cañon del pato

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    ANEXO GOBSERVACION No 18: COSTaS VARIABLES PORSOLIDOS EN SUSPENSION DE LA C.H. CANON DEL

    PATO Copia de documento de metodologia de calculo(Hoja de calculo en medio maqnetico)

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    COSTOS VARIABLES POR SOLIDOS ENSUSPENSION

    CENTRAL HIDROELECTRICA CANON DEL PATO

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    Evaluacion de los Costos Variables por solidos en suspension en la C.H.Canon del Pato

    INDICE1. Introduccion2. Objetivo

    ."

    3. Datos Generales de la Centra~H. Canon del Pato4. Los solidos en suspension en C.H. Canon del Pato5. Costos en C.H. Canon del Pato asociados a turbinar aguas con s6lidos en suspension

    6. Proceso de desgaste en Rodetes, agujas, asientos originados por solidos ensuspension7. Proceso de Reparacion de rodetes, agujas, asientos sometidos a desgaste por solidos

    en suspension8. Evaluacion de los Costos Variables por solidos en suspension

    8.1 Consideraciones Generales8.2 Definicion de parametres para la evaluacion Periodo de evaluacion Concentracion de solidos Costos de reparacion de agujas yasientos Costos de reparacion de rodetes

    8.3 Procedimiento de ca1culo del costo variable8.4 Obtencion del Costo variable optimo

    9. Resultados

    2lA ....00

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    Evaluacion de Costos Variables Por Solidos en Suspension de la CentralCanon del Pato1. IntroduccionLa central hidroelectrica del Cafion del Pato es una central de pasada,alimentada por las aguas del J"io Santa, las aguas que turbina la Centraldiscurren a 10largo de una longitud del cauce del rio desde su inicio hasta labocatoma de la Central de aproximadamente 160 km. y es a.lo largo de esteque debido a la erosion de la cuenca se va produciendo transporte de materialsolido en suspension en el rio.La Central Hidroelectrica de Cafion del Pato, desde el inicio de su operacionsiempre acuso en sus instalaciones los efectos de las altas concentraciones desolidos en las aguas del rio Santa en la estacion de los meses de avenida(diciembre-abril) con un promedio entre 0,5 - 8 gr/lt (existen datos puntualesde hasta 30 gr/lt), que especificamente se manifiesta en el desgaste de rodetes,agujas y asientos, esto consecuentemente implica costos de reparacion dedichos elementos; 10 cual detennina un costa que asociado a la generacion deenergia define 10que llamamos Costo Variable de Generacion hidraulica porpresencia de solidos en suspension en el agua turbinada.Dentro del marco regulatorio de la Ley de Concesiones electricas y suReglamento, 'en las atribuciones que se confieren al Cornite de OperacionEconomica del Sistema (COES), segun el articulo 106 este debera definir elCosto marginal de corto plazo en caso que el sistema este en condicion devertimiento como el costo variable incunido por presencia de solidos ensuspension en el agua turbinada.

    2. ObjetivoObtener el costa variable de generacion ($IMWh) que se incurre en la CentralHidroelectrica de Cation del Pato correspondiente a una concentracion desolidos (gr/l t) detenninada en el agua que turbina.Obtener el reconocimiento por el COES de los costos variables incunidos en1a C.H. Cafion del Pato, basados en el articulo 106 del Reglamento de la Leyde Concesiones Electricas.

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    3. Caracteristicas Generales de la Central Hidroelectrica Cation del Pato

    Grupos GeneradoresNumero de unidades

    Turbinas por grupoTipo TurbinaInyectores por turbinaRpm

    641,1 MW12,7 m 3/seg1.112 m3/Mwh398 m.2Pelton, Horizontal2360

    Potencia nominal por grupo .~ .Caudal nominal por grupo .Rendimiento ..Al tura Nominal .

    DesarenadorTipo NEYRPIC

    En cavema con 4 naves31 m.15,2 m.6,4 m

    Longitud de las navesAltura de las navesAncho de las navesTunel Principal a presionLongitudDiametro

    8.400 m5,4 m

    Camara de DistribucionConecta a tres tuberias de presionLongitud 51 mDiametro 5 mTuberia de presion verticales (3)LongitudDiametro

