Plan de Preparación ante Emergencias

PPE

Hidroeléctrica “San Isidro”

Entidad Tecnoguat, S.A.

Versión año 2015

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SC-Q001 2

E d. 2 16 / 12/2 015

ESTUDIO/ANÁLISIS

PPE HIDROELÉCTRICA SAN ISIDRO, GUATEMALA 16/12/2015

TECNOGUAT, S.A.

Modificaciones respecto a la edición anterior: Actualizaciones a solicitud de CNEE, en documento GTPN 14-2016 PPE 2015 SAN ISIDRO

Siglas de los Responsables y fechas de las tres ediciones anteriores

Ed.

Obj. Ed.

Elaborado

Fecha

Revisado

Fecha

Aprobado

Fecha

Objeto de la Edición:

Actualización del PPE para el año 2015.

Elaborado por: PCA Revisado por: RGA Aprobado por: FAG

Fecha: 02/11/2015 Fecha: 02/12/2015 Fecha: 16/12/2015

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ÍNDICE 1. INTRODUCCIÓN ......................................................................................................................................... 1

1.1 Descripción .......................................................................................................................................... 1 1.2 Generalidades ..................................................................................................................................... 6 1.3 Objetivos del PPE ................................................................................................................................ 7 1.4 Alcance General del PPE ..................................................................................................................... 7 1.5 Siglas y Glosario .................................................................................................................................. 8 1.6 Accesos a los sitios ............................................................................................................................ 10 1.6.1 Acceso a la presa ............................................................................................................................... 10 1.6.2 Acceso a Presa San Isidro ................................................................................................................. 10 1.6.3 Acceso a Presa Chilascó .................................................................................................................... 11 1.6.4 Acceso a Estructura de compuertas aguas abajo de Chilascó ........................................................ 12 1.7 Presa Sobre Río Chilascó .................................................................................................................. 13 1.8 Organización de la Planta ................................................................................................................. 18 1.8.1 Responsabilidad primaria de la central hidroeléctrica ................................................................... 18 1.8.2 Puestos y responsabilidades ............................................................................................................ 19 1.8.3 Personas responsables de evaluar la gravedad de la anormalidad................................................ 20 1.8.4 Notificación a la CNEE....................................................................................................................... 20 1.8.5 Coordinación del PPE ........................................................................................................................ 21

2. ACCIONES PREVENTIVAS ......................................................................................................................... 22

2.1.1 Inspecciones de la Presa ................................................................................................................... 22 2.1.2 Inspecciones rutinarias ..................................................................................................................... 22 2.1.3 Inspecciones intermedias ................................................................................................................. 23 2.1.4 Inspecciones especiales .................................................................................................................... 23 2.1.5 Exámenes de seguridad de la presa ................................................................................................. 24 2.1.6 Control de la presa............................................................................................................................ 24 2.1.7 Frecuencia de medición y trazado de la información sobre deformaciones ................................. 24 2.2 Pronóstico de lluvias y crecidas ....................................................................................................... 24 2.3 Recursos disponibles durante una emergencia .............................................................................. 25 2.3.1 Localización de rutas de evacuación y equipo de primeros auxilios. ................................................ 26 2.4 Respuesta en períodos de oscuridad o adversos ............................................................................ 27 2.5 Tiempos estimados para llevar a cabo acciones críticas................................................................. 27 2.6 Archivo de Registro Permanente ..................................................................................................... 27

3. VULNERABILIDAD DEL ÁREA DE INFLUENCIA ......................................................................................... 29

3.1 Descripción del modelo .................................................................................................................... 29 3.2 Análisis estadístico de caudales ....................................................................................................... 31 3.3 Forma y dimensiones de la brecha. Tiempos de rotura. ................................................................ 32 3.4 Resultados ......................................................................................................................................... 33

4. SITUACIÓN DE EMERGENCIA .................................................................................................................. 36

