa m 50,8 45,5 66

Cota de la cresta m 86,9 61,65 45,5

Longitud de la cresta m 1.170,5 707,6 2.080

Altura máxima de agua m 28 - -

Altura mínima de agua m 16 - -

Caudal de agua en las turbinas m3/s 640 828 1.372,8

Capacidad de diseño MWe 152 108 333

Beneficios Energía de carga base riego

deportes/recreación

Energía de carga base Energía de carga base

La Represa Gabriel Terra está ubicada próximo a la ciudad de Paso de los Toros y aguas

arriba del emplazamiento de la planta proyectada. La represa crea el Embalse de Rincón

del Bonete. Con una superficie de aproximadamente 1.100 km2, se trata del mayor

embalse en Uruguay. La central eléctrica tiene cuatro unidades con una capacidad total de

diseño de 152 MWe. Las unidades se pusieron en funcionamiento en 1947 y 1948.

La Represa de Baygorria está ubicada aguas abajo del emplazamiento de la planta

proyectada, en Baygorria. El Embalse de Baygorria tiene una superficie de

aproximadamente 100 km2. Las tres unidades se pusieron en funcionamiento en 1960 y

tienen una capacidad total de diseño de 108 MWe.

La Represa Constitución está ubicada aguas abajo de la Represa de Baygorria. El

Embalse de Palmar tiene una superficie de aproximadamente 320 km2. Las tres unidades

se pusieron en funcionamiento en 1982 y tienen una capacidad total de diseño de

333 MWe.

Actualmente, las represas hidroeléctricas son operadas para optimizar la producción de

energía eléctrica en toda la red nacional. La optimización considera todas las fuentes de

electricidad, incluyendo otras represas hidroeléctricas (p. ej. Salto Grande en el Río

Uruguay), eólica, solar y térmica. Así, el caudal en las represas hidroeléctricas podría ser

insignificante por períodos prolongados si otras fuentes de producción de energía eléctrica

resultaran más económicas.

La cota de agua en cada embalse se maneja a efectos de optimizar la energía. Para el

Embalse de Rincón del Bonete, el nivel mínimo de operación es 7.000 cm, aunque la

operación entra en un “modo de aversión al riesgo” cuando el nivel cae por debajo de

7.300 cm. Cuando esto sucede, se priorizan otras fuentes de energía. Cuando el nivel sube

por encima de 8.000 cm, la operación entra en un “modo de control de inundación” y el

agua se libera sobre la represa a través de la presa.


Ref. 18-2423 Agosto 2018 2.4

A lo largo del tiempo, varios factores han influido en las operaciones de las represas. En

1980, entró en operación la Represa de Salto Grande sobre el Río Uruguay. Desde

entonces, la demanda de energía de las represas a lo largo del Río Negro ha disminuido,

generando períodos prolongados de caudal reducido. En años recientes, el cambio hacia

fuentes de energía renovables, como eólica y solar, ha continuado reduciendo la demanda

de energía de estas represas.

Planta de celulosa de UPM, Evaluación de la calidad del agua, Parte A, Balance hídrico SECCIÓN 3.0 – PRECIPITACIONES

Ref. 18-2423 Agosto 2018 3.1

3.0 PRECIPITACIONES

Las precipitaciones se miden dentro de la cuenca de drenaje del Río Negro. La Figura 3-1

resume los datos disponibles para el período de 1990 a 2016 para las estaciones de

monitoreo en Embonete, Emptoros, Salsi y Ubaygo. Los resúmenes incluyen valores

promedio anuales y mensuales.

Figura 3-1: Precipitación promedio anual y mensual, cuenca de drenaje del Río Negro

Planta de celulosa de UPM, Evaluación de la calidad del agua, Parte A, Balance hídrico SECCIÓN 4.0 – CAUDAL

Ref. 18-2423 Agosto 2018 4.1

4.0 CAUDAL

El caudal del Río Negro se registra en cada una de las represas hidroeléctricas, como se

resume en la Tabla 4-1.