    ........................... 433,6 m

    ............. 2,2-2,08-1,98 m

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    4. Los solidos en suspension en la C.H. Canon del PatoGeneralidadesLas instalaciones de la C.H. Cation del Pato, reciben el caudal del rio Santa,luego que este atraviesa el Callejon de Huaylas con una longitud de 160 km.,en la epoca de avenida (diciembre-abril) este curso de agua antes de sercaptado y conducido para ser turbinado, llega casi siempre de unescurrimiento de caracter torrencial, dichas aguas erosionan ellas mismas sulecho y sus taludes, arrastrando en conjunto otras particulas s61idas queprovienen tambien de erosion debida a fenomenos naturales, tales como elviento, la lluvia, la descornposicion quirnica de las rocas, los movimientos delos glaciares.Esta cantidad de solidos que asi se genera es transportada en suspensi6n 0arrastre por las aguas cuyo efecto directo en la Central es el desgaste porerosi6nde los elementos en que inciden, la disminucion de este efecto pasapor la separacion por decantacion de estos solidos, funcion que tratara decumplir el desarenador, el cual esta dimensionado de acuerdo a los aspectoseconornicos en su construccion, ya definidos.Mediciones de la Concentracion de solidosEl procedimiento para la obtencion de la concentraci6n de solidos tiene dospasos, la toma de muestra y el procesamiento de la muestra.La toma de muestra, se realiza a traves de una ventana de acceso al tunel dedescarga de aguas turbinadas, en dicho lugar se genera un flujo turbulento quegarantiza que la toma de muestra es representativa.El procesamiento de la muestra para obtener la concentracion de s6lidos, serealiza con equipos convencionales para dicho proposito".El periodo entre Diciembre y Abril es el que se producen altasconcentraciones de s6lidos que afectan desgastando por erosi6n las turbinas enla C.H. Cation del Pato, para dicho periodo se tiene estadisticas promedio delos ultimos cinco afios de medici ones que se han realizado (4 medldiarias)tanto en bocatoma como del agua turbinada (en ninel de descarga), losresultados de promedios mensuales de la concentracion de solidos en aguaturbinada se muestran en la tabla N " 1

    I En el anexo V se adjunta infonne "Evaluacion de los procedimientos de Determinacion de lasconcentraciones de sedimentos en aguas turbinadas" realizado por GREINSA.

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    Tabla WIConcentraclon de sdlidos de agua turbinada promedio mensual (gr/Iltro)

    PromedioDie 95 0,97 Die 97 0,41 Die 97 3,01 Die 5} 8 0,43 Die 99 0,63 1,09Ene 96 1,23 Ene 97 0,79 Ene 98 4,23 Ene 99 0,87 Ene 00 0,53 1,53Feb 96 3,10 Feb 97 2,15 Feb 98 5,43 Feb 99 4,51 Feb 00 1,81 3,40Marz 96 2,43 Mar97 2,22 Mar98 6,13 Mar99 2,31 Mar 00 2,25 3,07Abr96 1,43 Abr97 1,32 Abr98 3,98 Abr 99 0,54 AbrOO 0,73 1,50

    5. Costos en C.H. Canon del fato asbciados a turbinar agua con solidosen suspension

    Los costos que se ocasionan son: Costos por reparacion de rodetes, agujas, asientos.joberas Costos por perdida de eficiencia, debido al desgaste de rodetes y distorsionde chorro. Costos por indisponibilidad, en la frecuencia de cambios de rodetes yagujas.Para esta evaluacion solo consideraremos los primeros, respecto a los otroscostos referidos estos son trascendentes en la epoca de estiaje, aim cuandopodrian tener vigencia como consecuencias de la epoca de avenida, estospodrian ser superados con una gestion optima del mantenimiento.

    6. El Proceso de desgaste de Rodetes. agujas y asientos originadosporsolidos en suspension

    La erosion es la degradacion de una superficie en contacto con un fluido enmovimiento, la cual puede ser provocada por el fluido mismo 0 por loscuerpos extrafios que el contenga en suspension. En el primer caso la erosionproviene del martilleo departiculas liquidas y/o por efecto de cavitacion, en elsegundo caso la erosion proviene del rozamiento de las particulas ensuspension contra la superficie,Para la presente evaluacion solo tendremos en cuenta el segundo caso quecomo efecto llamara el desgaste que ocasionan la presencia de arena y gravaen el agua que turbinan nuestras unidades generadoras.

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    Los primeros elementos expuestos al desgaste son aqueUos que pertenecen alos inyectores, particularmente el asiento y la aguja, que sirven para laformacion del chorro a la salida del inyector, la velocidad del chorro aguasabajo de la tobera es cercana al valor teorico de 88 m/seg ( debido a 398 m.Altura neta de caida en Cafion del Pato), esta alta velocidad a la que discurrentambien los solidos en suspension genera el desgaste en dichos elementos porla potencia del rozamiento ' con que inciden en ellos .

    . "Luego de salir del inyector, el chorro va a incidir al alabe del rodete, donde setransforma fa energia cinetica del agua en energia mecanica, y el chorro tieneuna desviacion de aprox. 1800 esto implica una variacion de vclocidad de lasparticulas del agua a 1 0 largo de la superficie de los alabes, esta es la razon porla cual el desgaste superficial de los alabes determina una superficieondulada, ya que la potencia de rozamiento en cada punto es distinta deacuerdo a la velocidad y al radio de curvatura.Debemos anotar que, si bien es cierto el desgaste 0 cantidad de peso perdidoen los elementos tiene una relacion directa con la cantidad de solidos quesoportan, por otro lado en la ejecucion de las reparaciones existen algunosdetalles, como desgastes localizados 0 irregulares generados por fenomenoshidraulicos de cavitacion, que cuantitativamente en la perdida de peso sonintrascendentes, sin embargo trascienden en los costos finales de reparacion,estos pueden de alguna manera distorsionar una relacion directa entre loscostos de reparacion y la cantidad de solidos.

