Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: informe final de la componente de ingeniería hidráulica
5 de septiembre de 2013 Luis López García Dr. Ingeniero Civil
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Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: informe final de la componente de ingeniería hidráulica
Índice
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INTRODUCCIÓN .......................................................................................................... 1
2
OBJETIVOS Y PLANTEAMIENTO DE LA COMPONENTE HIDRÁULICA DEL
PERITAJE ........................................................................................................................... 3 3
TRABAJOS REALIZADOS EN LA COMPONENTE HIDRÁULICA DEL PERITAJE ...... 7
4
DIAGNÓSTICO INICIAL................................................................................................ 9 4.1
Recopilación de la información y contactos con instituciones oficiales y privadas... 9
4.2
Visita al tramo del río Tabasará afectado por la presa ...........................................11
4.3
Primera impresión sobre posibles afecciones de la presa desde el punto de vista
hidráulico .........................................................................................................................18 5
ESTUDIO HIDRÁULICO ..............................................................................................20 5.1
Introducción ...........................................................................................................20
5.2
Datos utilizados en el estudio hidráulico ................................................................21
5.2.1
Introducción.....................................................................................................21
5.2.2
Datos geométricos ..........................................................................................22
5.2.3
Datos hidrológicos ...........................................................................................27
5.2.4
Condiciones hidráulicas en la presa ................................................................28
5.2.5
Condición de contorno aguas abajo ................................................................30
5.3
Estudio hidráulico: hipótesis unidimensional ..........................................................30
5.3.1
Planteamiento general ....................................................................................30
5.3.2
Hipótesis de cálculo y situaciones analizadas .................................................30
5.3.3
Resultados ......................................................................................................31
5.3.4
Análisis de sensibilidad ...................................................................................47
5.4
Estudio hidráulico: hipótesis bidimensional ............................................................51
5.4.1
Planteamiento general ....................................................................................51 i / 77
Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
6
8
9
5.4.2
Datos para el modelo bidimensional ................................................................52
5.4.3
Resultados ......................................................................................................55
AFECCIONES DE LA PRESA A LOS RECURSOS HÍDRICOS DE LA ZONA .............60 6.1
Planteamiento........................................................................................................60
6.2
Afectación a los recursos hídricos disponibles aguas arriba de la presa ................60
6.3
Afectación a los recursos hídricos disponibles aguas abajo de la presa ................61
7.1
Afectación a la calidad del agua ............................................................................64
RESUMEN Y CONCLUSIONES ..................................................................................65 8.1
Resumen ...............................................................................................................65
8.2
Conclusiones .........................................................................................................68
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................................71
LISTA DE CUADROS: Tabla 1.- Hidrogramas de crecida en la presa de Barro Blanco ........................................................... 28 Tabla 2.- Laminación de crecidas en la presa ...................................................................................... 29 Tabla 3.- Afectación a las casas de las Comunidades inventariadas en la Misión de Verificación: resumen ....................................................................................................................................... 41 Tabla 4.- Análisis de sensibilidad: diferencias máximas y medias de nivel con las hipótesis base sin y con presa en los tramos de las Comunidades afectadas ............................................................. 49
LISTA DE FIGURAS: Figura 1.- Plano general de situación de la presa y el embalse ............................................................. 2 Figura 2.- Área afectada por la cota 103 msnm en el río Tabasará ....................................................... 6 Figura 3.- Obras de construcción de la presa ...................................................................................... 12 Figura 4.- Río Tabasará: aspecto de la cuenca a la altura de Quebrada Caña ..................................... 14 Figura 5.- Río Tabasará: sucesión de rápidos y remansos ................................................................... 15 Figura 6.- Río Tabasará: depósitos de sedimentos aluviales ............................................................... 16 Figura 7.- Río Tabasará: vegetación de las márgenes.......................................................................... 17 Figura 8.- Río Tabasará: uso del río para lavado de ropa .................................................................... 17 Figura 9.- Laminación de la crecida de proyecto (1,000 años de periodo de retorno) ....................... 19 Figura 10.- Tramos de río analizados en el estudio hidráulico: perfiles topográficos, presa y Comunidades afectadas............................................................................................................... 21 Figura 11.- Perfiles topográficos transversales a los cauces: situación y esquema del modelo unidimensional sobre HEC-RAS ................................................................................................... 24 Figura 12.- Perfiles topográficos y modelo digital del terreno: original (izquierda) y redimensionado ii / 77
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a 10 m de pixel (derecha) ............................................................................................................ 25 Figura 13.- Comparación entre el DTM y los perfiles topográficos en el sitio de presa ...................... 26 Figura 14.- Perfil longitudinal del tramo estudiado: niveles calculados para las crecidas de 20 a 10,000 años de periodo de retorno, sin y con presa ................................................................... 34 Figura 15.- Perfil longitudinal de detalle de la zona de las Comunidades: niveles calculados para las crecidas de 20 a 10,000 años de periodo de retorno, sin y con presa ........................................ 35 Figura 16.- Perfiles transversales seleccionados: confluencia Cubivora (arriba, izquierda), centro de Nuevo Palomar (arriba, derecha), centro de Kiad (abajo, izquierda, centro de Quebrada Caña (abajo, derecha) ........................................................................................................................... 36 Figura 17.- Afectación a las casas de las Comunidades: crecidas de 2 y 20 años de periodo de retorno ......................................................................................................................................... 38 Figura 18.- Afectación a las casas de las Comunidades: crecidas de 50 y 100 años de periodo de retorno ......................................................................................................................................... 39 Figura 19.- Afectación a las casas de las Comunidades: crecidas de 1,000 y 10,000 años de periodo de retorno .................................................................................................................................... 40 Figura 20.- Afectación a las casas de las Comunidades inventariadas en la Misión de Verificación: resumen ....................................................................................................................................... 42 Figura 21.- Detalle de las casas identificadas en el plano de área afectada de Tecarsa (en rojo, casas inundadas por el embalse a cota 103) ......................................................................................... 45 Figura 22.- Zona inundada por la crecida de 100 años sin y con presa (entorno de las casas de las Comunidades resaltadas en rojo) ................................................................................................ 46 Figura 23.- Análisis de sensibilidad: niveles sin y con presa en todas las hipótesis ............................ 50 Figura 24.- Comparación de perfiles trazados en el DTM original y el mixto usado en el modelo bidimensional .............................................................................................................................. 54 Figura 25.- Modelo bidimensional completo: nivel inicial de agua para la avenida de 100 años ....... 56 Figura 26.- Modelo bidimensional en la zona de las Comunidades: profundidad inicial de agua (izquierda) y máxima (derecha) para la avenida de 100 años ..................................................... 57 Figura 27.- Análisis de resultados del modelo bidimensional: sonda de nivel (arriba izquierda), niveles (arriba derecha), profundidades (abajo izquierda) y velocidades (abajo derecha) en una sección en Nuevo Palomar .......................................................................................................... 58 Figura 28.- Simulación del vuelo sobre la zona inundada con la crecida de 100 años: captura de pantalla del vídeo sin presa y con presa (casas de las comunidades afectadas en rojo) ............ 59 Figura 29.- Presas de Santa Ana y Oliana en la cuenca del Ebro (España): centrales de pie de presa 63 Figura 30.- Comparación del área afectada por la crecida de 2 años sin presa (en azul oscuro) con la cota 103 msnm de embalse normal en las Comunidades (en azul claro), general y detalle ...... 69 Figura 31.- Comparación del área afectada por la crecida de 100 años sin presa (en azul oscuro) con la cota 103 msnm de embalse normal en las Comunidades (en azul claro)................................ 70
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Glosario de acrónimos ANAM
Autoridad Nacional del Ambiente
DRP
Diagnóstico rural participativo
DTM
Modelo Digital del Terreno (Digital Terrain Model)
ESIA
Estudio de Impacto Ambiental
FAO
Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura
GENISA
Generadora del Istmo S. A. (promotora de Barro Blanco)
GIS
Sistema Geográfico de Información (Geographic Information System)
PNUD
Programa de Naciones Unidas para el Desarrollo
TECARSA
Técnica Carvallo S. A. (empresa de trabajos topográficos)
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Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: informe final de la componente de ingeniería hidráulica
Informe
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INTRODUCCIÓN El Proyecto Hidroeléctrico de Barrio Blanco, cuya presa está actualmente en cons-
trucción, afecta a una zona de la Comarca Indígena Ngäbe Buglé, ya que embalsará el agua en un tramo del río Tabasará donde se encuentran las Comunidades de Nuevo Palomar, Kiad y Quebrada Caña afectando a su modo de vida e inundando parte de sus tierras. A lo largo del proceso de aprobación del proyecto, a partir de 2011, se han producido varios conflictos provocados por la oposición de la población indígena. Como consecuencia, se desarrolló un proceso de mediación impulsado por la Iglesia Católica en el que se involucraron las Naciones Unidas y se alcanzaron tres acuerdos, la necesidad de revisar el Estudio de Impacto Ambiental, la comprobación de la situación mediante una misión de verificación y la realización de un peritaje internacional independiente para profundizar en algunos aspectos que se consideraran importantes. Tras la Misión de Verificación de septiembre de 2012 se definieron los tres aspectos a analizar en el peritaje independiente, un Diagnostico Rural Participativo, un Diagnóstico Ambiental y Económico y un Estudio Hidráulico. El resultado de este último aspecto es que se describe en el presente informe. La presa de Barro Blanco, de 55.42 m de altura, con nivel normal de explotación a 103 msnm, se ha proyectado para producir energía hidroeléctrica mediante la turbinación de hasta 75 m3/s en una central de pie de presa que operará con un salto máximo de 43 m1, con una potencia instalada de 28.84 Mw. La documentación consultada muestra una cierta confusión en las cifras citadas, por lo que el valor definitivo de alguna de ellas podría ser ligeramente distinto. Sin embargo, a efectos de este peritaje, el valor relevante es el nivel máximo normal de 103 msnm que es el que señala el límite máximo de la inundación sin crecida, y sobre cuyo valor no hay dudas. La presa se sitúa en el estrecho de Barro Blanco, a menos de 2 km aguas arriba de la carretera Panamericana (Figura 1). La zona inundada cuando el embalse se encuentra en el máximo nivel de operación, 103 msnm, alcanza hasta aguas arriba de la confluencia
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Salto entre el nivel máximo de operación de 103 msnm y la cota de restitución de 60 m 1 / 77
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con el Cubívora en el Tabasará, unos 850 m por aquél y 650 m por éste (Figura 1, zona superior). Sin embargo, una de las conclusiones de la Misión de Verificación fue la necesidad de analizar la zona inundable en crecida, y no en situación normal, puesto que la construcción de la presa puede aumentar el riesgo de inundación actual. Este es el análisis encomendado al peritaje de la componente hidráulica.
LÍMITE SUPERIOR DEL EMBALSE NORMAL
SITIO DE PRESA
Fuente: Elaboración propia sobre plano 1:50,000, Julio 2013
Figura 1.- Plano general de situación de la presa y el embalse
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OBJETIVOS Y PLANTEAMIENTO DE LA COMPONENTE HIDRÁULICA DEL PERI-
TAJE De acuerdo con los Términos de Referencia, el objetivo del peritaje de la componente de ingeniería hidráulica de la presa de Barro Blanco es “realizar un estudio sobre el impacto tangible de la inundación potencial, producida por el embalse creado por la presa, mediante simulaciones del flujo de agua y determinar así el límite de seguridad que garantice el bienestar de las tierras ancestrales en la que se construye” Como consecuencia, la componente hidráulica del peritaje debe determinar con la mayor precisión posible la inundación máxima previsible en situación de crecida cuando el embalse está lleno, según se establece en los términos de referencia. En principio, el área afectada debe ser mayor que la delimitada por la cota 103 msnm establecida en 2012 (Figura 2). Además, ampliando algo los términos de referencia, debe analizar la posible disminución de los recursos de agua a disposición de la población ribereña tanto aguas arriba como aguas abajo de la presa, ya que es un problema suscitado por algunos actores. Hay que resaltar este informe define el área afectada en términos estrictamente hidráulicos, es decir, la sujeta al riesgo de inundación como consecuencia de la puesta en servicio de la presa. No se considera el área socialmente afectada, que es el objetivo de los otros componentes del peritaje. Por lo tanto, no se hace ninguna referencia a la afectación por pérdida de acceso de determinados lugares del río, por dificultar el paso a la otra margen. El informe detalla los trabajos realizados para elaborar el estudio hidráulico del río Tabasará en el tramo afectado por la presa de Barro Blanco en situación de crecida, sin y con presa. Se describen los datos disponibles, las hipótesis de cálculo, la metodología adoptada y los resultados obtenidos. En especial, se describe en detalle la afectación producida por el embalse a las comunidades indígenas ribereñas de Nuevo Palomar, Kiad y Quebrada Caña en términos de riesgo de inundación. El estudio hidráulico se ha realizado para delimitar la zona afectada por el proyecto en términos de inundabilidad, que no es la del nivel máximo normal del embalse, de 103 msnm manejada en la Misión de Verificación, sino la alcanzada por el agua cuando se presenta una crecida y el embalse está lleno, como será habitual si se pone en marcha Barro Blanco, por tratarse de un proyecto hidroeléctrico que tiende a maximizar la producción. La Figura 2 presenta el plano original del área afectada por la inundación cuan-
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Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
do el embalse está a su nivel máximo normal de operación, la 103 msnm, así como las comunidades y casas potencialmente afectadas. La afectación se debe medir en términos de riesgo de incremento del nivel de agua ante crecidas de distinta recurrencia, como diferencia entre la situación futura con embalse lleno y la situación actual. Sin embargo, como no se conoce la crecida de referencia, no es posible delimitar la zona afectada. En efecto, la legislación panameña no establece ningún criterio para su selección y, consecuentemente, este peritaje no debe imponer su criterio, sino proporcionar resultados técnicos para que la Mesa Técnica tome la decisión más conveniente para la resolución del conflicto. Los argumentos sobre el hidrograma a utilizar deben basarse en las siguientes premisas: o
El estudio hidrológico realizado para el proyecto de la presa estimó los hidrogramas caudal – tiempo de las crecidas de 2, 20, 50, 100, 1,000 y 10,000 años de periodo de retorno (Espinosa-Cobra 2012). El hidrograma de 1,000 años es el correspondiente a la llamada crecida de Proyecto, utilizado para el diseño del aliviadero de forma que garantice el paso de la crecida sin que se produzca ningún vertido por coronación, que en Barro Blanco está a 109 msnm. Es un fenómeno de tipo catastrófico usado como referencia para minimizar el riesgo de un accidente tan grave como la rotura de la presa. El de 10,000 años, más improbable aún, se usa también en el diseño del aliviadero para comprobar que se produce la evacuación sin verter sobre coronación, aunque sea agotando el resguardo de oleaje, lo que implicaría pequeñas pérdidas de agua pero no debería provocar la rotura de la presa. Sin embargo, estas crecidas extraordinarias de tan baja probabilidad no suelen usarse como referencia para definir las zonas inundables.