Tabla 4-1: Estaciones de aforo (caudal) en el Río Negro

N.° Cuenca Estación Ubicación Área de

drenaje (km2)

Años de registro

1 Río Negro Gabriel Terra cerca de Paso de los Toros 39.700 1947-2017

2 Río Negro Baygorria en Baygorria 43.900 1961-2017

3 Río Negro Constitución en Palmar 62.950 1982-2017

La Figura 4-1 presenta los caudales diarios promedio registrados en cada una de las tres

represas. Cada figura muestra dos caudales—el caudal a través de la central eléctrica y el

caudal en la represa. La Tabla 4-2 resume la distribución de probabilidad de los caudales

para cada represa y la Figura 4-4 resume los caudales promedio anuales totales y los

caudales promedio mensuales totales.

El caudal a través de las centrales eléctricas varía dependiendo de las operaciones de la

central. Por lo general, el rango superior está limitado por la respectiva capacidad de

diseño de cada central eléctrica. En un día cualquiera, el caudal a través de la central

eléctrica también puede variar dependiendo de la disponibilidad de agua de las represas

aguas arriba.

En promedio, aproximadamente del 75% al 80% del tiempo el caudal es dirigido a través

de las centrales eléctricas. De forma intermitente, el caudal pasa por la represa.

El caudal total en cada una de las tres represas varía considerablemente de 0 m3/s

(limitado a la infiltración) a más de 5.000 m3/s. En promedio, aproximadamente el 10% del

tiempo el caudal es insignificante y todas las entradas al río se almacenan en los

respectivos embalses. En un año extremo, las entradas se almacenaron más del 60% del

tiempo, y en otro año extremo, las entradas se almacenaron por 54 días consecutivos.

El caudal promedio anual en la Represa Gabriel Terra es de aproximadamente 650 m3/s.

Si bien el caudal varía de un año a otro, no existe indicio de una tendencia temporal

creciente o decreciente. Lo mismo sucede en las dos represas aguas abajo. Los caudales

promedio anuales en las Represas de Baygorria y Constitución son de aproximadamente

710 m3/s y 930 m3/s. Estos valores se basan en el período desde 1982, a fin de abarcar el

período posterior a la puesta en funcionamiento de la Represa Constitución.

Los caudales tienden a seguir un patrón estacional, con caudales altos en junio y caudales

bajos en marzo.


Ref. 18-2423 Agosto 2018 4.2

Figura 4-1: Caudal diario, Río Negro en las represas hidroeléctricas


Ref. 18-2423 Agosto 2018 4.3

Tabla 4-2: Distribución de probabilidad de caudales, Río Negro (1982 a 2017)

Prob.

Caudal en Represa Gabriel Terra (m

3/s)

Caudal en Represa de Baygorria (m

3/s)

Caudal en Represa Constitución (m

3/s)

Por la central

En la represa

Caudal total

Por la central

En la represa

Caudal total

Por la central

En la represa

Caudal total

5% 0 0 0 0 0 0 0 0 0

10% 0 0 0 0 0 0 7 0 22

25% 155 0 166 188 0 198 238 0 278

50% 467 0 501 493 0 522 625 0 675

75% 625 86 690 680 0 774 1.015 0 1.173

90% 670 1.048 1.567 821 1.019 1.693 1.288 980 2.098

95% 680 1.607 2.208 856 1.793 2.467 1.387 1.929 3.062

Máx. 891 4.779 5.483 948 6.641 6.641 1.979 9.683 11.009

Figura 4-2: Distribución anual y mensual de caudales, Río Negro


Ref. 18-2423 Agosto 2018 4.4

Tabla 4-3: Distribución mensual de caudales a lo largo del Río Negro (1982 a 2017)

Mes Caudal total en Represa Gabriel

Terra (m3/s)

Caudal total en Represa de Baygorria (m

3/s)

Caudal total en Represa Constitución (m

3/s)

Máx.