    En la tabla N" 2 se presenta una estadistica de desgaste 0 perdida de peso derodetes, como referencia del material que se tiene que reponer en lasreparaciones de los rodetes, cuyos costos son los mas trascendentales.

    2 La potencia de rozamiento Pr = J . l V .Ds -Da) / R) . C3donde R ._- rad i o de curvaturaC --- v elo cida d d e la particulaD s-D . -- d iferen cia d en sid ad d e la p artic ula y e l a gu av --- v ol ume n d e l a p ar ti cu laIl _ w _ _ coeficiente de rozamiento

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    Tabla Na 2C6digo de fabric a Fecha montaje- Cantidad de Peso Peso Desgastde rodete desmontaje solidos inicial final e

    turbinados (ton) Kg Kg KgS445 21.12.98-05.04.00 68.000 8.460 8.015 4451-lAODl15 21.12.98-17.03.99 59.500 8.540 8.155 3851-lAODl15,2 17.11.99-18.03.00' 48.450 8.510 8.165 345

    ",1-lAOD135-8 04.05.99-23.02.00 31.450 8.570 8.295 2751-lAOD123 17.03.99-19.11.99 18.575 8.570 8.330 240

    7. Proceso de Reparacion de Rodetes, agujas y asientos sometidos adesgaste por solidos en suspension

    Como se menciona lineas arriba los elementos sometidos al desgaste son lasaguja, asientos y rodetes', los cuales para su reutilizacion son sometidos a unproceso de reparacion de tal manera de recuperar sus dimensiones originales.

    Proceso de reparacion de agujas y asientos

    - Preparacion para el rellenado, con esmeril en las agujas y asientos paraquitar los filos originados por la erosion y facilitar adhesion de lasoldadura a su superficie.Rellenado con soldadura Citochrom 134 de 3/16" y 5/32".

    - Maquinado en el torno, dando las dimensiones y calidad de acabado dela superficie ..

    3 En el anexo VI se muestra el dimensionamiento de agujas, asientos y rodetes de la Central Canon del Pato

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    Proceso de reparacion de rodetesLos rodetes estan construidos con aeero inoxidable fundido de 13-4 (Cr-Ni) Preparaei6n para el Rellenado.- El preparado es la aetividad preliminar al proceso de rellenado yconsiste en unifonnizar la 'superficie para lograr un buen deposito de

    soldadura. - Desbroncado con piedra esmeril plana- Desbaste con piedra esmeril esferica- Prueba no destruetiva con liquidos penetrantes

    Rellenado con soldadura- Calentamiento del material base (rodete pelton), tratandose de unaestruetura de acero inoxidable martensitico es necesario precalentar elmaterial base y mantenerlo durante el soldeo en un homo decalentamiento con resisteneias electricas, la temperatura del materialbase es de 100-120 "C- Proceso de ap1icaei6n de soldadura MIG-MAG, 1afusion de los metalesse obtiene por un area electrico establecido entre el extremo del a1ambreaportado (Inoxfil PS-134) eontinuamente y el material base, la fusiondel metal as! obtenida es protegida por un gas (Agamix-22)suministrado simultaneamente,

    Proceso de esmerilado, realizar el desbaste del rodete rellenado paraobtener sus dimensiones originales. Consiste entres etapas:-, Desbastado grueso con piedras planas- Desbastado medio con piedras esfericas grana grueso y mediano.- Desbastado fino 0pulido con piedras grana fino.Entre los desbastados grueso y medio se lleva a cabo 1aaplicacion de tintespenetrantes para deteetar defectos y repararIos.

    Ba1anceo estatico del rodete reparado. Tratamiento termico del rodete reparado, para aliviar tensionesestructura1es generadas en el proeeso de reparacion.

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    8. Evaluacion de los Costos Variables

    8.1 Consideraciones Generales En general todos los datos utilizados en la evaluacion provienenobjetivamente de la experiencia desarrollada en la C.H. Cafion del Pato,tanto mediciones de los solidos y costeos de reparaciones .

    . "'lI El costa variable se determinara, evaluando solo los costos ocasionados porreparacion de rodetes, agujas y asientos que son los" elementos queinobjetablemente sufren desgaste debido al rozamiento directo de lossolidos en suspension del agua turbinada.

    Para los calculos se ha considerado una sola turbina (dada lascaracteristicas similares de todas las unidades de la Central), con las sgtes.especi ficaciones:

    Un rodete Dos juegos de agujas y asientos Regimen optimo de operacion, con un caudal turbinado de 6,35m3/seg .correspondiente a generar 20,55 MW.