4.1 Clasificación de Emergencias ........................................................................................................... 36 4.2 Identificación y evaluación de emergencias .................................................................................... 36 4.2.1 Condiciones que indican una emergencia ....................................................................................... 36 4.2.2 Criterios para cambiar la categoría de emergencia o determinar su finalización ......................... 38 4.3 Acciones a seguir en caso de emergencia ....................................................................................... 38 4.3.1 Detección de anomalías o falla en la presa o embalse ................................................................... 38 4.3.2 Acciones ante emergencias Categoría A: La falla es inminente o ha ocurrido .............................. 39

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4.3.3 Acciones ante emergencias Categoría B: Se está desarrollando una situación potencialmente peligrosa ........................................................................................................................................................ 40 4.3.4 Exhibición de los flujogramas de notificaciones.............................................................................. 41 4.3.5 Validación de las notificaciones ....................................................................................................... 41 4.3.6 Mantenimiento y prueba del PPE .................................................................................................... 41

APÉNDICE A: PLANO DE LOCALIZACIÓN ......................................................................................................... 42

(Se adjunta copia digital al PPE)...................................................................................................................... 42

APÉNDICE B: RESUMEN DE CARACTERÍSTICAS DE SISTEMA .......................................................................... 43

APÉNDICE C: MAPA DE INUNDACIÓN ............................................................................................................. 44

APÉNDICE D: FICHA DE INFORME DE EVENTOS ANORMALES ........................................................................ 45

APÉNDICE E: LISTADO DE PERSONAS QUE CONTARÁN CON COPIA DE PPE ................................................. 46

APÉNDICE F: REGISTRO DE ACTUALIZACIONES DEL PPE ................................................................................ 47

ANEXO 1 MODELACION MODELO MATEMÁTICO PARA MAPAS DE CRECIDAS ............................................. 48

A1.1 DESCRIPCIÓN DEL MODELO MATEMÁTICO ........................................................................................ 48 A1.2 Análisis estadístico de caudales........................................................................................................... 49 A1.3 Forma y dimensiones de la brecha. Tiempos de rotura. .................................................................... 51 A1.4 Modelo IBER ......................................................................................................................................... 52 A1.4.1 Introducción ...................................................................................................................................... 52 A1.4.2 Módulo hidrodinámico ..................................................................................................................... 53 A1.4.3 Dominio del modelo ......................................................................................................................... 54 A1.4.4 Malla de cálculo .............................................................................................................................. 55 A1.4.5 Condiciones hidrodinámicas .......................................................................................................... 57 A1.4.6 Cálculo ............................................................................................................................................ 59 A1.5 Resultados ............................................................................................................................................ 59

ANEXO 2: FLUJOGRAMA DE EMERGENCIA TIPO A ......................................................................................... 65

ANEXO 3: FLUJOGRAMA DE EMERGENCIA TIPO B ......................................................................................... 66

ANEXO 4: LISTA DE LAS ENTIDADES A NOTIFICAR EL PPE .............................................................................. 67

ANEXO 5: DIAGRAMA DE INUNDACIONES ...................................................................................................... 68

(Se adjunta copia digital al PPE)...................................................................................................................... 68

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1. INTRODUCCIÓN

En este documento se presenta el PLAN DE PREPARACIÓN ANTE EMERGENCIAS (PPE) para la presa de la hidroeléctrica SAN ISIDRO. En este PPE se establecen los mecanismos y procesos para actuar eficientemente y a tiempo, en el caso de ocurrir una emergencia en la mencionada presa.

La construcción del Proyecto Hidroeléctrico San Isidro, comenzó a principios de enero de 2001, finalizándose en Julio del año 2002 con la entrada a operación comercial. Incluye las estructuras destinadas a la retención y conducción de agua, electromecánicas y la presa de derivación sobre el río Chilascó que fue construida en la década de los 60´s por el Ministerio de Agricultura para el proyecto de Irrigación de San Jerónimo y Salamá.

La Hidroeléctrica fue clasificada según categoría de consecuencia incremental de falla por la Comisión Nacional de Energía como BAJA según oficio CNEE-1877 -2001 del 3 de Septiembre de 2001.