o
Como se ha indicado antes, tras consultas a la ANAM y a la documentación disponible, se concluyó que la legislación panameña no fija actualmente el criterio para definir zonas inundables. Sólo se han encontrado algunas referencias, bien a sanciones por ocupación de áreas en riesgo, sin definición de las mismas, o bien dando una definición geométrica –y, por tanto, específica para un caso determinado− como la siguiente (ANAM, 2008) 3. Denominaciones específicas 4
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• C1, Zona de control de riesgos por inundación. Sectores de llanura aluvial, generalmente a no más de 8 m sobre el nivel del módulo de caudal, con meandros encajados o libres. En todos los casos, la cobertura dominante es un pastizal ….. En la llanura proximal se distinguen las siguientes formasmediante fotointerpretación: cauces de crecida, paleocauces o cauces semiactivos, diques o “levées”, cubetas, entre otros. Dada esta diversidad de formas, se distinguen distintas subcategorías de riesgos, que se relacionan a continuación: o C11, Zona de peligrosidad y/o riesgo alto. Se zonifica bajo esta denominación a los cauces de crecida, paleocauces o cauces semiactivos, cubetas y todos los demás sectores bajos de la llanura proximal. o C12, Zona de peligrosidad y/o riesgo significativo. Generalmente corresponde a la parte de la llanura proximal que no presenta morfologías deprimidas. o C13, Zona de peligrosidad y/o riesgo medio. Corresponde a la llanura distal o a sectores altos de la llanura proximal.
o
Como referencia útil se puede citar lo establecido en la Directiva de la Unión Europea sobre riesgos de inundación (2007), de obligado cumplimiento para los países miembros de la UE: 3. Los mapas de peligrosidad por inundaciones incluirán las zonas geográficas que podrían inundarse según los escenarios siguientes: a) baja probabilidad de inundación o escenario de eventos extremos; b) probabilidad media de inundación (período de retorno ≥ 100 años); c) alta probabilidad de inundación, cuando proceda.
En función de los argumentos anteriores, este peritaje considera que la crecida de 100 años es una referencia adecuada, no sólo porque la UE la use así, sino por consideraciones sobre el riesgo de presentación. En efecto, la probabilidad de que se presente la crecida de 100 años de periodo de retorno es del 1%, que a primera vista parece baja. Sin embargo, el riesgo de que se produzca en los próximos 10 años es del 9.6%, y en los próximos 20 años del 18.2%, que son valores significativos2. En cualquier caso, para facilitar la decisión final de la Mesa se planteó como objetivo calcular las zonas inundables para todas las crecidas disponibles con un método numérico en hipótesis bidimensional, para explicar mejor sus resultados a personas sin formación técnica en hidráulica. Por otra parte, se decidió analizar también la afectación a los recursos hídricos a disposición de la población, cuestión que inquieta a los afectados por la presa.
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1963)
El riesgo de ocurrencia de un suceso de periodo de retorno T en los próximos n años es (Borgman, n R = 1 – (1- 1/T) 5
Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
Fuente: Técnica Carvallo S.A., para la Misión de Verificación, Julio 2012
Figura 2.- Área afectada por la cota 103 msnm en el río Tabasará 6
Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
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TRABAJOS REALIZADOS EN LA COMPONENTE HIDRÁULICA DEL PERITAJE El objetivo primario del peritaje era determinar las zonas inundables producidas
cuando se presenta una crecida y el embalse está en su nivel normal de operación, es decir, con la lámina de agua a la cota 103 msnm. Para ello, se ha recurrido a efectuar simulaciones del tránsito de crecidas mediante modelos numéricos que representan fielmente la evolución de niveles, profundidades y velocidades del agua a lo largo del tiempo. Con el fin de determinar las afecciones atribuibles a la construcción de la presa, las simulaciones se han realizado en dos alternativas, con el río en su estado actual y con el embalse lleno, obteniéndose el impacto de la presa por diferencia entre la situación con presa y la actual. En cuanto a la metodología numérica, inicialmente se decidió realizar el estudio en hipótesis de flujo bidimensional. El argumento que llevó a ello fue que, aunque es más complicada y exige más datos que la de flujo unidimensional los resultados serían más fáciles de explicar a personas sin formación técnica. No obstante, se admitía que el cálculo bidimensional no mejoraría la precisión de los cálculos unidimensionales, hipótesis válida para el Tabasará, por tratarse de un río sin llanuras de inundación amplias en la zona. Aún así, se decidió trabajar también en la hipótesis unidimensional para contrastar y garantizar los resultados. Este planteamiento inicial se tuvo que matizar debido a los problemas de datos encontrados durante el trabajo (apartado 5.2.2) por falta de precisión en el modelo digital del terreno disponible. Para ello, se realizó en primer lugar, el análisis técnico de las cotas de inundación en la hipótesis unidimensional, cuyos resultados se consideran correctos porque se apoyan en la precisión ofrecida por los datos de perfiles transversales levantados topográficamente. Posteriormente, se realizó un análisis bidimensional, con el fin de mostrar los resultados de forma comprensible para personas no familiarizadas con los estudios hidráulicos, con apoyo en un modelo digital del terreno (DTM) de 30 m de pixel, modificado en la zona más cercana al cauce mediante los perfiles topográficos. Este modelo, aunque bidimensional, es más impreciso que el unidimensional por la peor calidad de la geometría proporcionada por el DTM3.
3
Se ha comprobado que los niveles de agua calculados con el modelo bidimensional son muy simila-
res a los obtenidos con el unidimensional, que se consideran más precisos 7
Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
Como objetivo secundario en términos de trabajo, se indicó al peritaje la conveniencia de analizar desde el punto de vista hidráulico otras situaciones que provocan dudas e inquietud entre los afectados por la presa. Son las siguientes: o
Afectación a los recursos hídricos aguas arriba y abajo de la presa derivados de su operación
o
Afectación a la calidad del agua
o
Funcionamiento del río aguas abajo: gestión del caudal ecológico
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DIAGNÓSTICO INICIAL
4.1 Recopilación de la información y contactos con instituciones oficiales y privadas La visita inicial a la Ciudad de Panamá y a la zona afectada por Barro Blanco se realizó entre los días 18 y 24 de julio de 2013. Previamente, PNUD hizo una recopilación de toda la documentación disponible sobre el problema que entregó a los peritos antes del viaje. A efectos del peritaje de la componente hidráulica, los documentos más relevantes son el estudio de impacto ambiental (ESIA) presentado por GENISA ─ empresa promotora del proyecto ─ y un estudio hidrológico de marzo de 20084. Los documentos relativos al proceso de negociación no son estrictamente necesarios para el trabajo hidráulico pero han permitido adquirir una perspectiva general del problema. Entre ellos destaca por su interés el “Informe de la Misión de verificación realizada del 23 al 28 de septiembre de 2012”, de PNUD Panamá, que da una visión muy amplia de las afecciones derivadas de la construcción de la presa. El ESIA, aunque presenta algunas limitaciones de información, sirvió para adquirir conocimiento sobre el proyecto y las afecciones que se estimaba que podían producirse en el momento de su presentación a ANAM. Hay que resaltar que el ESIA no analiza la afectación por las inundaciones en crecida. Se limita a señalar en el apartado 5.9 que “En este aspecto resulta relevante destacar que una creciente o crecida es un fenómeno por el cual se da la ocurrencia de caudales relativamente grandes. Y una inundación, se caracteriza por la ocurrencia de caudales que se salen del canal de la corriente”, y pasa a describir los hidrogramas de las avenidas de 1000 y 10000 años de periodo de retorno ─ necesarios para el diseño del aliviadero que garantice la seguridad de la presa ─, sin analizar nada su influencia sobre las comunidades ribereñas. Durante la visita se mantuvieron diversas entrevistas, que por orden cronológico, fueron: o
Sr. Rafael Carvallo (Gerente de TECARSA, Técnica Carvallo S. A.,
[email protected]): informó de los resultados provisionales de los
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Posteriormente se ha tenido acceso a dos actualizaciones del estudio hidrológico, la última de junio
de 2012 9
Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
trabajos topográficos que realiza para PNUD con el fin de caracterizar el cauce del río en el tramo en que se realizará la simulación hidráulica5. o
Sr. Adolfo Kindgard (FAO Panamá,
[email protected] ): entregó el modelo digital del terreno de Panamá de la Misión SRTM, refinado en todo el país hasta un pixel de 30 m. Este modelo es esencial para la simulación hidráulica bidimensional en combinación con los perfiles topográficos realizados por TECARSA.
o
ANAM: Ing. Gerardo González (Director de Gestión Integrada de Cuencas Hidrográficas
[email protected]) e Ing. Orlando Bernal (Director de Evaluación y Ordenamiento Ambiental): informaron sobre diversos aspectos relacionados con la gestión de recursos y la tramitación de los ESIA. Se pidieron referencias a las normativas panameñas sobre delimitación de áreas inundables, en particular sobre la crecida utilizada como criterio para ello, pero, como se comentó en el capítulo 2, al parecer no existe ninguna. El Ing. González sugirió buscar en algún plan de ordenamiento específico. Como resultado, se encontraron algunas referencias pero sólo indican la prohibición de construir en zonas inundables, sin especificar los criterios para su definición6. El Ing. Orlando Bernal proporcionó el ejemplar en papel del ESIA recibido por ANAM, donde se pudo comprobar que los planos que faltaban en la versión digital no contenían información relevante para el peritaje. Además, se pudo consultar el expediente completo de la presa, donde se registran las sucesivas solicitudes de modificación del proyecto aceptadas por la ANAM.
o
GENISA: Ing. Julio Lasso (gerente de la construcción de la presa): en la visita realizada a la oficina de obra, puso a disposición del peritaje toda la información que fuera necesaria. Concretamente, se comprometió a enviar un correo electrónico a la empresa proyectista de la presa para que la entregaran.
o
Sres. Chito Gallardo (Cacique Local) y Alberto Montezuma (Coordinadora por la Defensa de los Recursos Naturales y el Derecho del Pueblo Ngäbe Buglé y Campesino ): expresaron las dudas que suscita el proyecto en la Comunidad, en parti-
5
En el momento de editar este informe se han recibido los resultados finales
6
LEY No. 6 de 01 de febrero de 2006 que reglamenta el ordenamiento territorial para el desarrollo urbano y dicta otras disposiciones (Articulo 47): El artículo 408 del Código Penal queda así: Artículo 408. El servidor público que otorgue permisos o autorizaciones de obras o proyectos en zonas de riesgo propensas a inundaciones y/o deslizamientos, sin verificar que se hayan adoptado las medidas de prevención, mitigación y control exigidas por las autoridades competentes, será sancionado con prisión de 3 a 6 años e inhabilitación del cargo por el mismo periodo. 10
Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
cular sobre el destino del agua turbinada en la presa. Se les informó de los planes de trabajo y plazos de ejecución. 4.2 Visita al tramo del río Tabasará afectado por la presa La visita se realizó el día 20 de julio, con objeto de reconocer el río para ampliar la información existente sobre sus características hidráulicas. Se visitaron las obras de la presa y se realizó un recorrido por los cerros de la margen izquierda, al sur del Cerro Viejo y de Quebrada Caña. Por último, se recorrió la zona de la confluencia del río Tabasará con el Cubivora ─ cerca de la cola del embalse que, en su nivel máximo normal de 103 msnm, inunda hasta unos 300 m aguas arriba de la misma ─ y el tramo del río comprendido entre aquélla y la Comunidad de Nuevo Palomar. La construcción de la presa avanza con rapidez (Figura 3). El análisis de su estado no es objeto de este peritaje.