    Las medici ones de concentracion de solidos (ver anexo V) se realiza delagua turbinada y su validez se basa en la relatividad que le da el hecho deser siempre el mismo procedirniento empleado y por 1 0 tanto las mismasunidades que trascienden en la cantidad de solidos en suspension queoriginan desgaste y consecuentemente costos por reparacion, que sonutilizados en esta evaluacion,

    8.2 Definicion de parametres para la evaluacionPeriodo de EvaluacionLo definira el periodo de vida util en reparaciones de un rodete,El numero de reparaciones de rodetes podria ser maximo segun 1 0 permita lavida util garantizada (sin envejecimiento) del material, esto asurniendo que, laejecucion de la reparacion es de una calidad adecuada , evitando los desgastesexcesivos en el metal base que impliquen someter a los rodetes arecuperaciones menos severas por menor fatiga termica, de 1 0 que conc1uimos

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    que si estimamos en 30 afios la duraci6n garantizada del material (sin variarsus propiedades), y segun las condiciones de operaci6n y mantenimiento de laC.H. Cation del Pato, nos define una vida util de los rodetes de 12reparaciones.Referencialmente la sensibilidad de considerar lOy 14 reparaciones varian losresultados de los Costos variables en _0,5%.La vida uti 1 de las agujas y asientos, se ha considerado similar a la de losrodetes.Tasa de retornoSe ha definido en 12 % anual.Concentraci6n de s6lidos (gr/litro)Es la variable independiente que sensibilizara al costo variable, se expresaraen la cantidad de s6lidos en suspensi6n del agua turbinada (en gramos) encada litro de agua turbinada.Costos de cambio y reparaci6n de agujas yasientosSe ha definido para los cambios de agujas y asientos, que los cambios serealizaran luego que estos soporten 7.000 toneladas de s6lidos, para 1 0 cuallecorresponde un costo de cambio y reparaclon de 2 agujas y asientos en US$ 1280.(detalle de estructura de costos en los anexo IV)Se ha fijado en 7.000 Ton la cantidad de s6lidos para el cambio de agujas,teniendo en cuenta que los desgastes generados son los limites para mantenerlos margenes de operatividad con eficiencia y menor incidencia de ladistorsion del chorro en el rodete, ademas de que:- Los efectos de soportar 9.000 ton, determinan desgaste excesivos quecuyo costo de reparacion de aprox US$ 2.000 resulta muy cercano ala

    fabricaci6n de aguas y asientos nuevos,- Para el caso de soportar 2.000 ton, se tiene un costo aprox. de US$ 800a 1 0 cual se tienen que adicionar los costos por los frecuentes cambiosen el servicio de cambio (US$ 160 x 3,5) e indisponibilidades

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    14~

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    Costos de cambio y reparacion de rodetes

    En la Tabla N" 3 se dan los valores obtenidos de las reparaciones de rodetespara distintas cantidad de solidos turbinadosTabla Nd 3Codigo de Cantidad de Costo C;osto " Costo Cos to Costo Costo Totalfabrica de solidos preparacion Rellenado Esmerilado Tratamiento servicio USSrodete (ton) us S US$ US$ Termico montaje-

    US$ J desmontajerodetes US$

    S445 68.000 2.624 37.340 12.191 6.400 800 59.355i.i-ocus 59.500 2.295 31.782 10.597 6.400 800 51.874l-luODI15,2 48.540 1.927 28.914 9.951 6.400 800 47.992l-luOD135-8 31.450 1.642 22.637 9.158 6.400 800 38.996i.t-onrzs 18.575 1.587 20.152 9.059 6.400 800 37.999

    Ver costos detallados en el anexo III.

    8.3 Procedimiento de Calculo del Costo VariableEn general se aplico el siguiente procedimiento.1. Se fijo un periodo de evaluacion que es coincidente con un cicIo de lavida util de un rodete, que es de 12 reparaciones.2. Se define la cantidad de solidos (en Toneladas) en suspension turbinadosque soportaron los rodetes y agujas antes de su cambio y reparacion, asicomo los costos de los cambios y reparaciones de un rodete, 2 aguj as y2 aslentos" correspondientes.

    3. Se determina la periodicidad del flujo de los costos de los cambios yreparaciones de un rodete, agujas y asientos (en meses), para cada caso de4 Para el resultado final se ha utilizado el Costo optimo de reparaciones de rodetes, en el caso de agujas yasientos se ha fijado en 7000 ton de solidos que Ie corresponde un costa de US$ 1.280

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    concentracion de solidos (gr/lt), con la energia mensual y las toneladas desolidos turbinados referidas a los costos mencionados.Este es el detalle del procedimiento de calculo :Pcr------ periodo de cambio de rodetePer = Csr I (Emes *K *S) ."Pca------ periodo de cambio de agujas yasientosPea = Csa I (Emes *Kl2~S)Donde:Csr----- cantidad de s6lidos turbinados para cambio de rodetes (Ton)Csa----- cantidad de solidos turbinados para cambio de agujas (Ton)S-------- concentracion de solidos en gr/litroEmes---- Energia mensual MWhlmesK------ constante de generacion de la central 1112 nr'IMWh

    Diagrama Flujo de gastos por reparaciones de rodetes, agujas y asientos

    u '-pca .l....____2 numero de reparacionesde rodetes II 12

    Per

    Costo reparaeion de rodete

    Costo de reparacion de agujas yasientos _ _ _ _ _l__---L--__J L-.....L.---'----- _._---_._-_._-----_ _ _ .._._---_ .._--------_ .._._.-I Periodo de evaluaci6n 12 reparaciones de rodeteI1 ..... __ - -_._-----_ .... __ __ ... _ ....... _-------------_._---- _._---_..._-_ . . . . . . .!....i4. Se obtiene el valor presente del flujo de costos a 10 largo del periodo deevaluacion, con una tasa de descuento del 12%.