1.1 Descripción

En el aprovechamiento hidroeléctrico San Isidro, existen dos presas funcionando, la Presa en río Chilascó, la cual es una presa derivadora del río Chilascó, misma que aporta la mayor parte del caudal de dicho río al canal de conducción y la presa principal en finca San Isidro, la cual toma el caudal conducido por el canal anteriormente utilizado para riego.

La Presa Chilascó consiste de una estructura de retención de agua de hormigón, en la margen izquierda hay una compuerta deslizante de 1 metro de alto por 1 metro de ancho operada manualmente con un agujero para caudal ecológico de 0.114 m³/s. La presa de concreto tiene una longitud de 15.88 metros y una altura máxima de 2.8 metros.

Panorámica Presa Chilascó

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Vista desde aguas abajo presa Chilascó

Vista desde aguas arriba presa Chilascó

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Sobre el canal existente a una distancia de aproximadamente 90 metros aguas abajo de la presa existe una estructura reguladora del caudal en el canal, la cual consiste en una obra de concreto con tres compuertas de paso que permiten la regulación.

Vista de las compuertas reguladoras del canal

EI canal existente es utilizado para conducir las aguas hasta la estructura de toma en Presa San Isidro ubicada a 2,230 metros aguas abajo de la presa existente de Chilascó.

La presa de San Isidro es una estructura de derivación de concreto reforzado, la cual embalsa agua mediante un muro de concreto reforzado. Hidráulicamente, la presa posee una compuerta para un canal de limpieza y una compuerta que permite el paso de agua hacia la tubería de conducción enterrada hasta la casa de máquinas. En la estructura de toma las aguas son derivadas a través de una tubería de baja presión enterrada de 585 metros de longitud y un diámetro de 107 cm la cual se conectara a un túnel de 450 m de longitud por 2 metros de diámetro. Seguidamente la tubería de alta presión de 1530 metros de longitud y un diámetro de 90 centímetros conducirá un caudal máximo de 2 m³/s hasta la casa de máquinas.

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Presa San Isidro vista desde aguas arriba

Presa San Isidro vista desde aguas abajo

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Presa San Isidro vista desde aguas abajo

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1.2 Generalidades

La regulación del agua de corrientes superficiales mediante presas, para diferentes usos y usuarios de cualquier sistema socioeconómico ha contribuido indudablemente al desarrollo de la sociedad. La derivación y regulación temporal del agua ha permitido amortiguar, en gran parte, los efectos de la distribución irregular, tanto temporal como espacial del agua, permitiendo de esta manera, satisfacer requerimientos específicos del sistema socio-económico.

En el medio guatemalteco, las fuentes superficiales de agua, normalmente manifiestan una variabilidad alta; obviamente como resultado de la alta variabilidad de las lluvias. Asimismo, la demanda del recurso manifiesta variabilidad. Estas variabilidades impiden un aprovechamiento óptimo del recurso. Por lo tanto, la derivación y/o regulación y/o del agua mediante presas y embalses es una opción muy conveniente y oportuna para maximizar los beneficios que brinda el recurso del agua.

A la par de los beneficios de las presas y embalses superficiales, existe un factor de riesgo asociado para los sistemas socioeconómico y natural aguas abajo de las mismas. La falla de una presa puede desencadenar consecuencias lamentables, tanto desde el punto de vista de pérdida de vidas humanas, como pérdida de bienes materiales, naturales y culturales. Un buen diseño, la buena construcción, la buena operación y el buen mantenimiento de una presa, contribuyen, indudablemente, a la disminución significativa del riesgo asociado a su eventual falla. A pesar de lo anterior, puede quedar un riesgo residual.

Para mantener el mayor nivel de seguridad posible de la presa, el dueño y operador de la misma está obligado a la elaboración y mantenimiento de un Plan de Preparación ante Emergencias (PPE). El PPE es una herramienta formal que establece los mecanismos y procesos para actuar eficientemente en tiempo y espacio en caso de producirse una emergencia.