mensual Promedio mensual

Mín. mensual

Máx. mensual

Promedio mensual

Mín. mensual

Máx. mensual

Promedio mensual

Mín. mensual

Ene 3.521 579 0 3.923 596 0 4.661 716 17

Feb 2.160 508 0 2.928 560 20 4.666 754 18

Mar 1.548 453 0 1.800 490 24 2.268 611 62

Abr 1.885 497 0 2.271 582 0 3.453 786 0

May 3.320 804 0 3.849 938 14 4.620 1.138 23

Jun 3.295 864 4 3.694 960 11 4.370 1.201 17

Jul 2.719 701 1 3.400 786 25 4.118 1.093 32

Ago 2.036 719 3 2.429 780 29 2.998 1.060 41

Set 2.335 693 5 2.600 760 21 2.580 1.055 79

Oct 2.536 632 0 2.703 663 0 2.897 920 19

Nov 1.892 640 7 2.129 655 0 3.027 900 76

Dic 2.893 688 12 3.394 718 0 3.774 907 49

La Figura 4-3 compara los caudales registrados en la Represa Gabriel Terra con los

caudales registrados en la Represa de Baygorria, y los caudales registrados en la Represa

Gabriel Terra con los caudales registrados en la Represa Constitución. La comparación

considera los caudales promedio mensuales para el período de bajo caudal (marzo) y el

período de caudal elevado (junio) para años concurrentes de 1982 a 2017. La figura

también muestra una línea de regresión de ‘mejor adecuación’ a través de los datos

observados. Los datos muestran un alto grado de correlación (r2 varía de 0.60 a 0.96).

Figura 4-3: Comparación de caudales, Represa Gabriel Terra con Represas de Baygorria y Constitución

Planta de celulosa de UPM, Evaluación de la calidad del agua, Parte A, Balance hídrico SECCIÓN 5.0 – COTA DE AGUA

Ref. 18-2423 Agosto 2018 5.1

5.0 COTA DE AGUA

La cota del agua del Río Negro se registra en las estaciones de aforo de cada embalse,

como se resume en la Tabla 5-1. Las estaciones de aforo están ubicadas aguas arriba y

aguas abajo de cada represa hidroeléctrica.

Tabla 5-1: Estaciones de aforo (cota de agua) en el Río Negro

N.° Cuenca Estación Años de registro

1 Embalse de Rincón del Bonete Aguas arriba de la Represa Gabriel Terra 1947-2017

2 Embalse de Baygorria Aguas abajo de la Represa Gabriel Terra 1980-2017

3 Embalse de Baygorria Aguas arriba de la Represa de Baygorria 1961-2017

4 Embalse de Palmar Aguas abajo de la Represa de Baygorria 1996-2017

5 Embalse de Palmar Aguas arriba de la Represa Constitución 1982-2017

6 Río Negro Aguas abajo de la Represa Constitución 1982-2017

La Figura 5-1 presenta la cota de agua promedio diaria registrada en cada estación de

aforo. Las figuras para los Embalses de Baygorria y Palmar muestran dos niveles de

agua—los niveles de agua aguas arriba y aguas abajo entre las dos represas.

5.1 Cota de agua en el extremo aguas abajo de cada embalse

La Tabla 5-2 resume la distribución de probabilidad para la cota de agua aguas abajo en

cada embalse, y la Figura 5-2 resume la cota de agua promedio anual y la cota de agua

promedio mensual en cada estación.

La cota de agua en cada embalse varía dependiendo de las operaciones de la central.

Para el Embalse de Rincón del Bonete, la cota de agua varía en un rango de 1.179 cm.

Para los otros dos embalses, el rango es significativamente menor—344 cm para el

Embalse de Baygorria y 601 cm para el Embalse de Palmar.

La cota de agua en el Embalse de Rincón del Bonete generalmente está dentro del rango

de operación normal. Cae por debajo de 7.300 cm (es decir, el modo de aversión al riesgo)

aproximadamente 2,6% del tiempo, en promedio, y sube por encima de 8.000 cm (es decir,

el modo de control de inundación) aproximadamente 38,5% del tiempo, en promedio.