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Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
Fotos L. López, julio 2013
Figura 3.- Obras de construcción de la presa 12
Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
Desde el punto de vista hidráulico e hidrológico se pueden hacer las siguientes observaciones, que confirman lo expresado en los documentos técnicos existentes: o
La cuenca del río en el tramo estudiado tiene abundante vegetación, aunque el bosque está bastante degradado (Figura 4). El cauce se califica en diversos documentos como “encajonado”, aunque en realidad se trata únicamente de un cauce bien marcado, sin una llanura aluvial ni terrazas que amplíen la inundación.
o
El río Tabasará discurre en la zona del embalse con una alternancia de rápidos y remansos, como corresponde a un cauce con pendiente elevada, del 1.5% (Figura 5). Como consecuencia, las velocidades deben ser altas en crecida, como prueban las gravas y bolos de gran tamaño arrastrados por la corriente y depositados en las barras laterales y centrales (Figura 6).
o
La vegetación en las márgenes es abundante y denota una rugosidad elevada, con el consiguiente aumento del nivel de inundación (Figura 7). Con embalse lleno su influencia será menor, aunque es de esperar que también haya arbolado en las márgenes. Es posible que en las crecidas fuertes la corriente arrastre parte de la vegetación de ribera, pero debe volver a crecer tras la temporada de lluvias, lo que explicaría la falta de marcas de inundación características de climas más secos.
o
La Figura 8 muestra un ejemplo del uso del río para lavado de ropa en la Comunidad de Nuevo Palomar. Durante el reconocimiento del río se tuvo la oportunidad de hablar con dos perso-
nas sobre las crecidas históricas. Ambos viven o trabajan en el tramo alto del embalse previsto, cerca de la confluencia con el Cubivora, y coincidieron en que el río sufre crecidas importantes con frecuencia. No concretaron la magnitud de la mayor que recuerdan, pero habían oído historias de sus antecesores sobre la recurrencia del riesgo. Uno de ellos, de la Comunidad del Nuevo Palomar, indicó que hacía unos cinco años que el agua llegó a subir hasta el borde de sus casas7. El otro, un campesino con tierras en la zona apuntó que el Tabasará es mucho más caudaloso que el Cubivora. El Sr. Chito Gallardo, que fue el guía del recorrido, también recordaba comentarios de su abuelo respecto al peligro de las inundaciones. El DRP ha recogido varias referencias adicionales a crecidas que demuestran la conciencia del riesgo de la población ribereña, aunque sin precisión numérica sobre fechas y niveles que hubieran permitido un ajuste del modelo.
7
Los datos de caudales máximos indican que en los años 2007 y 2009-11 se han producido crecidas 3
grandes, mayores de 1000 m /s, lo que avala la información recibida 13
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Fotos L. López, julio 2013
Figura 4.- Río Tabasará: aspecto de la cuenca a la altura de Quebrada Caña 14
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Fotos L. López, julio 2013
Figura 5.- Río Tabasará: sucesión de rápidos y remansos
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Fotos L. López, julio 2013
Figura 6.- Río Tabasará: depósitos de sedimentos aluviales 16
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Foto L. López, julio 2013
Figura 7.- Río Tabasará: vegetación de las márgenes
Foto L. López, julio 2013
Figura 8.- Río Tabasará: uso del río para lavado de ropa 17
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Por lo tanto, una conclusión importante de la visita fue constatar que las personas que viven o trabajan cerca del río son conscientes del riesgo de inundación a que están sometidos. Curiosamente, en la documentación consultada no aparecen referencias a este problema potencial, aunque implícitamente se reconoce su existencia, ya que debe recordarse que el objetivo de este peritaje es determinar la zona inundable en crecidas. Representantes de la empresa insistieron en la visita a la obra en que habría que hacer la simulación con y sin presa y así se ha hecho. En efecto, este tipo de trabajos se plantean siempre a partir de una alternativa base ─ que suele ser la situación actual ─, para estudiar por comparación las afecciones derivadas de cualquier modificación de las condiciones existentes. Desde el punto de vista técnico, el análisis del funcionamiento hidráulico del tramo ─ sin y con embalse, para distinguir entre el riesgo natural actual de inundaciones y el producido por el llenado del embalse ─ no plantea problemas especiales. 4.3 Primera impresión sobre posibles afecciones de la presa desde el punto de vista hidráulico Recapitulando lo indicado en los apartados anteriores, la primera impresión sobre el riesgo de inundación de terrenos o viviendas de la población ribereña y, en particular, de las comunidades Ngäbe Buglé: o
La población ribereña es consciente del riesgo de inundaciones durante las crecidas del Tabasará.
o
La puesta en operación de la presa de Barro Blanco incrementará ese riesgo, en magnitud a determinar en el estudio hidráulico, probablemente en todo el tramo del embalse, y tanto más cuanto más cerca de la presa.
o
Para dar un orden de magnitud, se han consultado los análisis de laminación de crecidas realizados para el diseño del vertedero (Jesús Granell Ingenieros Consultores, 2013) estiman para los hidrogramas de entrada de 2, 20, 50, 100, 1,000 y 10,000 años de periodo de retorno los caudales de salida por el aliviadero y, en el caso de la de 10,000 años, también por el desagüe de fondo, y el nivel alcanzado por el embalse junto a la presa. Con la crecida de 20 años de periodo de retorno, el nivel del embalse en la zona cercana a la presa subiría 1.7 m por encima del nivel del espejo de 103 msnm. En el caso de la crecida de 100 años, se llegaría a los 105.9 msnm y en la de 1,000 años, la de Proyecto, altamente improbable, el nivel subiría 4.7 m hasta la cota 107.7 msnm. 18
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o
Sin embargo aunque aumentará el nivel y, por tanto, la zona inundada aguas arriba, la presa reducirá la magnitud de las crecidas aguas abajo, puesto que el caudal máximo de salida es inferior al de entrada para las crecidas de 20 años de periodo de retorno y mayores. Por ejemplo, La Figura 9 muestra gráficamente cómo disminuye un 12% el caudal máximo de la crecida de 1,000 años, de 2,506 a 2,220 m3/s. Como consecuencia, la presa tendrá un impacto positivo en la reducción del riesgo de inundaciones aguas abajo.
Fuente: Propuesta de modificación del aliviadero, Jesús Granell Ingenieros Consultores, 21/5/2013
Figura 9.- Laminación de la crecida de proyecto (1,000 años de periodo de retorno)
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Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
5
ESTUDIO HIDRÁULICO
5.1 Introducción Este capítulo presenta los resultados del estudio hidráulico realizado para determinar la inundación máxima previsible en situación de crecida cuando el embalse está lleno, según se establece en los términos de referencia. El objetivo específico del estudio es calcular el nivel, profundidad y velocidad del agua a lo largo del tiempo de tránsito de todas las crecidas estimadas en el estudio hidrológico, para la situación actual, sin presa, y la eventual situación futura con la presa de Barro Blanco en operación. A partir de los niveles calculados se puede definir el área afectada en términos estrictamente hidráulicos, es decir, la sujeta al riesgo de inundación como consecuencia de la puesta en servicio de la presa. En este estudio no se considera el área socialmente afectada, que es el objetivo de los otros componentes del peritaje. La metodología numérica finalmente usada (capítulo 3) ha tenido dos fases: o
Análisis técnico de las cotas de inundación mediante un modelo hidráulico unidimensional en régimen permanente, cuyos resultados se consideran correctos porque se apoyan en la precisión ofrecida por los datos de perfiles transversales levantados topográficamente.
o
Análisis suplementario con un modelo hidráulico bidimensional en régimen transitorio, con el único objetivo de mostrar los resultados de forma comprensible para personas sin formación técnica en hidráulica. El tramo incluido, igual en los dos modelos hidráulicos, comprende el río Tabasará
desde 1,070 m aguas arriba de su confluencia con el Cubivora hasta 4,200 m aguas abajo de la presa, con un total de 13,020 m. Además, se analizan 1,370 m del Cubivora aguas arriba de la confluencia. Por lo tanto, el estudio hidráulico se extiende a un total de 14,400 m (Figura 10).
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Fuente: Elaboración propia sobre datos topográficos y ortofoto de Google EarthTM Agosto 2013
Figura 10.- Tramos de río analizados en el estudio hidráulico: perfiles topográficos, presa y Comunidades afectadas
5.2 Datos utilizados en el estudio hidráulico 5.2.1 Introducción Los datos necesarios para un estudio hidráulico son de tres tipos: o
Datos geométricos, que reproducen numéricamente las características del tramo estudiado en términos de coordenadas X, Y, Z.
o
Datos hidrológicos: caudales que se quieren estudiar, ya sean normales o de crecida, representados por sus hidrogramas caudal – tiempo.
o
Condiciones de contorno: situación hidráulica del tramo estudiado en cabecera y en cola, para representar correctamente su enlace con el resto del río. También es necesario definir las condiciones de contorno internas que modifican el flujo de
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agua. En este caso son las características de los órganos de desagüe de la presa −aliviaderos, compuertas, turbinas y desagües de fondo−. 5.2.2 Datos geométricos Los datos disponibles al comenzar el trabajo eran insuficientes para realizar el estudio. Por una parte, la empresa promotora sólo disponía de topografía detallada en la zona de la presa. Por otro lado, se averiguó que el modelo digital del terreno más preciso de la zona disponible era el de 30 m de pixel del proyecto STRM30. No se localizó ningún DTM LIDAR que proporcionara la precisión suficiente para un estudio hidráulico. Por lo tanto, ante las limitaciones de plazo y presupuesto, se consideró necesario obtener unos perfiles topográficos transversales al río que permitieran caracterizar correctamente el río en el tramo de interés para el estudio (Figura 1). El trabajo fue realizado por Tecarsa, por encargo de PNUD, según las especificaciones indicadas por este peritaje. Se realizaron 50 perfiles (Figura 11) con una separación media de 290 m, suficiente para reflejar los cambios de características de la sección del río, reflejados en más de 1300 puntos definidos por sus coordenadas X, Y y Z. Hay que resaltar que el perfil longitudinal presenta algunas irregularidades (ver Figura 14 del apartado 5.3.3), con tramos en los que el río parece subir la cota del fondo en lugar de bajarla. Este tipo de errores o irregularidades son habituales en cualquier río, pero en el Tabasará llaman la atención por su magnitud, que llega a los 5 m. Las razones pueden ser las siguientes: o
Error en el punto de medida, por la dificultad de los topógrafos para acceder a la zona más profunda del río, aunque no debería ser superior a 1 o 2 m.
o
No se trata de un error sino de la evolución natural del Tabasará hacia su perfil de equilibrio en una zona con pendiente elevada−del 1.5 al 3.5% (ESIA, Proyectos y Estudios Ambientales del Istmo S.A, 2008)− y, consecuentemente, de flujo torrencial que puede producir socavaciones locales importantes. El ESIA en el apartado 5.8 sobre la amenaza hidrológica dice: “…Es más se registran sitio que forman bajos o depresiones topográficas en ciertas secciones del río. Lo anterior tiene su explicación en el comportamiento de los caudales máximos instantáneos del río Tabasará y el caudal promedio. La condición anterior guarda similitud con el comportamiento de los ríos en la provincia de Chiriquí debido a las similitudes en cuanto a sinuosidad y orientación geográfica
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En cualquier caso, se ha trabajado con los datos originales, suponiendo que en general son correctos, y que los posibles errores sólo tienen incidencia local. Aún así, el análisis de sensibilidad ha valorado su influencia Por otra parte, con el fin de realizar en análisis bidimensional, FAO Panamá proporcionó un modelo digital del terreno de todo el país con pixel de 30 m. Este DTM se recortó para trabajar sólo con la zona de interés y se redimensionó a pixel de 10 m –lo cual no añade precisión, pero mejora el aspecto visual− (Figura 12)
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13314.17
S
12947.03 12743.14
1069.29 862.28 480.31
3
NUEVO PALOMAR
11760.32 11470.93 11166.26 10843.37 10627.06 10236.89 9715.11 9426.15 8845.57
KIAD
8669.597803.06 7585.7
QUEBRADA CAÑA
7252.85 6983.97 6716.02 6483.01 5892.12 5148.
SITIO DE PRESA
4624.52 4198.64 3818.96 2643.8 2265.51 1362.13 1047.31 717.15
Fuente: Elaboración propia con datos de Tecarsa, agosto 2013
Figura 11.- Perfiles topográficos transversales a los cauces: situación y esquema del modelo unidimensional sobre HEC-RAS
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Fuente: FAO Panamá, agosto 2013
Figura 12.- Perfiles topográficos y modelo digital del terreno: original (izquierda) y redimensionado a 10 m de pixel (derecha)
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La idea inicial era interpolar un DTM parcial de la zona del cauce a partir de los datos de los perfiles topográficos, que tienen mucha más precisión horizontal y, sobre todo, vertical, que el DTM de Panamá de 30 m de pixel. Sin embargo, los intentos de realizar esta operación resultaron fallidos debido a dos razones. Primero, a problemas de interpolación entre los puntos de los perfiles en curvas pronunciadas del río –habrían hecho falta perfiles más cercanos en esas zonas8−. Segundo, y más importante, la gran diferencia de cotas entre el DTM y los perfiles, muy superior a la esperada. La Figura 13 detalla el problema en la zona de la presa, donde se comprueba que el DTM asigna una cota de 80 msnm, más de 18 m por encima de la 61.3 de los topógrafos que, por otra parte, encaja con el valor indicado en los planos del proyecto de la presa. La diferencia de cotas entre el DTM y los perfiles es variable, pero aquél está al menos 10 m por encima de éstos. Por ejemplo, en la zona de Nuevo Palomar la diferencia es de de 15.5 m (115 vs. 98.5 msnm), y en Kiad de 14.7 m (101 vs. 86.3 msnm).
COMPARACIÓN DE COTAS EN EL SITIO DE PRESA: DTM FAO vs. PERFIL TOPOGRÁFICO 200 180
Cota del terreno (mnsm)
160
140 120 100 80
COTA DEL FONDO DEL CAUCE - DTM 80.0 msnm - PERFIL 61.3 msnm - DIFERENCIA 18.7 m
60 40 -200
0
200
400
DTM interpolado 10 m
600 800 1000 Distancia a origen (m) DTM Original 30 m
1200
1400
1600
1800
Perfil topográfico
Fuente: elaboración propia con DTM FAO y datos de TECARSA, agosto 2013
Figura 13.- Comparación entre el DTM y los perfiles topográficos en el sitio de presa
8
Los perfiles levantados son suficientes para el estudio hidráulico unidimensional, pero producen erro-
res de interpolación que modifican sensiblemente el área inundable en las curvas 26
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En vista de ello, se modificó el planteamiento de cálculo ya que se consideró que el DTM mixto obtenido no tenía precisión suficiente para un estudio hidráulico. En su lugar, se decidió realizarlo mediante el programa estándar HEC-RAS en hipótesis unidimensional con los perfiles topográficos obtenidos, que son suficientemente precisos para ello. Sin embargo, no se renunció al estudio bidimensional, que se realizó mediante otro DTM mixto ajustado iterativamente hasta obtener resultados similares a los de la hipótesis unidimensional, con el fin de representarlos en forma comprensible a personas sin formación técnica, objetivo del planteamiento inicial. 5.2.3 Datos hidrológicos Los datos hidrológicos necesarios para el estudio hidráulico son los hidrogramas – valores tiempo - caudal− de las crecidas a analizar. Estos datos se han obtenido del último estudio hidrológico realizado (Espinosa - Cobra, 2012). Los hidrogramas disponibles son los indicados en la Tabla 1, para 2, 20, 50, 100, 1,000 y 10,000 años de periodo de retorno, donde se resalta en negrita el caudal punta de cada crecida.