La Norma de Seguridad de Presas (NSP) en Guatemala, emitida por la Comisión Nacional de Energía Eléctrica CNEE , en vigencia a partir del 4 de octubre de 1999 (resolución CNEE 29 99) establece la obligación de los operadores de las presas para la elaboración, mantenimiento y actualización regular de un PPE. Este debe estar enmarcado dentro de los lineamientos de la mencionada Norma y ser aprobado por la CNEE.

En el artículo 1 de las NSP, se indica:

“el dueño de la presa es responsable de asegurar que haya un programa conveniente de seguridad de presa el cual incluya:

Inspecciones y examen de la Seguridad de la Presa

Operación, Mantenimiento y Vigilancia

Preparación para Emergencias”

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Así mismo en el Artículo 2 se indica:

“Los exámenes del programa deben ser llevados a cabo por profesionales con amplia y profunda experiencia en la gestión de seguridad de presas. El examinador no debe tener vínculo profesional con el dueño de la presa o con el personal técnico involucrado en el diseño de la presa o en la evaluación de la seguridad.” El presente documento constituye el PPE para la PRESA DE SAN ISIDRO, el cual ha sido elaborado de acuerdo a los lineamientos de la NSP.

1.3 Objetivos del PPE

El objetivo general del PPE es contribuir a la reducción de las posibilidades de pérdida de vidas humanas y daños a infraestructura ubicada aguas abajo de la presa San Isidro, mediante el establecimiento de mecanismos y acciones apropiadas de respuesta ante la ocurrencia de una inundación desencadenada por la falla de la presa.

Entre los objetivos específicos principales del PPE se encuentran:

1. Identificación y evaluación de las emergencias potenciales;

2. Establecimiento de las acciones y procedimientos para responder, por parte del personal

del Sistema Hidroeléctrico de San Isidro, eficientemente y a tiempo ante una situación de emergencia;

3. Establecimiento del proceso de notificación, a tiempo, a la gerencia del sistema

hidroeléctrico San Isidro, así como a la AMM, la Municipalidad de San Jerónimo, a CONRED y la CNEE.

1.4 Alcance General del PPE

En este documento se presentan las características de la Planta Generadora del sistema hidroeléctrico San Isidro, en cuanto a sus componentes principales, organización, operación del sistema, accesos a los diferentes sitios del sistema, acciones preventivas que contribuyan a la seguridad de la presa, recursos disponibles y tiempos para llevar a cabo acciones críticas.

Entre los alcances del PPE se incluye la evaluación del potencial de daño incremental por una eventual falla hacia aguas abajo de la presa.

Dentro del escenario de una emergencia derivada de la falla de la presa, se identifican los eventos que pueden desencadenar una emergencia, así como las acciones que se deben de ejecutar.

En el documento se describe la mayor cantidad de incidentes potenciales que se pueden enfrentar en la operación de la presa. Es importante notar que cada

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incidente tiene sus particularidades que hacen imposible prever en forma completa el desarrollo de los eventos. Por lo tanto, corresponde a las personas responsables actuar en forma lógica, y sin perder la calma, en el marco de los lineamientos generales establecidos en este documento.

Finalmente, se incluyen los flujogramas de notificaciones donde se indica la Institución, el nombre y cargo de los contactos involucrados durante una emergencia, con los números telefónicos respectivos.

1.5 Siglas y Glosario

SIGLAS: AMM Administrador del Mercado Mayorista CNEE Comisión Nacional de Energía Eléctrica CONRED Coordinadora Nacional para la Reducción de Desastres JSP Jefe de Seguridad de Presas PPE Plan de Preparación de Emergencias

GLOSARIO:

TÉRMINO DEFINICIÓN

Crecida Milenaria Crecida que ocurre, en términos medios una vez a cada mil años. Esto no significa; sin embargo, que si ocurre en determinada época, pasará un período de mil años para que ocurra otra similar o mayor. Siempre existe una probabilidad de que en cualquier año ocurra un evento de esa magnitud Probabilidad de Excedencia Anual (PEA) es de 0.001.