Ref. 18-2423 Agosto 2018 5.2

Figura 5-1: Cota de agua diaria, Río Negro en los embalses


Ref. 18-2423 Agosto 2018 5.3

Tabla 5-2: Distribución de probabilidad de cotas de agua, Río Negro (1982 a 2017)

Percentil

Cota de agua del Embalse de Rincón del

Bonete (cm)

Cota de agua del Embalse de Baygorria (cm)

Cota de agua del Embalse de Palmar (cm)

Encima de represa Gabriel Terra

Encima de represa de Baygorria

Encima de represa Constitución

Mínimo 7.147 5.163 3.595

5% 7.436 5.341 3.695

10% 7.537 5.356 3.727

25% 7.713 5.377 3.795

50% 7.937 5.400 3.891

75% 8.051 5.416 3.971

90% 8.101 5.430 4.011

95% 8.138 5.438 4.034

Máximo 8.326 5.507 4.196

Figura 5-2: Distribución anual y mensual de cotas de agua, Río Negro


Ref. 18-2423 Agosto 2018 5.4

5.2 Cota de agua en el extremo aguas arriba de cada embalse

La Figura 5-1 muestra el nivel de agua promedio diario para ambas estaciones de

monitoreo aguas arriba y aguas abajo en cada embalse, y la Figura 5-3 compara el nivel de

agua aguas arriba con el caudal y el nivel de agua aguas abajo.

El nivel de agua aguas arriba varía con el caudal—los niveles de agua altos corresponden

a caudales altos y los niveles de agua bajos corresponden a caudales bajos. Dicha relación

es típica de un ambiente fluvial.

Los datos también muestran que el nivel de agua aguas arriba varía con el nivel de agua

aguas abajo, pero la relación depende del caudal. A bajo caudal, los niveles de agua

aguas arriba y aguas abajo son comparables (la diferencia corresponde a la diferencia en

el dato), mientras que a caudales moderados y altos, los niveles de agua aguas arriba y

aguas abajo difieren. Esto implica condiciones de remanso en períodos de bajo caudal,

pero condiciones normales durante los caudales moderados y altos.

Figura 5-3: Comparación del nivel de agua aguas arriba con el caudal y el nivel de agua aguas abajo

Planta de celulosa de UPM, Evaluación de la calidad del agua, Parte A, Balance hídrico SECCIÓN 6.0 – BALANCE HÍDRICO

Ref. 18-2423 Agosto 2018 6.1

6.0 BALANCE HÍDRICO

A lo largo de los años, el caudal y la cota de agua en el Río Negro se han manejado para

abordar diversos objetivos de gestión. La generación eléctrica es el objetivo primario, pero

el control de las inundaciones, riego, deportes y recreación también son objetivos

importantes, particularmente para el Embalse de Rincón del Bonete.

La gestión del recurso hídrico en el Río Negro requiere de la comprensión del balance

hídrico. Un balance hídrico surge de la ley básica de conservación de la masa.

Básicamente establece que todas las entradas y salidas de agua hacia y desde cada

embalse deben estar en equilibrio con un cambio correspondiente en la cota de agua.

Para el Río Negro, los componentes del balance hídrico incluyen: escurrimiento superficial

y entrada de agua subterránea de la cuenca adyacente; precipitación y evaporación

directas en el área del embalse; fugas a través de las represas; extracción de agua para

riego y otros usos consuntivos; salidas a través de la central eléctrica y la presa hacia

embalses aguas abajo; entradas de las represas aguas arriba; y cambios en la cota de

agua de cada embalse. Expresado matemáticamente, esto da la Ecuación 6-1.