    13

    14'7

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    5. Se mensualiza dicho valor presente, la cual dividida entre la energiagenerada (Emes)" en un mes se obtiene el costo variable CV (US$/MWh)correspondiente a cada concentraci6n de s6lidos.

    Diagrama del flujo de gastos mensualizado ."~2 numero de reparaciones de rodtetes II 12

    i I C osta M ensualiz ado d el V alo r A ctual del flujo de : i1 1 1 1 I I I r r r T ' F : ~ s u l l l l l l I I I i I I I

    Mes

    L. ..__..._. __ .... ..... . ... - _ .... _ . _ . _ _ . . . ._-----_ . . . . -- -----_ . . . . . . . _ ..._--------._ __ Ir--- ..---------------------i Periodo de evaluaci6n 12 reparaciones de rodete

    ICosto Variable - Cmes/ Eme~

    8.4' Obtencion del Costo Variable optlmoEs el menor costo variable obtenido de aplicar el procedimiento de evaluaci6nde los costos variables para los diferentes casos de costeo (mostrados en latabla 2) de los cambios y reparaciones de rodetes que corresponden a lacantidad de s6lidos (en toneladas) que turbinan ..En la Tabla N" 4 se muestran los resultados de la relacion lineal y directa entreel Costo variable y la concentraci6n de s6lidos para los diferentes casosmencionados.5 Para la Energia Mensual se ha considerado un factor de carga de 1,0, esta variable tiene una sensibilidadintrascendente en los resultados.

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    Tabla N"4Codigo de Cantidad de Costo Total Relacion Costo variable (Y)fabrica de solidos rodete US$ v.s. concentracion de s6lidosrodete rodetes (X)(ton)S445 68.000 59.355 = 1,002 X

    "1-I"ODI15 59.500 51.874 Y = 1,001 X1-I"ODI15,2 48540 47.992 Y = 1,123 X1-1"OD135-8 31.450 38.996 Y = 1,380 X1-I"ODI23 18.575 37999 Y = 2,210 X

    En el anexo II se m uestran el detalle de los calculos, de 1 0 que se concluye,que el m enor costo variable se da para la sgte condicion: .

    C antidad de Sedim entos C osto cam bio y ReparacTon US$

    Para Rodetes 59.500 51.874Para 2 agu jas y asientos 7.000 1.280

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    9. Resultados."El resultado ha definido una refaci6n lineal entre el Costo Variable (Y) enUS$ / MWh y la concentraci6n s6lidos (X) (gr/litro)

    v =1 001 X JL ._ __ _ .._ ,._ _. ._.. 1

    CGFI

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    ANEXO HOBSERVACION No 19: SERIES DE CAUDALESNATURALES

    19.1 INFORMACION PRESENTADA POR ELECTROPERU Copia de carta de ELECTROPERU No C-642-2002 defecha 10.07.2002

    Copia . de documento Revision y Actuallzaclon deinformacion hldroloqlca en el rio Mantaro

    19.3 INFORMACIONELECTROANDES PRESENTADA POR(Estudio hidrologlco en medio maqnetico)19.6 INFORMACION PRESENTADA POR CAHUA(Hoja de calculo QN CAHUA.xls en mediomaqnetlco)

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    $11 ;1 dro p er t i S . A .Lima, 1 0 J U l. 2 0 0 2c 642 200~ r : ; ; O i : ~ ; : : ; ~ :- )

    - . f " ~ : " ' . . . \ ~ . . . If).:~.rI . . t J Senor Ing r :;lW

    Asunto: SerIes Hltlrol6glcaa de Caudales Naturales del ana 2001 - Cuencadel Mantaro

    Ref. Su docu rncn to COES-SJNACJO-616-2D02De nuesi ra consk le rac lon :Nos dirigimos a usled en atenc16n a 10 solleltado con el documento de la referencia. a lin dehacerle IIegar.adjunto al presents los ouadros con Is aclualizacl6n de nusstra data exlslente en1

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    $ledropenis,A,ANEXorr01

    La just if icac i 6n a lo s c amb io s rea liz a da s a la s series d e c au da les na tu ra les d e la c uenc a d el Ma n ta roa nterio res a l a rl020 01 , es el s igu iente:1. Ac fua liza c i6n de los registros de cauda le~ med ias mensua /es de fa esta c i6n transvase

    Ma nta ro (Ma rc ap oma coc /Ja ) d e 1998 a l 20 '0 1, p ro po rc io na d os rec ientemente p o r EOEGE lS . A .

    ,J

    2. Cambios en la serie residua l de U pamayo - P te. Chu lec (C2572010) en los anos 1999 y2000, pa r a justes en el ana lisis eslad istico de las series de cauda les na tu ra lizados a lhab erse inc lu id o nu eva s d atos re/a cionad os con elltem 1 , a s f c omo ac to res d e red ond eode la s cifras decimales.