Crecida Centenaria Crecida que ocurre, en términos medios una vez a cada 100 años. Evento que tiene una Probabilidad de Excedencia de 0.01.

Cuenca Tributaria Área en la superficie que drena a un punto específico, tal como hacia un embalse, también conocido como área de cuenca hidrográfica.

Dueño de la Presa Empresa que tiene el título legal de propiedad del sitio de presa, presa y embalse y es responsable de la seguridad de la presa.

Embalse Cuerpo de agua embalsado o represado por una presa, inclusive sus orillas y bordes y cualquier obra o instalación necesaria para su operación.

Emergencia

Cualquier condición en términos de la operación de la presa que se desarrolla naturalmente o inesperadamente, poniendo en riesgo la integridad de la presa, vida o propiedad aguas arriba o aguas abajo, y que requiere de acción inmediata.

Evento Extremo Es el evento que tiene una Probabilidad de Excedencia Anual muy baja.

Falla de la presa Desprendimiento descontrolado de un embalse a través del colapso de la presa o alguna parte de ésta.

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Período de retorno Intervalo de tiempo promedio, expresado en años, en el cual se espera que ocurra o sea superado un evento de determinada magnitud. Se le conoce también como período de recurrencia y es el recíproco de la probabilidad de excedencia anual.

Personal de Operación y

Mantenimiento

Es el personal calificado trabajando en el sitio de presa.

Probabilidad de Excedencia Anual

Probabilidad de que un evento de una magnitud específica sea igualado o excedido en cualquier año.

Riesgo Amenaza o condición que puede resultar de una causa externa; por ejemplo, una crecida, con el potencial para crear consecuencias adversas.

Vulnerabilidad Grado de debilidad, susceptibilidad o exposición ante una amenaza por ejemplo, una crecida.

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DESCRIPCIÓN HIDROELÉCTRICA SAN ISIDRO Y ÁREA DE INFLUENCIA

1.6 Accesos a los sitios

1.6.1 Acceso a la presa

El estado de los accesos es bueno, aunque en época de lluvia se podría presentar alguna dificultad en algunos puntos al ser accesos de terracería, sin embargo es de indicar que se cuenta con vehículos de doble tracción para evitar atascos en dichos caminos, y a la fecha no se ha tenido problemas por éste aspecto.

RUTA CA-14

Imagen de ubicación y acceso a las Presas

1.6.2 Acceso a Presa San Isidro

En el Km. 138 aproximadamente en la ruta CA-14 se encuentra la Aldea Santa Bárbara desde donde se accede por un camino de terracería en buen estado la mayor parte del año hacia la aldea Santa Cruz, a 10.5 Km. se encuentra la presa San Isidro, ambas aldeas son del municipio de San Jerónimo.

Se hace notar que durante la visita no se observaron poblados aguas abajo de la presa y así ha sido confirmado por el personal de operación del aprovechamiento.

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Panorámica de presa San Isidro desde aguas arriba

Aguas abajo de la presa, aproximadamente a 50 metros hay un relleno sobre el canal natural que sirve de acceso para comunidades alejadas de la presa, en caso de limpieza del canal o apertura de compuerta de fondo, se cuenta con un tubo de 1.50 metros de diámetro para evacuar caudales producto de la limpieza del canal durante el mantenimiento que se realizan durante 4 días, dos veces al año, es de mencionar que el canal se vacía lentamente cerrando primero las compuertas de acceso al canal y luego levantando lentamente la compuerta de fondo de la presa San Isidro para evitar caudales mayores dentro de la tubería antes mencionada.

Vista de presa aguas abajo y relleno en cauce para acceso a comunidades

1.6.3 Acceso a Presa Chilascó

A ésta estructura se puede acceder con vehículo tipo todo terreno por el mismo camino desde Santa Bárbara hacia presa San, desde la cual hay que recorrer 2.6 Km hasta el sitio de presa sobre el Río Chilascó.