( )

Ecuación 6-1

Donde: QSR = escurrimiento superficial neto de la cuenca (m3/s) QGW = entrada de agua subterránea neta de la cuenca (m3/s) QDP = precipitación directa en el embalse (m3/s) QEV = evaporación directa del embalse (m3/s) QLK = fuga a través de la represa (m3/s) QIR = extracciones para riego y otros usos consuntivos (m3/s) QOUT = salidas del embalse (m3/s) QIN = entradas de embalses aguas arriba (m3/s) A = superficie del embalse a cota de agua η (m2)

η = cota de agua (m)

t = tiempo (s)

Los datos medidos presentados en la Sección 4.0 y la Sección 5.0 caracterizan las

entradas y salidas de cada embalse, QIN y QOUT, y la cota de agua en cada embalse, η. La

Figura 6-1 muestra la superficie, A, y el volumen para el Embalse de Rincón del Bonete, y

la Tabla 2-1 proporciona la superficie, A, para los Embalses de Baygorria y Palmar.


Ref. 18-2423 Agosto 2018 6.2

Figura 6-1: Superficie y volumen del Embalse de Rincón del Bonete

Los demás términos de la Ecuación 6-1 pueden agruparse como la sumatoria de todos los

otros aportes y salidas según la Ecuación 6-2, y calcularse a partir de las entradas y

salidas medidas y los datos de cota de agua según la Ecuación 6-3.

∑ Ecuación 6-2

∑

( )

Ecuación 6-3

Donde: ∑Qlocal = sumatoria de entradas y salidas locales de la cuenca (m3/s)

La Figura 6-2 presenta los resultados de dicho cálculo. Muestra la sumatoria de todas las

entradas y salidas locales de cada embalse en base al promedio anual y al promedio

mensual.

La entrada local neta varía entre los embalses, reflejando el tamaño respectivo de la

cuenca de drenaje asociada a cada embalse. El área de drenaje del Embalse de Rincón

del Bonete tiene la mayor entrada local neta, mientras que el Embalse de Baygorria tiene la

menor entrada neta, acorde al tamaño del área de drenaje.


Ref. 18-2423 Agosto 2018 6.3

Figura 6-2: Entradas y salidas locales calculadas para cada embalse

Las entradas locales netas varían de año a año y de mes a mes, reflejando la variabilidad

de las condiciones meteorológicas y posiblemente del uso del suelo. Las entradas netas

más bajas son de enero a marzo y las más altas de mayo a julio. En períodos extremos, la

entrada local neta puede ser negativa debido a pérdidas por evaporación, fugas a través

de las represas, usos consuntivos como el riego, o errores de medición o cálculo del

balance hídrico.

La Figura 6-3 presenta las tasas de evaporación mensuales estimadas para los embalses y

la fuga estimada a través de la Represa Gabriel Terra (Vuan, 2018). Las mayores pérdidas

por evaporación en los embalses ocurren en diciembre y enero, y las menores, en junio y

julio. La fuga de agua a través de la Represa Gabriel Terra varía con la cota de agua en el

embalse. La fuga a través de las represas aguas abajo no se tuvo en cuenta.


Ref. 18-2423 Agosto 2018 6.4

Figura 6-3: Tasas de evaporación mensuales y fugas estimadas a través de la represa

La Figura 6-4 compara la entrada local neta mensual con la precipitación promedio

mensual para el Embalse de Rincón del Bonete. La entrada local neta se ajustó para tomar

en cuenta la fuga a través de la represa, la evaporación directa y la precipitación en el

embalse.

Las figuras muestran una relación entre la entrada local neta ajustada y la precipitación

promedio mensual. Esto es de esperar, ya que esta entrada representa esencialmente los

caudales de agua subterránea y superficial hacia el embalse desde la cuenca de drenaje.

Las extracciones para riego y otros usos consuntivos no se tuvieron en cuenta y pueden

modificar los resultados aquí presentados.

La relación entre la entrada local neta ajustada y la precipitación promedio mensual varía

de mes a mes. Una lluvia promedio mensual de 5 mm/día en enero produce una entrada

neta de aproximadamente 300 m3/s al Embalse de Rincón del Bonete. Sin embargo, la

misma lluvia produce una entrada neta de aproximadamente 1.300 m3/s en setiembre.