    3. Cambios en la s series d e los cau da les na tu ra les a fiu entes a l L ago Ju nin (C201Na03 ), P ie.Chu lec (C25 7Na 03 ), La Mejora 'd a (C213Na03 ) d el a fJo 1995 pa r fac to res de redondeo enla s c ifra s d ec im ales en los ana lisis estad fstico , yen el a na 1999, y 2000 par la inc fusi6n denu ev as lo s d ato s d e c au da les tra nsv asa dos a la c uenc a d el Ma llta ro d el afla 199B a12000.

    4 . Camb ias en la serie de cauda l na tu ra l del S istema de lagunas Regu ladas del rio Cochas(C26 BXXXX) , emos de meses d e Agosto199 7, Agosto y Setiemb re19 9B p ar a ju stes en elp ro ceso esta dfstic o d e la s series p ro cesa da s y rev isa da s.

    5 . Cam b ios en la serie de cauda l na tu ra l del S istema de lagunas R egu ladas del rioP ifla scochas (C269XXXX ), para los de meses de Junia 1997 , y Mayo y Junia 2000 pa rajuste en el p ro ceso esta dfstioo d e la s series procesadas y revisadas.

    S an J ua n d e Mira flo res, 04 d e J ulio 2002.

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    ELECTROPERU S.A.GERENCIA DE PRODUCCION

    REVISION Y ACTUALIZACION DEINFORMACION HIDROLOGICA EN EL RIO

    MAN TARO

    GESTION DE PROYECTOSHIDROLOGIA

    DICIEMBRE, 1997

    -',.. "' _ .\ ' ~~ . - .\ R r-C,RID'v.'r r . : . . .,;l.- .. - _L . ) , ,I H:::,a r.'a. / -,

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    REVISION Y ACTUALIZACION DE INFORMACIONHIDROLOGICA EN EL RIO MANTARO

    1. INTRODUCCION2. OBJETIVOS

    (CONTENIDO)

    3. INFORMACION HIDROMETEOROLOGICA3.1 INFORMACION HIDROMETRICA

    3.1.1.3.1.2.3.1.3.

    ESTACIONES CONSIDERADASMETODOLOGIA DE CONSISTENCIACONSISTENCIA DE CAUDALES

    3.2 INFORMACION PLUVIOMETRICA3.2.1.3.2.2.3.2.3.3.2.4.

    ESTACIONES CONSIDERADASCONSISTENCIADE DATOSCOMPLETACION DE DATOSCALCULO DE LA LLUVIA PROMEDIO SOBRE ELLAGO JUNIN

    3.3 INFORMACION DE NIVELES3.3.1.3.3.2.

    NIVELES REGISTRADOSCURVAS NIVEL-AREA-VOLUMEN3.4 INFORMACION DE EVAPORACIONES TANQUE

    3.4.1.3.4.2.3.4.3.3.4.4.

    ESTACIONES CONSIDERADASCOMPLETACION Y/O EXTENSION DE DATOSFACTOR DE CORRECIONEVAPOTRANSPIRACION EN BOFEDALES

    4. NATURALIZACION DE CAUDALES MENSUALES4.1. REPRESA DE UPAMAYO4.2. ESTACIONES PTE. CHULEC, PTE. STUART YMEJORADA.

    5. DEMANDA DE AGUA DE USO AGRICOLA Y POBLACIONAL6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

    ANEXO

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    $Iecfroper US.A. 21. INTRODUCCIONElectroperu S .A. opera centrales h.idrcelectrLcas , las cualesrequieren de informacion hidrometeoro16gica confiable. Laconsistencia de los datos. hidrometeoro16gicos es importante,porque de ella se deri varan ca.Lcu Los estadisticos tales comolos promedios, persistencias, m6dulos anuales, necesarios parael pronostico de caudales en el corto, mediano y largo plazo,la cuenca hidrografica del rio Mantaro se encuentJa ubicado elLago Junin, dicho lago tiene una influencia apreciable sobreel comportamiento de los caudales registrados en la cuencaalta; el lago es utilizado como un reservorio a partir de 1930(presa de Upamayo) a la fecha. El estudio responde a lanecesidad de contar con una estadistica principalmente deprecipi t.acion y caudales mensuales consistenciado y en loscaudales en regimen natural. Los periodos de caudalesconsistenciados y naturalizaci6n de cada serie de caudalescorresponden a los periodos de sus registros historicosescogidos entre 1965 a 1996.2. OBJETIVOSEl objetivo principal del presente informe es Revisar y.Actualizar la Consistencia de Informaci6n HidrometeorologicaMedia Mensuales registrados en las estaciones de controlbLdr ometricas y pLuvi.ometricas en la Cuenca del Rio Mantaro,10 cual implica contar con series de caudales historicosconfiables. Tambien se ha determinado los caudales en regimennatural en el cauce principal del rio t1antaro en los puntos decontrol donde se ubican las estaciones de Upamayo, Pte.Chulec, Pte. Stuart y Mejorada, y en algunos afluentes yaregulados.3.INE'ORMACION HIDROMETEOROLOGICAComo el objetivo del Informe es el obtener precipitaciones, ycaudales consistenciados y naturalizados aplicando unametodologia que posteriormente se explica, para 10 cual fuenecesario contar con informaci6n hidrometeorologicaconsistente y completa para el periodo escogido 1965-96.3.1. INFORMACION HIDROMETRICALa referida recopiLac ion de datos y la consistencia de lamisma se ha efectuado utilizando los formatos modelossefialados en la "Guia de referencia para la pr esent ac.ion delos estudios hidrologicos", preparados por la Comisi6n deTarifas Electricas en Febrero de 1996. Las estacioneshidrometricas consideradas son las ubicadas en el cauceprincipal del rio Mantaro, tarnbi.en se utilizo los datos decaudales registrados en las estaciones Colorado y Blanco,afluentes que ingresan al lago Junin, y otras estacionesubicadas en los afluentes del rio Mantaro. 150