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Vista Acceso a Presa Chilascó

1.6.4 Acceso a Estructura de compuertas aguas abajo de Chilascó

Vista de compuertas de canal y acceso a Presa Chilascó

En el aprovechamiento hidroeléctrico San Isidro, existen dos presas funcionando, siendo ellas:

Presa en río Chilascó, la cual es una presa derivadora del río Chilascó, que aporta la mayor parte del caudal de dicho río al canal de conducción que conduce a San Isidro.

Presa principal en finca San Isidro, la cual toma el caudal conducido por el canal anteriormente utilizado para riego.

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Obras de compuertas en inicio de canal de conducción.

1.7 Presa Sobre Río Chilascó

Vista desde aguas abajo de la presa derivadora en Río Chilascó

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Datos de la presa derivadora sobre Río Chilascó

Tipo de Construcción de la presa: Concreto Uso de la Presa: Derivación Altura de la cresta: 2.10 m Altura del puente: N/A Longitud de Vertedor: 15.88 m Longitud de la corona: 15.88 m Elevación corona: 1833.94 msnm Dimensiones de descarga de fondo: 1.00 x 1.00 (ancho x alto) Alto de flashboard (tablones) 1.72 m Elevación ruptura de flashboard: 1835.66 msnm

Presa de sobre canal artificial en San Isidro

Vista de la presa sobre canal desde aguas abajo.

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Datos de la presa sobre canal en San Isidro

Coordenadas Geográficas: 90° 07’4.70” Oeste; 15°05’52.33” Norte Tipo de Construcción de la presa: Concreto armado Uso de la Presa: Embalse Volumen del embalse: 26,400 m³ Altura total de la presa: 5.50 m Elevación de la corona: 1836.50 msnm Longitud de Vertedor: No posee vertedero Longitud de la corona: 18.80 m Dimensiones de descarga de fondo: 1.756 x 2.108m (ancho x alto) Preclasificación de la consecuencia al fallar: Baja

Estructura de compuertas de regulación de caudal de canal

Estructura reguladora de caudales en canal

La estructura de compuertas de regulación tiene como objetivo regular el caudal de tal manera que los niveles no excedan la cota 1,835 msnm, nivel sobre el cual se romperá la barrera flashboard ubicada sobre presa en río Chilascó.

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Presa Principal en finca San Isidro

Esta estructura es, de las dos, la más importante desde el punto de vista de la seguridad, ya que debido a sus características, presenta de las dos un mayor riesgo en cuanto al vertido de caudal hacia aguas abajo de dicha presa, sin embargo, su clasificación según la consecuencia al fallar la misma se ha considerado como baja de acuerdo a lo indicado en el Manual de Operación Mantenimiento y vigilancia, elaborado por TECNOGUAT, en el año 2013.

La presa San Isidro forma un embalse con el canal proveniente del desvío del río Chilascó, dicha presa no dispone de un vertedero, ya que antes de que el nivel pueda llegar a la corona de la presa ocurrirá la rotura y/o vertido en la pared de madera o flashboard sobre el vertedero de la presa sobre el río Chilascó cuyo nivel máximo será el nivel 1835.48 msnm y la presa de San Isidro tiene aproximadamente un metro más de elevación por sobre el nivel antes mencionado, además de contar con la seguridad que proveen las compuertas de entrada al canal y la vigilancia constante de los niveles del embalse por medio de cámaras controladas de la casa de máquinas, además de personal de operación disponible que trabaja por turnos para atender cualquier eventualidad las 24 horas del día.

Flashboard en Presa Chilascó

La presa es de gravedad de hormigón armado, de 5.50 m de alto total y una longitud de corona de 18.80 metros, la cual forma un embalse de 26,400 m, no cuenta con vertedero, sin embargo con las compuertas de acceso al canal, la compuerta de fondo sobre el río

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Chilascó y la compuerta de fondo de ésta presa ayudan a regular las crecidas y el caudal a turbinar, el macizo de la presa está en contacto directo con las laderas del canal y cuentan con protección de concreto lanzado y reforzado con malla electro-soldada en ambas márgenes aguas arriba y abajo, aproximadamente 15 metros aguas arriba y unos 10 metros aguas abajo.