Ref. 18-2423 Agosto 2018 6.5

Figura 6-4: Comparación entre entrada local y precipitación para el Embalse de Rincón del Bonete

La Ecuación 6-4 proporciona una base para la relación entre la entrada local neta ajustada

y la precipitación, donde el parámetro ‘k’ representa el coeficiente de escurrimiento. Las

unidades se convirtieron a unidades estándar.

Ecuación 6-4

Donde: QNL = entrada local neta ajustada (m3/s) AW = área de la cuenca para el embalse (m2)


Ref. 18-2423 Agosto 2018 6.6

k = coeficiente de escurrimiento

i = lluvia (mm/día)

La Figura 6-5 presenta los coeficientes de escurrimiento estimados para cada una de las

tres cuencas de drenaje. Como se muestra, los coeficientes de escurrimiento siguen un

patrón estacional similar para las tres cuencas, con escurrimiento bajo de diciembre a

marzo y escurrimiento alto de abril a setiembre. El escurrimiento estimado en la cuenca

para el Embalse de Palmar tiende a ser menor que el escurrimiento estimado en las otras

dos cuencas.

Figura 6-5: Coeficientes de escurrimiento mensuales

Planta de celulosa de UPM, Evaluación de la calidad del agua, Parte A, Balance hídrico SECCIÓN 7.0 – AUMENTO DE LOS CAUDALES BAJOS

Ref. 18-2423 Agosto 2018 7.1

7.0 AUMENTO DE LOS CAUDALES BAJOS

El Gobierno de Uruguay se compromete a mantener un caudal mínimo en el Río Negro

según el Artículo 3.7.2 del Acuerdo de noviembre de 2017 entre la República Oriental del

Uruguay (ROU) y UPM, donde se establece:

“ROU hará que se establezca un caudal mínimo en las aguas del Río Negro,

aguas abajo del Embalse de Rincón del Bonete, de acuerdo con los lineamientos

ambientales fijados por el Poder Ejecutivo y los resultados del Estudio de Impacto

Ambiental de la Planta de Celulosa, no estando obligada UPM a realizar ninguna

compensación por dicho caudal mínimo.”

La siguiente sección explora la capacidad del Embalse de Rincón del Bonete para sostener

un caudal mínimo.

El análisis considera el posible cambio en la cota de agua del embalse debido a un cambio

en el manejo del caudal en la Represa Gabriel Terra. La Ecuación 6-1 (y su forma

revisada, la Ecuación 6-3) se pueden reescribir para abordar este objetivo, como lo

establece la Ecuación 7-1.

∑

( )

( )

Ecuación 7-1

Donde: ΔQOUT = salida ajustada para aumento de los caudales bajos (m3/s) Δη = cambio incremental en la cota de agua (m)

El aumento de los caudales bajos solamente afectará el cambio incremental en la cota de

agua y no afectará las características hidrológicas del embalse o la cuenca. Idealmente, el

aumento de los caudales bajos tampoco debería reducir la capacidad de generación de

energía. Por tanto, todos los términos del lado izquierdo de la Ecuación 7-1 permanecen

incambiados con o sin aumento de los caudales bajos. Por consiguiente, la Ecuación 7-1

se puede simplificar a la Ecuación 7-2.

( )

Ecuación 7-2

La Figura 7-1 muestra esta relación para un escenario hipotético, suponiendo un

almacenamiento limitado en el Embalse de Rincón del Bonete y un aumento de los

caudales bajos en el rango de 50 a 100 m3/s. Este escenario supone un descenso del nivel

de agua en el embalse de 7.300 a 7.000 cm (es decir, del nivel de “modo de aversión al

riesgo” al “nivel mínimo de operación”), lo que representa 1.500 Mm3 de almacenamiento.

Con esto se logran aproximadamente 175 a 350 días de aumento de los caudales bajos, a

los caudales mínimos considerados.