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Tabla 1.- Hidrogramas de crecida en la presa de Barro Blanco
Tiempo (h) 0 0.9 1.8 2.7 3.59 4.49 5.39 6.29 7.19 8.09 8.99 9.88 10.78 11.68 12.58 13.48 14.38 16.18 17.97 19.77 21.57 23.36 25.16 26.96 31.45 35.95 40.44 44.93
2 40 51 93 152 237 342 461 581 665 721 742 728 686 630 566 496 440 342 265 208 166 131 109 93 65 53 46 43
Caudal en m3/s para cada periodo de retorno 20 50 100 50 50 60 71 74 87 153 172 195 269 310 348 434 505 564 639 749 834 872 1026 1140 1105 1302 1445 1269 1497 1661 1379 1627 1805 1420 1676 1859 1393 1644 1823 1311 1546 1715 1201 1416 1571 1078 1270 1409 941 1107 1230 831 977 1086 639 749 834 488 570 636 379 440 492 297 343 384 228 261 294 184 209 236 153 172 195 99 109 125 75 79 92 62 65 76 55 57 67
(años) 1000 60 97 243 451 745 1112 1528 1943 2237 2433 2506 2457 2310 2115 1895 1650 1454 1112 843 647 500 378 300 243 148 104 82 70
10000 65 112 300 565 941 1410 1941 2473 2848 3098 3192 3130 2942 2692 2410 2098 1847 1410 1066 816 628 472 371 300 178 121 93 78
Fuente: Espinosa - Cobra, junio 2012
5.2.4 Condiciones hidráulicas en la presa Los proyectistas de la presa han realizado los pertinentes estudios de laminación, con objeto de analizar el máximo nivel alcanzado por el embalse ante las distintas crecidas y bajo diferentes normas de explotación de compuertas. El estudio de las de 1,000 y 10,000 años en particular es obligado por las normas de seguridad, para comprobar que el aliviadero tiene capacidad suficiente. El estudio de las crecidas de menor periodo de retorno se realiza para tener una idea de la amplitud de la zona inundable y la validez de la gestión de compuertas.
28
Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
La Tabla 2 muestra los resultados del análisis. Es interesante observar que la crecida de 2 años de periodo de retorno pasa por el aliviadero sin subir el nivel normal de 103 msnm, gracias a la gestión de las compuertas que van dejando pasar el caudal entrante. Sin embargo, en las demás, se produce una sobreelevación del nivel, −de hasta 5.97 m en el caso de la de 10,000 años− con lo cual se almacena en el embalse parte del volumen de la crecida cuando el caudal entrante aumenta, para soltarlo cuando el hidrograma decrece. Como consecuencia, se produce la llamada laminación de la avenida, que es la reducción del caudal máximo saliente, con el consiguiente beneficio para los habitantes de aguas abajo. En la Tabla 2 se observa que el caudal máximo de la crecida de 1,000 años, de 2,506 m3/s, disminuye a 2,220 m3/s. Por otra parte, en el caso de la crecida de 10,000 años, es preciso abrir el desagüe de fondo, de 227 m3/s de capacidad, para impedir el vertido sobre la presa, de forma que el caudal punta de salida de 2,915 m3/s se reparte entre 2,689 m3/s por el aliviadero y 226 m3/s por el desagüe de fondo. Tabla 2.- Laminación de crecidas en la presa
Fuente: Propuesta de modificación del aliviadero, Jesús Granell Ingenieros Consultores, 21/5/2013
El estudio hidráulico debe reproducir estos caudales y niveles, ya que son el resultado de la operación prevista de los órganos de desagüe (Jesús Granell Ingenieros Consultores, 2013): La estrategia de operación de las compuertas es la siguiente: o
El criterio de apertura de compuertas consiste en desaguar el mismo caudal que para cada instante entra en el embalse, de forma que se mantenga como cota del agua el N.M.N. (103,00 m). Cuando el caudal entrante excede la capacidad del aliviadero para las compuertas completamente abiertas, la cota del agua crece por encima de la cota 103,00 m y el aliviadero funciona como uno de labio fijo cuyo umbral está a la cota 98,00 m.
o
Cuando la cota del agua al descender, lo hace por debajo del N.M.N., las compuertas vuelven a cerrarse para volver a desaguar el mismo caudal que está entrando. De esta forma, se vuelve a mantener hasta el final del hidrograma el N.M.N., conservando su nivel óptimo de explotación. 29
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o
Los desagües de fondo sólo se abren, en caso de urgencia, cuando el nivel en el embalse supera la 108,00 m.
5.2.5 Condición de contorno aguas abajo El último punto de cálculo se encuentra 4 km aguas abajo de la presa, y es donde hay que aplicar la condición de contorno que debe reproducir correctamente la salida de agua al tramo inferior del río, no estudiado. En general, como sucede también en este caso, no hay seguridad de cuál es el nivel correcto. Lo habitual es suponer bien nivel normal para una determinada pendiente del río o nivel crítico porque existe una pequeña presa o cambio de pendiente que lo provocará. En el caso del Tabasará es irrelevante, puesto que el último punto está lejos de la zona donde se delimita la zona inundable y por tanto, cualquier error en el nivel aplicado se diluye, tanto más cuanto que el río tiene mucha pendiente y se producen cambios de régimen con frecuencia. Por lo tanto, cualquier hipótesis es válida, aunque debe comprobarse su influencia en un análisis de sensibilidad. 5.3 Estudio hidráulico: hipótesis unidimensional 5.3.1 Planteamiento general El método adoptado para la realización del estudio es el HEC-RAS del U. S. Army, Corps of Engineers (USACE, 2010), instrumento que se ha convertido en un estándar mundial para este tipo de problemas. El análisis de niveles se ha realizado en la hipótesis de régimen permanente para el caudal punta de cada crecida. No es preciso hacerlo en régimen transitorio porque no añade conocimiento a la extensión de las zonas inundables. 5.3.2 Hipótesis de cálculo y situaciones analizadas Se han estudiado siete hipótesis de caudal, una de caudal normal de 100 m3/s, el doble del caudal medio del río, usada sólo como referencia de situaciones habituales, y los caudales punta de las seis crecidas proporcionadas por el estudio hidrológico indicados en negrita en la Tabla 1. Las siete hipótesis de caudal se combinan con dos hipótesis de río, sin presa y con la presa en funcionamiento. La presa se simula mediante la opción de Inline Structure – Weir introduciendo sólo el aliviadero con el labio a la cota 98 suponiendo un vertedero de 38 m de ancho (cuatro vanos de 9.5 m) y retocando el coeficiente e desagüe hasta obtener el nivel calculado por los proyectistas en el estudio de laminación (Tabla 2). La excepción es la crecida de 2 años de periodo de retorno, que se gestiona sin necesidad de abrir por completo las 30
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compuertas, por lo que se ha simulado con vertedero a la cota 98.7 en lugar de la 98 m, con lo que se obtiene un nivel de embalse de 103 msnm, coincidente con el del estudio de laminación. La condición de contorno de aguas abajo se ha supuesto de nivel normal con el 1.5% de pendiente media, aunque se ha comprobado que los resultados en el tramo de interés no varían cuando se supone nivel crítico. Los coeficientes de rugosidad utilizados son de 0.036 en el cauce y 0.050 en las zonas inundadas, valores relativamente altos pero que se consideran adecuados para la abundante vegetación de las márgenes del río. En terminología del HEC-RAS, se analizan tres tramos de río, el Cubivora desde 1,360 m aguas arriba de la confluencia con el Tabasará (Tramo 1), 1,070 m del Tabasará hasta la confluencia (Tramo 2) y casi 12,000 m del Tabasará bajo la confluencia (Figura 3). Los caudales asignados a los tramos 1 y 2 se han obtenido repartiendo el caudal total proporcionalmente a las áreas de cuenca respectivas, con el resultado de que un tercio del caudal total se supone que procede del Cubivora. Es una aproximación que no tiene ninguna influencia sobre los resultados en las zonas de interés, que son las Comunidades situadas aguas abajo de la confluencia por donde circula el caudal total. 5.3.3 Resultados Los resultados se presentan en forma gráfica, resaltando los aspectos importantes detectados en el análisis, mediante las opciones proporcionadas por el HEC-RAS. En primer lugar, los gráficos de la Figura 14 y la Figura 15 presentan perfiles longitudinales a lo largo del río Tabasará –la primera el del tramo estudiado completo y la segunda un detalle de los 4 km aguas abajo de la confluencia con el Cubivora, para facilitar el análisis de la zona donde se sitúan las Comunidades afectadas. Se representan los niveles de agua para las crecidas de 20 a 10,000 años en situación actual y con presa, para valorar la influencia del llenado del embalse. La Figura 14 ofrece una buena panorámica de dicha influencia, puesto que representa explícitamente la situación de la presa. Su análisis permite extraer las siguientes conclusiones: o
La operación del embalse provoca una sobreelevación notable en todas crecidas analizadas respecto a la situación actual. Esa conclusión es evidente en las cercanías de la presa, donde el hecho de embalsar el agua provoca una subida de nivel de más de 40 m. Pero no es tan evidente que incluso para la crecida de 20 31
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años de periodo de retorno hay una sobreelevación de 50 cm en la propia confluencia con el Cubivora debido al embalse. o
La sobreelevación respecto a la cota de embalse normal de 103 msnm, resaltada en línea gruesa en la figura, es significativa en todo el tramo de aguas arriba. En la confluencia con el Cubivora es de más de 2.80 m para la crecida de 20 años y alcanza los 5.70 para la de 1,000 años. Es de 1.6 y 4.7 m, respectivamente.
o
Por lo tanto, la zona afectada por el embalse no puede definirse en base a la cota 103 msnm de embalse normal, sino frente a la estimada para una crecida que se considere que constituye el límite del riesgo asumible La Figura 16 presenta los perfiles transversales en cuatro secciones representati-
vas. Aunque no se aprecian los detalles, se puede ver de nuevo que en la parte alta (gráficos de arriba) el nivel de agua para la menor crecida de las representadas, de 20 años de periodo de retorno –la línea más baja, sombreada−, el nivel actual del río supera claramente la cota 103 de embalse normal. Por otra parte, en ellas la afectación de la presa es cuantitativamente menor que en las de aguas abajo (gráficos inferiores). Por otra parte, en éstas la cota 103 queda siempre sobre el nivel de cualquiera de las crecidas en situación actual, lo que implica una primera afectación, a la que se añade una afectación adicional debida a la sobreelevación por crecida, representada por las líneas que están por encima de la 103. Las conclusiones generales referentes a las Comunidades afectadas son: o
La operación del embalse provoca una sobreelevación notable en el tramo de aguas arriba para todas las crecidas analizadas sobre la cota de embalse normal de 103 msnm que se delimitó en la Misión de Verificación: El nivel en la presa sube a 104.7 m con la crecida de 20 años, 105.9 con la de 100 años y 108.7 con la de 1,000 (Tabla 2). Por lo tanto, aguas arriba el nivel será necesariamente mayor que éstos. Aguas arriba de la confluencia con el Cubivora, los niveles en crecida son iguales para la situación actual y con la presa, y son siempre superiores a la cota 103 msnm. No hay aumento del riesgo de inundación en este tramo por la construcción de la presa. La afectación comienza aguas abajo de la confluencia con el Cubivora, donde el agua alcanzaría los 105.8 m para la crecida de 20 años, 0.50 m por encima de la situación actual, 107.0 m para la de 100 años, 0.90 m por encima, y alcanza los 32
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108.7 para la de 1,000 años, con un incremento de 1.50 m. Todos estos niveles están varios metros por encima de la cota 103 del embalse normal, pero la afectación de la presa sería de sólo 0.5 a 1.5 m según la crecida considerada. o
En términos de afectación a las Comunidades los resultados indican que: A la altura de la Comunidad de Nuevo Palomar, el nivel estará entre 105.0 y 105.8 m para la crecida de 20 años, entre 106.3 y 107.0 m para la de 100 y entre 108.0 y 108.7 m para la de 1,000 años. A la altura de Kiad, a 104.7 m para la de 20 años, a 106.0 m para la de 100 y a 107.7 m para la de 1,000 años. A la altura de Quebrada Caña, a 104.6 m para la de 20 años, a 105.9 m para la de 100 y a 107.7 m para la de 1,000 años.
o
Por lo tanto, el área afectada por el embalse no puede definirse en base a la cota 103 msnm de embalse normal, sino con la estimada en cada zona para una crecida que considerada por la Mesa como límite del riesgo asumible.
o
En cualquier caso, la afectación del embalse debe medirse comparando los niveles en crecida sin y con la presa. Tomando como referencia la crecida de 100 años, la zona inundada llegaría hasta la cota 106 a 107 m en Nuevo Palomar, más de 3 m por encima de la de embalse normal. Sin embargo, en el caso de esta Comunidad, que está en la cola del embalse, el nivel de agua en situación actual para esa crecida estaría ya entre las cotas 103.3 y 106.1 m, por encima de la 103. Por lo tanto, la sobreelevación producida por la presa sería de entre 1.0 y 1.6 m, y llegando a más de 2 m sólo en el extremo de aguas abajo de la Comunidad. A su vez, el nivel de agua con la crecida de 100 años y con la presa alcanzaría la cota 106 m en Kiad y la 105.9 m en Quebrada Caña, 3 m por encima de la 103 en ambas Comunidades. En estos casos, el nivel estaría actualmente a menos de 99 m, por lo que la afectación de la presa es de unos 3 m para la crecida de 100 años. Para esta crecida, la zona inundable aumentaría en 7 a 9 m en horizontal respecto a la 103 en las tres Comunidades.