Presa San Isidro

La presa no tiene galerías de inspección y de instrumentación de monitoreo electrónico, salvo unos monumentos de concreto y marcas en distintos puntos de la presa, los cuales son utilizados para detectar movimientos en la estructura.

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1.8 Organización de la Planta

1.8.1 Responsabilidad primaria de la central hidroeléctrica

La operación de la Central Hidroeléctrica de San Isidro es responsabilidad del Gerente de Planta, quien cuenta con personal administrativo y operativo para operar durante las 24 horas del día a lo largo del año. El organigrama de la Fig. 2.2 muestra el personal relacionado directamente en la operación del Sistema Hidroeléctrico de San Isidro.

Figura 2.2 Organigrama de operación Central San Isidro

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1.8.2 Puestos y responsabilidades

GERENTE DE PLANTA: Planificar, coordinar y supervisar las actividades de ingeniería, construcción, mantenimiento, operación, seguridad industrial y administración de la central hidroeléctrica y de su personal, con base en los lineamientos y políticas de procedimientos de la empresa.

JEFE ADMINISTRATIVO: Administrar los recursos humanos, materiales y financieros, con base en las políticas y procedimientos de la empresa.

SUPERVISOR INSTRUMENTACION Y CONTROL (I & C): Dar soporte técnico en temas de electrónica, y ejecutar el mantenimiento de los sistemas de comunicaciones, para asegurar el funcionamiento continuo de los equipos.

SUPERVISIÓN DE OPERACIONES: Planear, coordinar y supervisar las actividades de operaciones de la planta, con base en políticas, normas y procedimientos de la empresa, y las normas de coordinación operativa y comercial del Administrador del Mercado Mayorista (AMM)

SUPERVISIOR MANTENIMIENTO ELECTRICO: Revisar la programación, supervisión y ejecución de mantenimientos eléctricos, de acuerdo con lineamientos y políticas de procedimientos de la empresa.

SUPERVISOR MANTENIMIENTO MECANICO: Revisar la programación, supervisión y ejecución de mantenimientos mecánicos, de acuerdo con lineamientos y políticas de procedimientos de la empresa, así como mantenimiento al equipo electromecánico, mantenimiento a las compuertas y sus empaques.

SUPERVISOR OBRAS CIVILES: Revisar la programación, supervisión y ejecución de mantenimientos de obras civiles, de acuerdo con lineamientos y políticas de procedimientos de la empresa, así como mantenimiento periódico de edificios y talleres y todos los elementos anexos como las barandas de paso y trincheras para equipamiento.

AUXILIARES OBRA CIVIL (PRESEROS): Operación de compuertas y limpia rejas, Apoyo en los trabajos de mantenimiento mecánico, eléctrico y de obras civiles.

OPERADORES: Operación de la central hidroeléctrica y presa, acorde a lineamientos establecidos por la empresa y normas de coordinación operativa y comercial del Administrador del Mercado Mayorista (AMM).

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1.8.3 Personas responsables de evaluar la gravedad de la anormalidad

La responsabilidad por la operación normal de la central hidroeléctrica de San Isidro corresponde al Gerente de Planta, quien se apoya directamente en la estructura técnico operativa de la central (ver Fig. 2.2).

El Gerente de Planta, es responsable de la operación de todos los componentes del sistema, planificar, coordinar y supervisar las actividades de ingeniería, construcción, mantenimiento, operación, seguridad industrial y administración de la central hidroeléctrica y de su personal, con base en los lineamientos y políticas de procedimientos de la empresa. Será el máximo responsable de operaciones de todos los componentes, desde la presa reguladora hasta la casa de máquinas.

Para los fines del presente PPE y debido a la naturaleza de los turnos de trabajo en la Central Hidroeléctrica de San Isidro, el Gerente de Planta se constituye en el Jefe de Seguridad de Presa (JSP), quien es la persona clave en casos de emergencia, sin embargo en su ausencia el Supervisor de operaciones asume la responsabilidad.