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    $ IC ! chop C ! U S . A . 33.1.1. ESTACIONES CONSIDERADASLas estaciones de caudales consideradas en el presentetrabajo se presentan en el cuadro N1

    CUADRO .N 1a: : : : 0 0 : : : : : ~ N : : ~ ~ . 9 :: : ; : : . i 1 i ~ ~ -;:::~~: c 2 "1 '3 . . . . " i1 e ] 'o r a:c i " a . . i 2 " jf j , f f i i . . ;. : i 4 0 S S j 1 '6 i j . . 2 ; . : i " 9 ' g .... . .. .11.~ . : . ..764 1 / 9

    9:.7

    7. : . :.:EE:....:......'.1 C 2 S 7 P t e ~ c ' h u " i "e c i i . .0 3 0 . .j ~ 1 ' 7. j 7 S o S S j 2 2 i ; j 7 i o c 2 " s 8 . .. . . . .P E e ~ s t u a i'E . . T i o 4 S . .j o 0 ij 7 S 0 2 " g.j . .1 " 2 " i i j " 3 " S 0 . . . 1962/97 ELP c 2 " s . . . . A n g a sm ay o . . .i i o . .b f j j i i j ;: i s . .O 2 " 3 . .j s j i ; . . " 3 " 2 "s 0 ' T g " 6 " L i l g 7 . . E L p . c 2 " 6 i Q 'u ' { i 'i o n i 2 0 2 ' 3 j j j i j 7 S 0 0 s j S O ij 3 i g 0 , T 9 6 L i j 9 7 E L P C 2 6 2 " } i o y a i 2 0 2 ' 3 ' j j 8 i i 5 6 0 8 j 3 8 ; i 3 1 ' 8 0. i9 6 L i j 9 7 " E L ' p . . . C 2 7 0 , p a : c h a c a y o . . . i io . .L i s.j j 2 ' i i . . 7 5 0 4 ' 3 " j. i g i i 3 6 S 0 i 9 6 4 j 9 7. E L P c 2 " s s . . .c o ' i o i 'a :d o . . . . . f 60 s s j O 0 ii . . 7 " 6 o T s j.O O i i. . .4 i 2 ' O . . . .. ..i g S ' 3 " / 9 4 . . C M p . . .. . . C 2 S 6 i 3 ' i a n c o '. i6 . .s 2 j ..O 0 i i . . .7 6 0 ' i 6 j 0 ' 0 i i 4 " i S 0 . i 9 6 0 ' / 9 4 C } i " p . .

    ELPCMP Electroperu S.A.centromin Peru3.1.2 METODOLOGIA DE CONSISTENCIA

    La metodologia empleada en el presente trabajo corresponde auna metodologia de analisis de consistencia de caudalesmensuales bastante empleada y aceptada en la especialidad dela Hidrologia; se menciona una sintesis de la metodologiaempIeada :o Agrupaci6n de Estaciones :

    Se agrup6 las estaciones por su cercania con otrasestaciones ubicadas en sub - cuencas vecinas y/o afinespor las caracteristicas Hidro16gicas y Geograficas de lascuencas donde se ubican los diversos puntos de controlhidrometrico.

    o Analisis Estadistico de la Serie :Mediante la aplicaci6n de los programasprincipales parametros estadisticosrequeridas que son :- Promedios mensuales- Desviaci6n estandar mensualCaudal maximo y caudal minima- M6dulo de caudales del periodo.- Maxim6run del periodo.- Minim6run del periodo.

    se calcul6 losde la serie

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    $ledroperUSoAo 4o Analisis del Diagrama de Doble Masa Acumulado :

    Los diagramas de doble masa promedio deagrupadas, deben tener la tendencia unadichos analisis se realizaron en conjunto,hidrogramas de las ser~es de datos .

    las estacioneslinea recta,comparando loso Analisis de Hidrograrnas.de la Serie

    Se analiz6 el hidrograma de las series,> ycompararon los hidrogramas de dos series querealizar el contraste qrafico de datos; dichoscomplementan al analisis de consistencia.los sepermitengraficos

    o Contraste de Series :Se calcu16 la serie residual de los datos de dosestaciones, el cual se aplica a datos registrados aguasabajo de una estaci6n 0surnade tributarios.

    o Analisis de Datos Diarios :Los caudales mensuales son el promedio de los caudaleshist6ricos diarios del mes, pero existen registrosincompletos, 10 cual genera un valor promedio norepresentativo del meso Dichos analisis se efectuaron encasos necesarios.

    o Analisis de Curvas Nivel - Caudal :Las curvas nivel - caudal se ajustaron en funci6n a losaforos realizados peri6dicamente en las estacioneshidrometricas, las cuales permi ten obtener los caudalesen funci6n a las lecturas limnimetricas.'I'amb.en se utiliz6 el anaLi sLs estadistico de sal tos ytendencias para luego corregir los datos inconsistentes.