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EMBALSE NORMAL 103 msnm
Fuente: elaboración propia, agosto 2013
Figura 14.- Perfil longitudinal del tramo estudiado: niveles calculados para las crecidas de 20 a 10,000 años de periodo de retorno, sin y con presa 34
Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
Q. CAÑA
KIAD
N. PALOMAR
EMBALSE NORMAL 103 msnm
Fuente: elaboración propia, agosto 2013
Figura 15.- Perfil longitudinal de detalle de la zona de las Comunidades: niveles calculados para las crecidas de 20 a 10,000 años de periodo de retorno, sin y con presa
35
Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
103 msnm
103 msnm
103 msnm 103 msnm
Fuente: elaboración propia, agosto 2013
Figura 16.- Perfiles transversales seleccionados: confluencia Cubivora (arriba, izquierda), centro de Nuevo Palomar (arriba, derecha), centro de Kiad (abajo, izquierda, centro de Quebrada Caña (abajo, derecha) 36
Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
Estas son las conclusiones generales del estudio. Además, se debe profundizar en la afectación concreta a las Comunidades ribereñas de Nuevo Palomar, Kiad y Quebrada Caña. Para ello se cuenta con una información muy interesante producida en el trabajo de Tecarsa de julio de 2012 para la Misión de Verificación, que es la situación de las 32 casas potencialmente afectadas, definida por sus coordenadas X, Y y Z. Con ellas se han podido identificar los perfiles de cálculo entre los que se encuentra cada casa, interpolar el nivel correspondiente a cada crecida entre el de los perfiles adyacentes y comparar el resultado con la cota de la casa, deduciendo así la posible afectación. Los gráficos de la Figura 17 a la Figura 19 representan todos los valores de interés para cada una de las casas en las seis crecidas analizadas: cota del fondo del río, cota de la casa (centro del símbolo), nivel de agua sin y con presa y, como referencia, la cota 103 de inundación con embalse normal. La línea azul marino por encima del símbolo de una casa indica que ésta se inundará si el embalse está lleno y se presenta la crecida correspondiente al gráfico. Igualmente, si está bajo la línea azul celeste de puntos se inundará con embalse normal y si está bajo la línea azul lo haría en situación actual sin presa si se presentara dicha crecida. La observación de las figuras citadas permite una valoración de la inundación en términos cuantitativos. La Tabla 3 y la Figura 20 facilitan la extracción de conclusiones mediante una valoración cualitativa de tipo lógico: se inunda SI/NO.
37
Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
INUNDABILIDAD DE LAS COMUNIDADES AFECTADAS PARA LA CRECIDA DE 2 años 130
CASAS DE NUEVO PALOMAR
CASAS DE Q. CAÑA(sobre 130 msm)
CASAS DE KIAD
125 120
Cota (msnm)
115 110 105
COTA 103
100 95 90 85
Cota de la casa
Nivel crecida 2 años, con presa
Nivel crecida 2 años, sin presa
CASA 30 CASA 31 CASA 32
CASA 15 CASA 16 CASA 17 CASA 18 CASA 19 CASA 20 CASA 21 CASA 22 CASA 23 CASA 24 CASA 25 CASA 26 CASA 27 CASA 28 CASA 29
CASA 1 CASA 2 CASA 3 CASA 4 CASA 5 CASA 6 CASA 7 CASA 8 CASA 9 CASA 10 CASA 11 CASA 12 CASA 13 CASA 14
80
Fondo del río
INUNDABILIDAD DE LAS COMUNIDADES AFECTADAS PARA LA CRECIDA DE 20 años 130
CASAS DE NUEVO PALOMAR
CASAS DE Q. CAÑA(sobre 130 msm)
CASAS DE KIAD
125 120
Cota (msnm)
115 110 105
COTA 103
100 95 90 85
Cota de la casa
Nivel crecida 20 años, con presa
Nivel crecida 20 años, sin presa
CASA 30 CASA 31 CASA 32
CASA 15 CASA 16 CASA 17 CASA 18 CASA 19 CASA 20 CASA 21 CASA 22 CASA 23 CASA 24 CASA 25 CASA 26 CASA 27 CASA 28 CASA 29
CASA 1 CASA 2 CASA 3 CASA 4 CASA 5 CASA 6 CASA 7 CASA 8 CASA 9 CASA 10 CASA 11 CASA 12 CASA 13 CASA 14
80
Fondo del río
Fuente: elaboración propia, agosto 2013
Figura 17.- Afectación a las casas de las Comunidades: crecidas de 2 y 20 años de periodo de retorno 38
Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
INUNDABILIDAD DE LAS COMUNIDADES AFECTADAS PARA LA CRECIDA DE 50 años 130
CASAS DE NUEVO PALOMAR
CASAS DE Q. CAÑA(sobre 130 msm)
CASAS DE KIAD
125 120
Cota (msnm)
115 110 105
COTA 103
100 95 90 85
Cota de la casa
Nivel crecida 50 años, con presa
Nivel crecida 50 años, sin presa
CASA 30 CASA 31 CASA 32
CASA 15 CASA 16 CASA 17 CASA 18 CASA 19 CASA 20 CASA 21 CASA 22 CASA 23 CASA 24 CASA 25 CASA 26 CASA 27 CASA 28 CASA 29
CASA 1 CASA 2 CASA 3 CASA 4 CASA 5 CASA 6 CASA 7 CASA 8 CASA 9 CASA 10 CASA 11 CASA 12 CASA 13 CASA 14
80
Fondo del río
INUNDABILIDAD DE LAS COMUNIDADES AFECTADAS PARA LA CRECIDA DE 100 años 130
CASAS DE NUEVO PALOMAR
CASAS DE Q. CAÑA(sobre 130 msm)
CASAS DE KIAD
125 120
Cota (msnm)
115 110 105
COTA 103
100 95 90 85
Cota de la casa
Nivel crecida 100 años, con presa
Nivel crecida 100 años, sin presa
CASA 30 CASA 31 CASA 32
CASA 15 CASA 16 CASA 17 CASA 18 CASA 19 CASA 20 CASA 21 CASA 22 CASA 23 CASA 24 CASA 25 CASA 26 CASA 27 CASA 28 CASA 29
CASA 1 CASA 2 CASA 3 CASA 4 CASA 5 CASA 6 CASA 7 CASA 8 CASA 9 CASA 10 CASA 11 CASA 12 CASA 13 CASA 14
80
Fondo del río
Fuente: elaboración propia, agosto 2013
Figura 18.- Afectación a las casas de las Comunidades: crecidas de 50 y 100 años de periodo de retorno
39
Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
INUNDABILIDAD DE LAS COMUNIDADES AFECTADAS PARA LA CRECIDA DE 1000 años 130
CASAS DE NUEVO PALOMAR
CASAS DE Q. CAÑA(sobre 130 msm)
CASAS DE KIAD
125 120
Cota (msnm)
115 110 105
COTA 103
100 95 90 85
Cota de la casa
Nivel crecida 1000 años, con presa
Nivel crecida 1000 años, sin presa
CASA 30 CASA 31 CASA 32
CASA 15 CASA 16 CASA 17 CASA 18 CASA 19 CASA 20 CASA 21 CASA 22 CASA 23 CASA 24 CASA 25 CASA 26 CASA 27 CASA 28 CASA 29
CASA 1 CASA 2 CASA 3 CASA 4 CASA 5 CASA 6 CASA 7 CASA 8 CASA 9 CASA 10 CASA 11 CASA 12 CASA 13 CASA 14
80
Fondo del río
INUNDABILIDAD DE LAS COMUNIDADES AFECTADAS PARA LA CRECIDA DE 10000 años 130
CASAS DE NUEVO PALOMAR
CASAS DE Q. CAÑA(sobre 130 msm)
CASAS DE KIAD
125 120
Cota (msnm)
115 110 105
COTA 103
100 95 90 85
Cota de la casa
Nivel crecida 10000 años, con presa
Nivel crecida 10000 años, sin presa
CASA 30 CASA 31 CASA 32
CASA 15 CASA 16 CASA 17 CASA 18 CASA 19 CASA 20 CASA 21 CASA 22 CASA 23 CASA 24 CASA 25 CASA 26 CASA 27 CASA 28 CASA 29
CASA 1 CASA 2 CASA 3 CASA 4 CASA 5 CASA 6 CASA 7 CASA 8 CASA 9 CASA 10 CASA 11 CASA 12 CASA 13 CASA 14
80
Fondo del río
Fuente: elaboración propia, agosto 2013
Figura 19.- Afectación a las casas de las Comunidades: crecidas de 1,000 y 10,000 años de periodo de retorno 40
Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
Tabla 3.- Afectación a las casas de las Comunidades inventariadas en la Misión de Verificación: resumen
Comunidad Nuevo Palomar Nuevo Palomar Nuevo Palomar Nuevo Palomar Nuevo Palomar Nuevo Palomar Nuevo Palomar Nuevo Palomar Nuevo Palomar Nuevo Palomar Nuevo Palomar Nuevo Palomar Nuevo Palomar Nuevo Palomar Kiad Kiad Kiad Kiad Kiad Kiad Kiad Kiad Kiad Kiad Kiad Kiad Kiad Kiad Kiad Quebrada Caña Quebrada Caña Quebrada Caña
Casa CASA 1 CASA 2 CASA 3 CASA 4 CASA 5 CASA 6 CASA 7 CASA 8 CASA 9 CASA 10 CASA 11 CASA 12 CASA 13 CASA 14 CASA 15 CASA 16 CASA 17 CASA 18 CASA 19 CASA 20 CASA 21 CASA 22 CASA 23 CASA 24 CASA 25 CASA 26 CASA 27 CASA 28 CASA 29 CASA 30 CASA 31 CASA 32
2A 20A 50A 100A 1000A 10000A Embalse lleno sin crecida Sin presa Con presa Sin presa Con presa Sin presa Con presa Sin presa Con presa Sin presa Con presa Sin presa Con presa (cota 103) NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO SI NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO SI NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO SI NO SI NO NO NO NO NO NO NO NO SI NO SI SI SI NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO SI NO NO NO NO NO NO NO NO SI NO SI NO SI NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO SI NO SI NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO SI NO SI NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO SI NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO SI NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO SI NO SI NO SI NO SI NO SI NO SI NO SI SI NO SI NO SI NO SI NO SI NO SI NO SI SI NO SI NO SI NO SI NO SI NO SI NO SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI NO SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO
Fuente: Elaboración propia con datos de Tecarsa, agosto 2013
41
Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
CASAS AFECTADAS POR LAS CRECIDAS 50
SIN PRESA
CON PRESA
CASAS DE NUEVO PALOMAR
CASAS DE Q. CAÑA
CASAS DE KIAD
INUNDADAS
INUNDADAS
Bajo Cota 103
2A Sin presa
20A Sin presa
50A Sin presa
100A Sin presa
1000A Sin presa
2A Con presa
20A Con presa
50A Con presa
100A Con presa
1000A Con presa
10000A Con presa
CASA 30 CASA 31 CASA 32
CASA 15 CASA 16 CASA 17 CASA 18 CASA 19 CASA 20 CASA 21 CASA 22 CASA 23 CASA 24 CASA 25 CASA 26 CASA 27 CASA 28 CASA 29
CASA 1 CASA 2 CASA 3 CASA 4 CASA 5 CASA 6 CASA 7 CASA 8 CASA 9 CASA 10 CASA 11 CASA 12 CASA 13 CASA 14
0
10000A Sin presa
Fuente: Elaboración propia con datos de Tecarsa, agosto 2013
Figura 20.- Afectación a las casas de las Comunidades inventariadas en la Misión de Verificación: resumen 42
Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
Analizando numéricamente las figuras anteriores se pueden extraer conclusiones aparentemente muy precisas. Sin embargo, hay que matizarlas en términos realistas. Por ejemplo –sin entrar en el debate sobre la precisión numérica de los resultados que podría ser de 20 a 30 cm−, si el nivel de inundación llega a 5 cm de una casa, numéricamente no se inunda pero en la práctica estaría muy afectada, puesto que sus habitantes no podrían acceder a ella. En términos estrictos, las conclusiones alcanzadas son (ver Figura 21 como referencia de situación de las casas): Comunidad de Nuevo Palomar o
Ninguna de sus 14 casas quedaría inundada por el embalse lleno a su nivel normal de 103 msnm. La casa 14 registra la cota mínima de esta Comunidad en 106.24 m, según datos de Tecarsa.
o
En situación actual sin presa sólo se inundaría la casa 12 con la crecida extraordinaria de 10,000 años.
o
Si se construyera la presa, la Comunidad comenzaría a ser afectada con la crecida de 100 años, anegándose las casas 12 y 14. Con la de 1,000 años se anegaría también la 11 y con la de 10,000 las 9 y 10.
o
Por lo tanto, las casas de la Comunidad de Nuevo Palomar no serían afectadas por el llenado del embalse a su nivel normal pero sí por las crecidas de 100 años de periodo de retorno y superiores.
o
Hay que recordar que en este análisis sólo se evalúa la inundación de las casas pero no la de los terrenos adyacentes usados por la Comunidad.