Ref. 18-2423 Agosto 2018 7.2

La Figura 7-1 también muestra la reducción de caudal requerida en períodos de caudal

elevado para compensar la pérdida de almacenamiento atribuida al aumento de los

caudales bajos. Este escenario considera una reducción del caudal en el rango de 50 a

1.000 m3/s. A estas tasas, se requerirían 17 a 350 días de reducción del caudal para

restablecer los 1.500 Mm3 de agua usados para el aumento de los caudales bajos (para

este escenario hipotético).

En base a operaciones pasadas, el aumento de los caudales bajos puede ser necesario

aproximadamente 10% del tiempo, en promedio, lo que representa una demanda de

aproximadamente 100 a 200 Mm3/año, en promedio, para el rango de caudales mínimos

considerados. En el caso extremo, el aumento de los caudales bajos puede ser necesario

60% del tiempo a lo largo del año, y hasta por 54 días consecutivos. Esto representa una

demanda extrema de aproximadamente 1.000 a 2.000 Mm3/año para el rango de caudales

mínimos considerados.

En base a operaciones pasadas, los caudales se dirigen a través de las centrales

eléctricas aproximadamente 75% a 80% del tiempo, en promedio. Esto implica que el

exceso de caudal es liberado sobre la represa aproximadamente 20% a 25% del tiempo,

en promedio. Cuando los caudales se liberan sobre la represa, la magnitud puede variar de

100 a 10.000 m3/s, lo que representa aproximadamente 7.250 Mm3/año de exceso de

caudal, en promedio. En el caso extremo, las operaciones limitan los caudales sobre la

represa por períodos prolongados de hasta dos años.

Figura 7-1: Nivel de agua previsto en el Embalse de Rincón del Bonete con aumento de los caudales

La Figura 7-2 presenta un análisis adicional del potencial de aumento de los caudales

bajos y la Tabla 7-1 resume los resultados. La evaluación considera el período total de

registro de 1947 a 2017 para el Embalse de Rincón del Bonete y la Represa Gabriel Terra.

Surge de la Ecuación 7-1 y del balance hídrico presentado en la Sección 6.0. Los caudales

a través de la central eléctrica se basan en valores medidos, con un mínimo impuesto entre

50 y 100 m3/s. Los caudales sobre la represa se basan en valores medidos si el nivel de

agua en el embalse es mayor a 8.000 cm, pero se minimizan si el nivel de agua es menor a

8.000 cm. Todos los demás aspectos del balance hídrico permanecen incambiados.


Ref. 18-2423 Agosto 2018 7.3

Los resultados muestran que el Embalse de Rincón del Bonete tiene suficiente capacidad

de almacenamiento para contemplar el aumento de los caudales bajos para caudales

mínimos entre 50 y 90 m3/s, pero puede tener capacidad limitada en condiciones extremas

(menos del 0.4% del tiempo) a un caudal mínimo de 100 m3/s.

Figura 7-2: Nivel de agua previsto en el Embalse de Rincón del Bonete (1947 a 2017)

Tabla 7-1: Resumen del nivel de agua previsto con aumento de los caudales bajos Aumento de los caudales bajos Caudal mínimo

(m3/s)

Porcentaje de exceso del nivel de agua especificado en el Embalse de Rincón del Bonete

Modo de control de inundación

Nivel del agua = 8.000 cm

Modo de aversión al riesgo Nivel del agua = 7.300 cm

Nivel mínimo de operación Nivel del agua = 7.000 cm

0 31,9% 96,4% 100%

50 35,3% 97,1% 100%

60 34,5% 96,7% 100%

70 33,5% 96,4% 100%

80 32,8% 96,0% 100%

90 32,1% 95,4% 100%

100 31,1% 94,7% 99,6%

Planta de celulosa de UPM, Evaluación de la calidad del agua, Parte A, Balance hídrico

SECCIÓN 8.0 – REFERENCIAS

Ref. 18-2423 Agosto 2018 8.1

8.0 REFERENCIAS

Vuan, B., 2018. Estimated evaporation rates and leakage through the Gabriel Terra dam.

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