    3.1.3.CONSISTENCIA DE CAUDALES

    El ana Li.sis de consistencia se realiz6 utilizando losdiagramas de doble masa, contraste grafico de los hidrogramas,de los datos y analisis de correlaci6n de los parametrosestadisticos de cada serie.Los parametros estadisticos de los registros hist6ricos se hancalculado en base a los datos existentes.

    1-~'J U

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    $ledroperUSoAo 5 ESTACION PTE. CHULEC Y PTE. STUARTEl periodo de anaLi sis de los datos de las estacionesPte.Chulec y Pte. stuart fue 1965/1996; en el diagrama dedoble masa del ariexo :se puede apreciar la consistenciade los datos de amba~ estationes.

    Los datos de ambas estaciones sirvieron de base pararealizar el analisis de consistencia de-' las demasestaciones de la cuenca; en el anexo se presenta loslistados de los caudales consistentes de ambasestaciones.

    ESTACION UPAMAYOLa consistencia de los caudales de la estaci6n Upamayo serealiz6 en funci6n a los caudales de la estaci6n Chulec(aguas abaj0), la cual fue anteriormente consistenciada;t.ambi.en se debe considerar que los caudales registradosen estasestaciones son caudales tienen por efecto deregulaci6n por el represamiento del lago Junin enUpamayo.Se procedi6 a asumir como datos faltantes los registrospuntuales considerados inconsistentes, para luegocompletar mediante correlaci6n entre las estacionesUpamayo, y Pte. Chulec, en el anexo se presenta eldiagrama de doble masa en el que se aprecia laconsistencia de los datos de ambas estaciones. ESTACION ANGASMAYO Y PACHACAYO.La estaci6n Angasmayo registra caudales del rio Cunas, enel anexo se presenta el diagrama de doble masa en el cualse observa la consistencia de los datos de la estaci6nAngasmayo, igualmente en sus histogramas se aprecia unadistribuci6n uniforme de los datos de Angasmayo.En la estaci6n de Pachacayo se identific6 algunasinconsistencias puntuales los que se corrigieron enfunci6n de estaciones ubicadas aguas arriba como cochas yPinascocha. ESTACION QUILLON Y MOYAEn el anexo se presenta el diagrama de doble masa de loscaudales mensuales de las estaciones Quillon y Moya, enel que se aprecia la consistencia de los datos de ambasestaciones en el periodo 1965 - 1996.Realizado el contraste grafico de hidrogramas de ambas

    1. ; ("li'~"ii" ~~~:J~~~

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    t)lechoperUSoAo 6estaciones en todo su registro historico, seinconsistencias puntuales en los datos de laQuil16n, los cuales se reemplazaron con datos(-1.0) para posteriormente ser completados.

    detect6estaci6nfaltantes

    ESTACION MEJORADA~

    La serie de los registros de caudales men sue Les de laestaci6n Mejorada esta integrada por los datos obtenidossegun el estudio de P1aneamiento de Recursos Hidricos delrio Mantaro (Corman -Electroconsul, Milan)correspondiente al periodo 1952/1962; la serie de datosde la estac i.on hidr oqr afica Villena en el periodo1963/1973 que pe rtene c.io a la Corpo.r ac.ion del Mantaro, ylos datos de la actual estaci6n Mejorada que se controladesde 1974 a la fecha. Debe precisarse que los trescontroles hidrometricos antes citados son similares y nohay aportes significati vos entre las progresi va de laMejorada y la antigua estaci6n Villena. Para realizar elana l isis de consistencia de los datos de la estaci6nMejorada, .se utiLi.zo los datos de las estaciones Pte.Chulec y Pte. stuart; en e1 diagrama de doble masapresentado en el anexo se puede apreciar la consistenciade su informacion.

    3.2. INFORMACION PLUVIOMETRICA

    Se presenta la informacion de precipitacion hist6rica yconsistenciada, los cuales previamente completadas con metodosde correlaci6n, ponderaci6n de estaciones cercanas y el Hec4,son mostrados mediante el Doble masa. Para el ca Lcul,o de loscaudales naturalizados en la estacion de Upamayo, una de lasinformaciones requeridas son La precipi tac i.on promedio sobreel lago Junin, para 10 cual se utiliz6 toda La informaci6ndisponible cercana al lago Junin a cargo de Electroperu S.A. yCentromin Peru.3.2.1 ESTACIONES CONSIDERADASLas estaciones pLuvi.ometr i.cas utilizadas en el presentetrabajo se presentan en e1 cuadro N2

    l C O