Comunidad de Kiad o
Según el plano Demostrativo de Área Afectada por cota 103 de Tecarsa, las casas 24 a 29 de esta Comunidad se encuentran bajo la cota 103 y serían inundadas por el embalse lleno hasta su nivel normal. La cota mínima es de 93.49 msnm en la casa 27, valor extremadamente bajo. Las 28 y 29 rondan también los 96 msnm, valor igualmente bajo. Si estos datos son correctos como parece, sorprende que las casas se construyeran tan cerca de un río como el Tabasará, que registra frecuentes crecidas.
o
En situación actual sin presa las casas 27 y 28, a cota muy baja, se inundan con la crecida de 2 años de periodo de retorno y la 29 está muy cerca. De nuevo sor43
Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
prende que se hayan construido unas casas en el propio cauce del río. En efecto, el cauce público –donde por norma no se puede construir− suele delimitarse según la zona inundada por la crecida anual (estadísticamente la de 2.33 años de periodo de retorno). Las restantes casas, situadas por encima de la cota 102 msnm no deben ser afectadas por las crecidas en la situación sin presa, puesto que en la peor crecida analizada, la de 10,000 años, no llegaría a la cota 101 en esta zona. o
Si se construyera la presa, las casas 24 a 29, que están por debajo de la cota 103, evidentemente se inundarían con cualquier crecida. Las restantes no se verían afectadas, con excepción de las 15 y 16, que quedarían a unos 50 cm del agua con la de 100 años aunque se anegarían para la crecida de 1,000 años de periodo de retorno, y las 17 y 19 que quedarían a 40 y 70 cm del agua.
o
Como consecuencia, la presa de Barro Blanco afectaría a todas las casas de la Comunidad situadas bajo la cota 103, concretamente a las 24 a 29. Sólo con crecidas infrecuentes como la de 1,000 años se afectaría s cuatro casas más de las 12 restantes. Hay que insistir en que tres de aquéllas están construidas demasiado cerca del río.
Comunidad de Quebrada Caña o
Según el plano Demostrativo de Área Afectada citado, ninguna de las tres casas identificadas en Quebrada Caña9 serían afectadas por el embalse lleno, ya que se encuentran a cotas mayores de 130 msnm
o
Ninguna de las crecidas estudiadas alcanza los 130 m, ni con la presa en operación. La cota más alta alcanzada es del orden de 108 m para la crecida de 10,000 años.
9
La casa 30 se ha asignado a Quebrada Caña, pero podría pertenecer a Kiad 44
Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
QUEBRADA CAÑA
NUEVO PALOMAR
KIAD
Fuente: Tecarsa, julio 2012
Figura 21.- Detalle de las casas identificadas en el plano de área afectada de Tecarsa (en rojo, casas inundadas por el embalse a cota 103)
Para concluir el análisis de resultados, la Figura 22 presenta la zona inundada para la crecida de 100 años de periodo de retorno ─dibujada con los resultados del modelo bidimensional (apartado 5.4)─, en situación actual y con presa, superpuesta a la ortofoto de Google Earth
TM
. En ambas imágenes se ha usado el mismo código de color para la
profundidad de agua. De esta forma se aprecia que aguas abajo de la presa se obtienen los mismos niveles y, sin embargo, aguas arriba dominan los tonos azul oscuro de profundidades mayores de 8 m. Además, aunque no es fácil de apreciar a una escala tan reducida, aguas arriba de la presa los colores, es decir las profundidades, sólo se igualan a los de la situación sin presa hasta la confluencia con el Cubivora. No se presenta la zona inundada por la cota 103 que a la escala de las figuras mostradas no se distingue visualmente de la de la ofrecida de 100 años, debido a la estrechez del vaso del embalse.
45
Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
Fuente: Elaboración propia y ortofoto de Google EarthTM, agosto de 2013
Figura 22.- Zona inundada por la crecida de 100 años sin y con presa (entorno de las casas de las Comunidades resaltadas en rojo) 46
Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
5.3.4 Análisis de sensibilidad Tiene por objeto estudiar las variaciones de nivel que producirían si se utilizaran distintos valores de las variables medidas o supuestas que, como en cualquier análisis técnico, están sujetas a errores de estimación. En este caso, se han analizado las siguientes modificaciones: o
Corrección de las secciones donde se aprecian irregularidades en la variación del fondo (ver apartado 5.2.2).
o
Influencia del aumento del número de perfiles transversales mediante interpolación.
o
Variación de los coeficientes de rugosidad supuestos. Este es el análisis más frecuente en los estudios hidráulicos por tratarse de un parámetro que no es medible –sólo se puede estimar con cierta precisión si se dispone de datos de caudal y niveles durante una crecida, que no es el caso del Tabasará− pero que tiene gran incidencia sobre los niveles calculados. Se han analizado dos casos extremos, aumento y disminución de un 30% de los valores supuestos, de 0.036 en el cauce y 0.050 en las márgenes que, en principio, deben ser correctos de acuerdo con el tipo de río y vegetación del Tabasará. La comparación de niveles para valorar su incidencia sobre los resultados del peri-
taje se ha hecho principalmente en las zonas de las comunidades afectadas y en la opción con presa, aunque también se han comprobado otras zonas e hipótesis, sobre todo si se observó alguna anomalía. La Tabla 4 y los gráficos de la Figura 23 –en la que se representa la crecida de 1,000 años para que se aprecien mejor las diferencias− presentan un resumen de resultados. Las conclusiones que se deducen son: o
Las mayores diferencias sistemáticas se registran, como era de esperar, en las hipótesis de modificación al alza o a la baja de la rugosidad.
o
En Nuevo Palomar: En la hipótesis con presa, si la rugosidad fuera un 30% mayor de la supuesta, los niveles en este tramo podrían subir una media de 0.46 m, con un máximo de 0.52 m en cualquiera de las crecidas, porque el efecto del embalse diluye la influencia del caudal. Si la rugosidad fuera un 30% menor los niveles bajarían una media de 0.35 a 0.40 m. 47
Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
Sin embargo, en la situación actual sin presa, la variación de la rugosidad aumenta notablemente, con una media de subida de 0.45, 0.58 y 0.70 para las crecidas de 20, 100 y 1000 años con incremento de la rugosidad y bajada de 0.40, 0.42 y 0.52 con menor rugosidad. La corrección de las aparentes irregularidades del fondo produce efectos poco significativos, tanto con presa como sin ella, con variaciones medias inferiores a 0.05 m o
Igual ocurre con la interpolación de perfiles para que se encuentren a una distancia máxima de 50 m. Las variaciones medias no superan los 0.07 m. en ninguno de los casos analizados.
o
En Kiad: En términos cualitativos, los resultados son similares a los de Nuevo Palomar, con la diferencia de que en las situaciones con presa la variación de nivel es algo menor porque esta Comunidad está más centrada en el embalse que Nuevo Palomar, que se encuentra en la cola. Las variaciones medias por modificación de la rugosidad apenas superan los 0.50 m. Las otras hipótesis de corrección de irregularidades del fondo e interpolación de secciones ofrecen variaciones tan insignificantes como en Nuevo Palomar.
o
En Quebrada Caña: los resultados son parecidos a los de Kiad. Como conclusión general, el único factor que afecta significativamente a los niveles
calculados es la variación en ±30% la rugosidad de Manning, en particular en los casos sin presa. Sin embargo, la afectación se puede calificar de moderada, siempre inferior a un metro, a pesar de que los valores supuestos son poco realistas. Sobre la base de 0.036 en el cauce y 0.050 en las márgenes, los de 0.045 y 0.065 del incremento del 30% son exagerados, y lo mismo se puede decir de los reducidos a 0.025 y 0,035. En cualquier caso, la importancia del análisis de sensibilidad en el caso de Barro Blanco estriba en comprobar si las conclusiones expresadas en el apartado 5.3.3 podían variar. Se ha comprobado que no es así, como puede observarse en los gráficos de la Figura 17 a la Figura 19 de dicho apartado. Una subida de varios centímetros en el nivel con presa no llegaría a afectar a ninguna casa, ya que las dos más cercanas al embalse con la crecida de 100 años son la 11 de Nuevo Palomar y las 15 y 16 de Kiad.
48
Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
Tabla 4.- Análisis de sensibilidad: diferencias máximas y medias de nivel con las hipótesis base sin y con presa en los tramos de las Comunidades afectadas
Sin presa
Con presa
Sin presa
Con presa
Sin presa
Con presa
Mayor rugosidad Menor rugosidad Corrección del fondo Interpolación perfiles Mayor rugosidad Menor rugosidad Corrección del fondo Interpolación perfiles Mayor rugosidad Menor rugosidad Corrección del fondo Interpolación perfiles Mayor rugosidad Menor rugosidad Corrección del fondo Interpolación perfiles Mayor rugosidad Menor rugosidad Corrección del fondo Interpolación perfiles Mayor rugosidad Menor rugosidad Corrección del fondo Interpolación perfiles
20 años 100 años 1000 años Max. (ab- Media Max. (ab- Media Max. (ab- Media soluto) soluto) soluto) Nuevo Palomar 0.77 0.45 1.02 0.58 0.96 0.70 0.00 -0.40 0.13 -0.42 0.42 -0.52 0.00 0.00 0.11 0.01 0.07 0.01 0.07 -0.02 0.22 0.02 0.10 0.04 0.52 0.46 0.53 0.46 0.52 0.45 0.25 -0.39 0.26 -0.37 0.25 -0.35 0.05 0.03 0.04 0.03 0.03 0.03 0.07 0.05 0.06 0.06 0.08 0.07 Kiad 0.47 0.43 0.53 0.49 0.57 0.52 0.38 -0.42 0.42 -0.47 0.48 -0.54 0.27 -0.02 0.23 -0.04 0.19 -0.06 0.04 0.03 0.05 0.04 0.08 0.07 0.04 0.02 0.04 0.03 0.04 0.03 0.01 -0.02 0.01 -0.02 0.01 -0.03 0.00 -0.01 0.00 -0.01 0.00 -0.01 0.02 0.01 0.03 0.02 0.03 0.02 Quebrada Caña 1.81 0.66 1.26 0.47 1.56 0.55 0.00 -0.44 0.00 -0.49 0.00 -0.57 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.42 0.10 0.47 0.11 0.49 0.12 0.02 0.01 0.03 0.01 0.03 0.01 0.00 -0.01 0.00 -0.01 0.00 -0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.00 0.02 0.00 0.01 0.00
Fuente: Elaboración propia, agosto de 2013
49
Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
Q. CAÑA
N. PALOMAR
KIAD
EMBALSE NORMAL 103 msnm
Q. CAÑA
N. PALOMAR
KIAD
EMBALSE NORMAL 103 msnm
Fuente: Elaboración propia, agosto de 2013
Figura 23.- Análisis de sensibilidad: niveles sin y con presa en todas las hipótesis 50
Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
5.4 Estudio hidráulico: hipótesis bidimensional 5.4.1 Planteamiento general En el apartado 5.2.2, donde se describen los datos geométricos disponibles para el estudio hidráulico, se detallaron los problemas encontrados para construir un DTM mixto obtenido por combinación del general del país entregado por FAO Panamá de 30 m de pixel con uno específico del cauce obtenido por interpolación de los puntos coordenados de los perfiles topográficos. Dichos problemas llevaron a modificar el planteamiento de cálculo original por considerar que el DTM mixto citado no tenía precisión suficiente para el estudio previsto, por lo que se decidió trabajar en hipótesis unidimensional con las secciones transversales topográficas y usando el programa estándar HEC-RAS. Tras esta decisión, el estudio bidimensional pasó a tener un objetivo secundario en lo que se refiere a las conclusiones técnicas del estudio –por apoyarse en un DTM sin precisión suficiente− pero manteniendo su objetivo primario para la presentación de los resultados, creando representaciones gráficas animadas comprensibles por personas sin formación técnica hidráulica. El programa utilizado es el Guad2D, desarrollado por INCLAM S.A. y la Universidad de Zaragoza (España) en el año 2004. Nació como respuesta directa a los problemas de convergencia detectados en otras herramientas similares para su aplicación en muchas de las cuencas hidráulicas españolas. A partir de esa fecha el Guad2D, en continuo desarrollo, se ha ido actualizando con mejoras en los tiempos de cálculo (paralelización de procesadores) y se han ido añadiendo nuevas funcionalidades tales como el cálculo con red triangular, cálculo de puentes y tramos cubiertos, cálculo de soluto, incorporación de lluvia, etc. Ha sido testado con simulaciones de eventos reales y con ejemplos monitorizados en laboratorios de mecánica de fluidos, el Guad2D ofrece una interfaz amigable e intuitiva que permite realizar con facilidad simulaciones hidráulicas bidimensionales (http://www.inclam.com/es/tic/software-comercial/guad-2d). Se organiza en 3 módulos: o
GuadCreator es el paso previo al Guad2D, mediante el que el usuario puede preparar los datos de la simulación para su posterior cálculo numérico. GuadCreator es un módulo de creación de simulaciones (simultáneas si se desea) a partir de grids de terreno de formato estándar para GIS.
o
Guad|2D, es el módulo matemático que simula el flujo hidráulico transitorio bidimensional mediante algoritmos numéricos de volúmenes finitos, permitiendo así
51
Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
obtener resultados reales tanto en regímenes estacionarios supercríticos, subcríticos o mixtos. o
GuadView, con capacidades GIS permite el análisis de los resultados del cálculo. Posibilita visualización de capas ráster, vectoriales y ortofotos junto con los resultados de la simulación para la identificación de zonas inundables. A partir de la simulación obtenida con el Guad2D, se usa una interfaz capaz de re-
presentar láminas de nivel, calado y velocidad para ser visualizado y analizar así, los datos de cada una de las celdas de la simulación. Asimismo permite la obtención de sondas de nivel, secciones o hidrogramas en cualquier punto o sección de la zona inundable. Los resultados anteriores pueden ser exportados a formato ASCII compatibles con cualquier software GIS de uso habitual en la ingeniería (ArcGis, MapInfo, Miramon, MapWinGis) Esta herramienta ha sido aplicada para la resolución de numerosos problemas de inundación en diversos países. 5.4.2 Datos para el modelo bidimensional Los datos necesarios son los mismos que requiere el modelo unidimensional descritos en el capítulo 5.2, Datos utilizados en el estudio hidráulico, con excepción de los geométricos, para los que es preciso contar con un modelo digital del terreno que defina la cota de cada celda de 1 a 5 m de ancho como máximo en una malla que cubra todo el tramo de río simulado. En el apartado 5.2.2 se comentó que no fue posible generar un DTM mixto suficientemente preciso por combinación del entregado por FAO Panamá de 30 m de pixel con uno más detallado definido por interpolación entre los puntos levantados por los topógrafos (Figura 13). De hecho, tras numerosos tanteos en los que se modificaba el procedimiento de interpolación y/o la cota del DTM de FAO, los resultados de la simulación hidráulica bidimensional estaban como mínimo 2 m por encima de los de la unidimensional, error inadmisible para un estudio hidráulico. Sin embargo, como seguía existiendo la necesidad de presentar los resultados en forma comprensible se construyó otro DTM mixto aproximado, a través de diversos tanteos, con el criterio de que los resultados del modelo bidimensional tuvieran un error menor de un metro respecto a los del unidimensional, para que la representación de la lámina de agua sobre la ortofoto fuera realista. La solución final –poco científica pero que cumple las condiciones deseadas− se obtuvo mediante la introducción de un cauce virtual de unos 30 m de ancho basado en 52
Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
los perfiles topográficos pero elevados 13.4 m, para evitar el fondo plano que ofrecía el DTM original. La Figura 24 compara los perfiles del DTM original y el usado en el modelo tras redimensionar las celdas a 10 m e insertar el cauce. Esta cifra es la media de la diferencia entre el fondo del cauce según el DTM de FAO y los perfiles topográficos a lo largo del tramo estudiado, Los resultados del modelo bidimensional, compatibles con el DTM de FAO deben bajarse los citados 13.4 m para poder compararlos con los del unidimensional. Por otra parte, la simulación bidimensional se hace en régimen transitorio, reproduciendo el paso de los hidrogramas de crecida completos, de 45 horas de duración, por todo el tramo de río representado en el modelo, desde unos 1,100 m aguas arriba de la confluencia con el Cubivora hasta 4,200 m aguas abajo de la presa. Por lo tanto, las condiciones de contorno se tienen que establecer para esas 45 horas de simulación. En la cabecera del modelo –en el Tabasará y el Cubivora− se aplica la condición de caudal impuesto a lo largo del tiempo, igual al de los hidrogramas estimados en el estudio hidrológico (Tabla 1, apartado 5.2.3 Datos hidrológicos)10. La presa se simula como una condición de contorno interna donde se impone una barrera impermeable. En las celdas de aguas arriba de la barrera se aplica el nivel calculado en la laminación de avenidas para el diseño del vertedero y en las de aguas abajo el caudal correspondiente, con lo cual se reproduce con precisión la maniobra de compuertas prevista. Debe tenerse en cuenta que cuando el embalse está lleno y comienza a entrar una avenida, las compuertas se abren sólo lo necesario para mantener el nivel normal de 103 msnm y sólo cuando los caudales son muy altos se abren por completo, momento en que el nivel del embalse aumenta porque el vertedero no tiene capacidad suficiente al nivel normal para evacuar los caudales entrantes. Con la condición de contorno usada se respeta el procedimiento de gestión de compuertas previsto en el diseño de la presa.
10
El análisis unidimensional se hacía aplicando sólo el caudal punta, ya que suponía régimen perma-
nente 53
Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
Perfiles de los DTM en Kiad 210
190
190
170
170
150
150
Cota (msnm)
Cota (msnm)
Perfiles de los DTM en Nuevo Palomar 210
130
130
110
110
90
90
70
70
50
50 0
200
400
600 Distancia al origen (m)
DTM Original
800
1000
1200
0
100
200
DTM mixto para modelo 2D
DTM Original
Perfiles de los DTM en Quebrada Caña
400 500 Distancia al origen (m)
600
700
800
DTM mixto para modelo 2D
Perfiles de los DTM en el sitio de presa
210
210
190
190
170
170
150
150
Cota (msnm)
Cota (msnm)
300
130
130
110
110
90
90
70
70
50
50 0
100
200
300 DTM Original
400 500 Distancia al origen (m)
600
700
800
0
DTM mixto para modelo 2D
500
1000 1500 Distancia al origen (m) DTM Original
DTM mixto para modelo 2D
Fuente: Elaboración propia con datos del DTM de FAO y perfiles topográficos, agosto de 2013
Figura 24.- Comparación de perfiles trazados en el DTM original y el mixto usado en el modelo bidimensional 54
2000
2500
Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: informe final de la componente de ingeniería hidráulica
5.4.3 Resultados Las simulaciones realizadas han sido las siguientes: o
Caudales normales de operación de la presa: se simula una alternancia de periodos con turbinación de 75 m3/s y de vertido de caudal ecológico de 4.96 m3/s. Este caso se simula sólo con presa porque no tiene sentido simularlo sin ella.
o
Crecidas de 2, 20, 100 y 1,000 años de periodo de retorno (realizadas para las hipótesis de sin presa y con ella). Los resultados del modelo bidimensional no se pueden presentar en un informe tan
fácilmente como los del unidimensional. Su análisis se ha realizado mediante diversos instrumentos que han permitido tener una idea clara, numérica y gráfica de la afectación de la presa. La Figura 25 presenta la malla completa del modelo bidimensional, en la que se puede analizar cualquier detalle de nivel, velocidad o profundidad de agua en cualquier momento de la simulación mediante las opciones proporcionadas por el módulo GuadView. No es fácil apreciar la diferencia de colores que denota distintas profundidades, pero la Figura 26 permite distinguir la situación entre el momento inicial de la crecida de 100 años y el instante de máxima profundidad en la zona. La Figura 27 muestra ejemplos de los distintos instrumentos utilizados para evaluar los resultados. En este caso, el análisis de zonas inundables se ha hecho mediante la exportación a un GIS del área inundada en distintos momentos, superponiéndolas a la ortofoto, calculando diferencias entre ellas etc. Los resultados del modelo bidimensional se han utilizado para producir unos vídeos del tránsito de la crecida por el río y de la simulación de un vuelo sobre el río en el momento en que la lámina de agua se encuentra al máximo nivel. Por lo tanto, no se pueden incluir en este informe. La Figura 28 presenta un ejemplo del vídeo realizado con los resultados del modelo bidimensional para simular un vuelo sobre la zona inundada.
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Fuente: Elaboración propia con datos del DTM de FAO y perfiles topográficos. Cálculos con Guad2D, agosto de 2013
Figura 25.- Modelo bidimensional completo: nivel inicial de agua para la avenida de 100 años
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Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
Fuente: Elaboración propia con datos del DTM de FAO y perfiles topográficos. Cálculos con Guad2D, agosto de 2013
Figura 26.- Modelo bidimensional en la zona de las Comunidades: profundidad inicial de agua (izquierda) y máxima (derecha) para la avenida de 100 años
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Fuente: Elaboración propia. Cálculos con Guad2D, agosto de 2013
Figura 27.- Análisis de resultados del modelo bidimensional: sonda de nivel (arriba izquierda), niveles (arriba derecha), profundidades (abajo izquierda) y velocidades (abajo derecha) en una sección en Nuevo Palomar
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Fuente: Elaboración propia y ortofoto de Google EarthTM, agosto de 2013
Figura 28.- Simulación del vuelo sobre la zona inundada con la crecida de 100 años: captura de pantalla del vídeo sin presa y con presa (casas de las comunidades afectadas en rojo)
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Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
6
AFECCIONES DE LA PRESA A LOS RECURSOS HÍDRICOS DE LA ZONA
6.1 Planteamiento Aunque el objetivo del peritaje de la componente hidráulica era delimitar la zona inundable en crecidas, se decidió abordar también algunos aspectos de la gestión de la presa en situación ordinaria para establecer las eventuales afecciones a la disponibilidad o calidad de los recursos hídricos disponibles y responder a las inquietudes de la población afectada que se queja de la falta de información sobre el proyecto y sus afecciones al territorio. La redacción de este capítulo no ha requerido recopilación de datos ni estudios específicos. Las cuestiones planteadas se contestan describiendo el funcionamiento de cualquier proyecto exclusivamente hidroeléctrico como el de Barro Blanco. 6.2 Afectación a los recursos hídricos disponibles aguas arriba de la presa Los recursos hídricos disponibles aguas arriba no serán afectados por la presa en volumen, ya que al tratarse de un embalse para uso exclusivamente hidroeléctrico, no se realizan captaciones ni derivaciones de agua. Sólo se desagua a través de las turbinas, para producción hidroeléctrica, para mantener el caudal ecológico de 4.96 m 3/s impuesto por la ANAM o por el vertedero para evacuar las crecidas. Todo el volumen de agua que entra al embalse y llega a la presa acaba saliendo hacia aguas abajo. Por lo tanto, no hay disminución de los recursos hídricos disponibles para la población ribereña. Sin embargo, aunque la presa no afecta al volumen de recursos, sí lo hace a su accesibilidad para la población. No se han detectado estructuras permanentes de captación o derivación de agua del río11, por lo que la afectación será la debida a la transformación del río en un lago a cota prácticamente constante de 103 msnm lo cual podría mejorar el acceso en algunos casos y dificultarlo en otros. Además, hay que resaltar que el cruce del río embalsado −que no es un problema de recursos−, no podrá hacerse a pie o a nado sino que requerirá algún tipo de embarcación, pero será menos peligroso en la época lluviosa.
11
Las comunidades Ngäbe Buglé se abastecen para usos domésticos con unos acueductos que son
tuberías de PVC que captan agua en tramos altos de las quebradas adyacentes, que no serán afecoadas por el embalse
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Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
6.3 Afectación a los recursos hídricos disponibles aguas abajo de la presa Como se ha comentado ya en el apartado anterior, dado que la presa es de uso exclusivamente hidroeléctrico tampoco afectará al volumen de recursos disponible aguas abajo. En efecto, se trata de un uso no consuntivo del agua: el caudal turbinado retorna inmediatamente al río, como corresponde a una central de pie de presa. Por lo tanto, los usuarios de aguas abajo tienen la garantía de que con la presa en funcionamiento recibirán todo el volumen que les llega en la actualidad. Sin embargo, la distribución en el tiempo puede ser diferente, con una afectación positiva en unos casos y negativa en otros: o
Afectación positiva durante las crecidas: la presa disminuirá los caudales máximos circulantes aguas abajo, disminuyendo el riesgo de inundación, porque el embalse retendrá una parte del agua que le llega.
o
Afectación variable en caudales medios: Si el caudal entrante es mayor de 75 m3/s, capacidad máxima de turbinación, la presa sólo soltará ese máximo o menos si no tiene demanda eléctrica en ese momento. No parece que eso suponga un problema para los usuarios de aguas abajo, porque sus necesidades serán muy inferiores. Es una afectación positiva. Si el caudal entrante es menor de 75 m3/s y la empresa tiene necesidad de turbinar, el río recibirá ese caudal, pero no debe producir daños porque es un valor normal. Es una afectación neutra.
o
Afectación positiva en periodos secos: si se trata de un periodo muy seco y entran menos de los 4.96 m3/s de caudal ecológico, el caudal aguas abajo será igual a éste, porque el agua embalsada proporcionará el suplemento necesario. Se trata de una afectación positiva.
o
Afectación negativa para el ecosistema: El régimen natural de caudales del río aguas abajo de la presa se verá alterado, sufriendo una uniformización, porque habrá muchos periodos en que circulen los 75 m3/s turbinados y otros en los que circule sólo el caudal ecológico de 4.96 m3/s, el mínimo impuesto por la norma de ANAM, porque a la empresa le interesa conservar el agua embalsada para turbinaciones futuras. Como consecuencia, el ecosistema perderá parte de la variabilidad natural de caudales del río.
61
Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
Sin embargo, es probable que en un río tan caudaloso como el Tabasará y partiendo de que la empresa tenderá a mantener el embalse lleno hasta la cota 103 msnm para maximizar la producción, es probable que haya muchos días en que se vierta agua por el aliviadero, por recibir caudales mayores de 75 m3/s y no se afecte al ecosistema. El análisis de esta posible afectación es objeto del peritaje ecológico. Otra inquietud manifestada por la población afectada es la posibilidad de que el río quede seco. En este sentido, hay que señalar que este tipo de centrales no dejan en seco el río, ya que, o están turbinando ─ hasta 75 m3/s en Barro Blanco ─ o están soltando el caudal ecológico ─que en este caso es de 4.96 m3/s y pasa a través de una turbina antes de volver al río─. En cualquier caso, esta afirmación sólo será cierta si la empresa gestora de la presa respeta la norma de ANAM que obliga a dejar un caudal ecológico del 10% del caudal medio del río, fijado en 4.96 m3/s en Barro Blanco. El temor de que el río quede en seco parece derivarse de que Barro Blanco es la primera central hidroeléctrica de pie de presa de Panamá. Hasta ahora se han construido centrales en derivación, que captan el agua desviándola a un canal construido a media ladera que gana progresivamente cota respecto al río, hasta un punto en que es turbinada y vertida al río unos kilómetros aguas abajo de la presa. La diferencia esencial entre ambos tipos de central es que en las de pie de presa el caudal turbinado circula por todo el río aguas abajo de la presa. Sin embargo, en las centrales en derivación el caudal turbinado no circula por el tramo comprendido entre la represa de captación y la casa de máquinas donde están las turbinas. Por ello, en las centrales en derivación, se corre el peligro de dejar un tramo seco si se turbina todo el caudal que llega por el río sin respetar el caudal ecológico. Este argumento parece igual al usado con las centrales de pie de presa, pero es una sensación engañosa. En éstas sólo puede quedar el río en seco cuando la empresa no desea turbinar y, además, no respeta el caudal ecológico, caso infrecuente. Sin embargo, en las centrales en derivación el problema se presenta cuando la empresa tiene necesidad de turbinar y por ello, para maximizar su beneficio, hace pasar todo el caudal por el canal de derivación sin respetar el caudal ecológico y dejando así un largo tramo de río en seco. Para ilustrar el funcionamiento de las centrales de pie de presa, la Figura 29 presenta dos ejemplos de presas y centrales españolas de estructura similar a la de Barro Blanco.
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Central hidroeléctrica Salida del agua turbinada
Central hidroeléctrica Salida del agua turbinada
Fuente: Confederación Hidrográfica del Ebro ( http://195.55.247.237/saihebro/index.php?url=/datos/introduccion )
Figura 29.- Presas de Santa Ana y Oliana en la cuenca del Ebro (España): centrales de pie de presa
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Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
7.1 Afectación a la calidad del agua La población afectada por el proyecto no debe preocuparse por este problema: la calidad del agua que pasa por las turbinas no experimentará ningún cambio y al ser devuelta al río tendrá unos parámetros de calidad igual que la del agua del embalse. No habrá ningún tipo de contaminación por radiactividad u otros elementos, como temen algunos afectados. Hay que observar que hay una pequeña posibilidad de deterioro del agua embalsada, que podría contaminarse con los vertidos de las actividades que tienen lugar en la zona, vertidos de aguas residuales domésticas, procedentes de ganadería o de cultivos. Sin embargo, aunque no es la especialidad del autor de este informe y no maneja los datos detallados necesarios, se puede afirmar que dada la escasez de población y actividad económica de la zona, junto a la previsible renovación frecuente del agua embalsada12, no deberían producirse deterioros significativos de la calidad del agua.
12
3
El volumen embalsado a la cota 103 msnm es de 31.85 hm , y la aportación media del río de 1,565
3
3
hm /a, volumen correspondiente a su caudal medio de 49.6 m /s 64
Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
8
RESUMEN Y CONCLUSIONES
8.1 Resumen Los trabajos se han desarrollado según el plan previsto, sin que se hayan producido incidentes o surgido dificultades especiales. El resumen del peritaje es el siguiente: 1. Respecto al diagnóstico inicial: la revisión de la documentación existente, las entrevistas con las instituciones y personas con conocimiento del proyecto ─ ya sea de los datos fisiográficos e hidrológicos de la zona o de las cuestiones planteadas por los afectados por el embalse ─ confirmaron los objetivos generales de este peritaje, y permitieron detectar matices importantes sobre los trabajos a realizar. Las conclusiones más importantes deducidas del diagnóstico fueron: o
El riesgo de inundación de los terrenos y viviendas de la población ribereña en el tramo del Tabasará afectado por el embalse es notable, dados los elevados caudales de crecida producidos históricamente en el río. La población es consciente de ello, aunque no se reflejaba explícitamente en los documentos consultados. Por ello, se pidió al peritaje de diagnóstico rural participativo que incluyera preguntas sobre el recuerdo de crecidas históricas en sus entrevistas.
o
Se juzgó casi seguro que el llenado del embalse hasta la cota 103 msnm incrementará el riesgo de inundación de zonas que quedarían fuera del espejo de agua en situación normal del embalse pero que serían afectadas por las crecidas. El estudio hidráulico posterior determinó la magnitud de la afectación.
o
Se consideró que la componente hidráulica del peritaje debía responder también a cuestiones relacionadas con el agua que suscitan preocupación entre la población afectada: peligro de sequía del río aguas abajo, pérdida de volumen o calidad de los recursos hídricos y otras que pudieran surgir en las entrevistas realizadas en el curso del diagnóstico social participativo.
2. Respecto al estudio hidráulico: el estudio realizado ha permitido establecer los límites de la zona inundable que se produciría si, una vez en operación la presa de Barro Blanco, se presentaran las crecidas estimadas en el estudio hidrológico utilizado en el diseño del vertedero. o
El análisis técnico se ha realizado mediante un modelo unidimensional basado en los perfiles topográficos encargados por PNUD a instancias de este peritaje y utilizando el modelo estándar HEC-RAS del U. S. Army, Corps of Engineers. 65
Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
o
Además, se ha realizado un modelo bidimensional, menos preciso numéricamente por falta de un modelo digital del terreno suficientemente detallado, pero que ha servido para preparar unos vídeos que se espera hagan comprensibles los resultados numéricos a personas sin formación técnica hidráulica.
o
La precisión de los análisis es suficiente para el objetivo del estudio de estimar la afectación a las Comunidades Ngäbe Buglé de la margen izquierda del río Tabasará, aguas arriba de la presa. Son las de Nuevo Palomar, Kiad y Quebrada Caña.
o
El primer paso del estudio fue obtener los niveles correspondientes a cada crecida, tanto en situación actual, sin la presa de Barro Blanco, como en la situación futura si la presa estuviera operativa con el modelo unidimensional. Con esos niveles se puede hacer cualquier análisis de detalle de las zonas afectadas por la inundación. En particular, se han realizado los siguientes: Extensión de la zona afectada, aguas arriba de la confluencia con el Cubivora. Afectación a las márgenes del río en los alrededores de las Comunidades. Afectación específica a las casas de las Comunidades identificadas topográficamente en la Misión de Verificación de 2012. Como no parece existir normativa panameña sobre la crecida a usar para la delimitación de las zonas inundables, los análisis se han centrado en la de 100 años, utilizada por la Unión Europea en su Directiva 2007/60/CE relativa a la evaluación y gestión de los riesgos de inundación, aunque también se han estudiado las crecidas de 2, 20, 50 y 1,000 años.
o
A este respecto, es interesante observar que la crecida de 100 años de periodo de retorno tiene una probabilidad baja, del 1%, con lo que no se percibe peligro inminente de inundación. Sin embargo, el riesgo de que se presente una crecida de esa magnitud en los próximos 20 años es del 18.2%, cifra significativa.
3. Respecto a las afecciones a los recursos hídricos de la zona: se han analizado las posibles afecciones a la disponibilidad o calidad de los recursos hídricos disponibles, para responder a las inquietudes de la población afectada que se queja de la falta de información sobre el proyecto y sus afecciones al territorio. Aguas arriba de la presa:
66
Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
El volumen de recursos hídricos disponible aguas arriba no será afectado por la presa porque Barro Blanco tiene un uso exclusivamente hidroeléctrico y no realizará captaciones ni derivaciones de agua. Sin embargo, cambiará la accesibilidad de la población a los recursos, porque el río se transformará en un lago a cota prácticamente constante de 103 msnm lo cual podría mejorar el acceso en algunos casos y dificultarlo en otros. El cruce del río embalsado −que no es un problema de recursos−, no podrá hacerse a pie o a nado como actualmente sino que requerirá algún tipo de embarcación, pero será menos peligroso que ahora en la época lluviosa. Aguas abajo de la presa: La presa tampoco afectará al volumen de recursos disponible aguas abajo por ser un proyecto exclusivamente hidroeléctrico que no consume agua: el caudal turbinado retorna inmediatamente al río, como corresponde a una central de pie de presa. Los usuarios de aguas abajo tienen la garantía de que con la presa en funcionamiento recibirán todo el volumen que les llega en la actualidad, pero la distribución en el tiempo puede ser diferente, con una afectación positiva en unos casos y negativa en otros: Afectación positiva durante las crecidas porque la presa disminuirá los caudales máximos circulantes aguas abajo, disminuyendo el riesgo de inundación. Afectación variable y pequeña a los recursos disponibles debida a la regulación en el embalse cuando el río aporta caudales normales. Los caudales normales entrantes se modificarán según tres posibilidades: se soltará el caudal ecológico de 4.96 m3/s si la empresa no quiere turbinar, el caudal de turbinación de 75 m3/s cuando el caudal entrante es menor de este valor y el entrante si es mayor de 75 m3/s y el embalse está lleno. Afectación positiva en periodos secos: si se trata de un periodo muy seco y entran menos de los 4.96 m3/s del caudal ecológico, el caudal aguas abajo será igual a éste, porque el agua embalsada proporcionará el suplemento necesario.
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Posible afectación negativa para el ecosistema: El régimen natural de caudales del río aguas abajo de la presa se verá alterado, perdiendo variabilidad. En un río tan caudaloso como el Tabasará es probable que haya muchos días en que se vierta agua por el aliviadero y se mantenga un régimen bastante variable de caudales aguas abajo. No hay posibilidad de que el río quede seco, como teme la población afectada, porque la presa, al menos, turbinará ─ hasta 75 m3/s en Barro Blanco ─ o soltará el caudal ecológico de 4.96 m3/s y esos caudales salen al río junto a la presa. Naturalmente, se parte de la premisa de que la empresa gestora de la presa respetará la norma de ANAM que obliga a dejar un caudal ecológico del 10% del caudal medio del río. La calidad del agua que pasa por la presa ─por las turbinas o el vertedero─ no experimentará ningún cambio y al ser devuelta al río tendrá una calidad igual a la del agua del embalse. 8.2 Conclusiones Las conclusiones alcanzadas tras la realización del peritaje son: 1. Consideraciones generales sobre la afectación de la presa y embalse: o
El área afectada por el embalse debe delimitarse en función de la zona inundable en crecida y no de la zona correspondiente a embalse normal de 103 msnm, como se había hecho hasta ahora.
o
La afectación del embalse –es decir, la sobreelevación en crecida atribuible a la construcción de la presa− debe establecerse por comparación entre los niveles en crecida con y sin la presa.
o
La comparación entre la situación actual y con presa es necesaria para atribuir responsabilidades. En efecto, sería erróneo decir que toda la zona inundable en crecida situada sobre la cota 103 se debe a la construcción de la presa, porque en situación actual hay zonas donde el nivel de agua supera esa cota. Por ejemplo, actualmente incluso con la crecida de 2 años el nivel es mayor de 103 msnm a la altura de las casas de abajo de Nuevo Palomar (Figura 30).
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Fuente: Elaboración propia y ortofoto de Google EarthTM, agosto de 2013
Figura 30.- Comparación del área afectada por la crecida de 2 años sin presa (en azul oscuro) con la cota 103 msnm de embalse normal en las Comunidades (en azul claro), general y detalle
o
Este peritaje recomienda el uso de la crecida de 100 años como criterio de delimitación, aunque la Mesa Técnica podría decidir el uso de otra –en función del margen de riesgo que considere aceptable−, ya que no hay ninguna norma en Panamá que defina la crecida de referencia. La Figura 31 muestra la zona inundada con la crecida de 100 años en comparación con la cota 103 msnm, que afecta a la margen izquierda del río hasta más abajo de Quebrada Caña.
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Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
Fuente: Elaboración propia y ortofoto de Google EarthTM, agosto de 2013
Figura 31.- Comparación del área afectada por la crecida de 100 años sin presa (en azul oscuro) con la cota 103 msnm de embalse normal en las Comunidades (en azul claro)
2. Consideraciones sobre los resultados y las medidas a tomar: o
A partir de la decisión de la Mesa sobre la crecida que debe definir la zona inundable, hay que establecer un criterio para establecer el área afectada a partir de ella. Una casa que queda unos centímetros por encima del nivel de agua calculado no está técnicamente inundada pero sí afectada, porque sus habitantes no podrán salir de la casa y las turbulencias y oleaje de la crecida seguramente introducirán agua dentro de la vivienda, y, además, el terreno colindante puede estar inundado.
o
En este sentido, se recomienda realizar las siguientes tareas: Decidir la crecida de referencia que debe usarse para delimitar el área afectada. Los niveles de afectación correspondientes a lo largo del río se obtienen de los resultados del estudio hidráulico, que para las crecidas de 1,000 y 10,000 años son: 70
Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
En la Comunidad de Nuevo Palomar la cota de inundación con embalse se situaría entre los 106 y 107 msnm para la crecida de 100 años y entre la 108 y 109 para la de 1,000 años. En las de Kiad y Quebrada Caña, la 106 msnm para la de 100 años y casi la 108 para la de 1,000 años. Para la crecida de 100 años la zona inundable aumentaría en una franja de 7 a 9 m de ancho en horizontal respecto a la de la cota 103 en la zona de las Comunidades. Definir, según el criterio de la Mesa Técnica, si la delimitación se hace con los resultados del estudio o se añade –como recomienda este peritaje− una franja de seguridad añadiendo uno o dos metros en vertical al nivel calculado, para tener en cuenta el oleaje y las turbulencias. Hacer un levantamiento topográfico de las zonas afectadas. Los resultados de este estudio, junto con los datos topográficos recopilados hasta ahora permitirán hacer la delimitación sobre plano y sobre el terreno. 9
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Para la elaboración de este Dictamen, este peritaje ha utilizado la siguiente docu-
mentación (ordenada cronológicamente): Borgman, Leon, agosto de 1963 Criterio de riesgo, Proceedings ASCE Diario Oficial de la Unión Europea, noviembre de 2007, Directiva 2007/60/CE del Parlamento Europeo y del Consejo de 23 de octubre de 2007 relativa a la evaluación y gestión de los riesgos de inundación Generadora del Istmo S.A. (no consta autor), marzo de 2008, Estudio Hidrológico corregido PH Barro Blanco Proyectos y Estudios Ambientales del Istmo S.A., enero de 2008, Estudio de Impacto Ambiental Categoría III: Construcción y Operación Proyecto Hidroeléctrico Barro Blanco Dirección de Fomento de la Cultura Ambiental y Dirección de Evaluación y Ordenamiento Ambiental de la Autoridad Nacional del Ambiente (ANAM), abril de 2008, Directrices de ordenación para la gestión integrada de las cuencas de los ríos Indio y Miguel de la Borda
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Peritaje independiente de la presa de Barro Blanco, Panamá: diagnóstico inicial de la componente de ingeniería hidráulica
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