Si la naturaleza del problema lo requiere, el JSP convocará al Comité de Emergencia interno del sistema hidroeléctrico, conformado por él mismo y por los Supervisores y operadores. Este equipo intervendrá al darse un nivel de emergencia en que el personal de TECNOGUAT puede tomar control. El coordinador del comité de emergencia será el JSP, en su ausencia asume el gerente o supervisor de operaciones.

El comité de emergencia será conformado por los siguientes puestos y las siguientes personas que estén de turno al momento del evento:

Gerente de Planta

Supervisor de operaciones

Supervisor Eléctrico

Supervisor Mecánico

Supervisor de Obra Civil

Operadores y auxiliares de turno

1.8.4 Notificación a la CNEE

Cualquier cambio inusual en la presa, tales como rupturas, cambios o separación, deformación excesiva y otros daños deberán ser notificados de manera inmediata a la CNEE.

La Persona que detecta (cualquier colaborador de Tecnoguat/ENEL): informará inmediatamente a su supervisor. Entonces él iniciará la respuesta de emergencia con base en el entrenamiento previo.

El Supervisor informará al JSP quien tomará control de la situación. Será el responsable de notificar, a los involucrados, la aparición de una anomalía de acuerdo al flujograma indicado en la Sección 4 de este Plan, así como de la notificación del fin de la anomalía.

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Para localizar por vía telefónica se tiene colocados los listados de los contactos internos junto al teléfono de la Sala de Control y Mando, también en área de oficinas.

1.8.5 Coordinación del PPE

El Coordinador del PPE es el Jefe de Seguridad de Presa del sistema hidroeléctrico San Isidro, cuyas responsabilidades incluyen:

1. Cumplir, convocar presentar y ejecutar el PPE a los involucrados, una vez aprobado el PPE

por la CNEE. 2. Revisiones de los procesos del PPE. 3. Conducir el entrenamiento anual del PPE para los operadores. 4. Conducir la revisión anual y actualización del PPE. 5. Mantener la versión actualizada del PPE y sus ensayos para ser enviados a la CNEE. 6. Enviar los comentarios y resultados de los ensayos a la CNEE dentro de los 30 días

calendario de realizados los mismos.

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2. ACCIONES PREVENTIVAS

2.1.1 Inspecciones de la Presa

Se realizan inspecciones rutinarias, intermedias y especiales con el objeto de verificar el buen funcionamiento de la presa y del embalse o identificar a tiempo anomalías y corregirlas o actuar preventivamente. Las inspecciones son realizadas por el oficial de aseguramiento de calidad y seguridad industrial, como parte de sus actividades de mantenimiento y vigilancia, tomando como base el documento Plan de Seguridad de la Presa” de la Central. Este personal ha sido capacitado para realizar dichas tareas. El resultado de toda inspección es registrado en el respectivo cuaderno de trabajo de la presa y en el caso de cualquier irregularidad, de inmediato se informa al Gerente de Operaciones y Gerente General.

2.1.2 Inspecciones rutinarias

Una inspección de rutina es una inspección visual de la presa y sus estructuras accesorias, cuyo objetivo es tener hasta donde sea posible una vigilancia continua de la presa. En la medida que se requiera, se deben tomar fotografías y lecturas de los instrumentos. Se debe dar particular atención a la detección de evidencia de cambios en fugas, erosión, sumideros, ampollas, filtración, deslizamientos o derrumbamientos en la pendiente, excesiva sedimentación, desplazamientos y grietas y funcionamiento irregular de los desagües, pozos de alivio y equipo eléctrico y mecánico relacionado con la seguridad de la presa.

Las inspecciones son llevadas a cabo mensualmente de acuerdo a lo que sea apropiado para el ítem que está siendo inspeccionado, los resultados de las inspecciones de rutina ejecutados por el personal de la presa deben estar claramente descritos en un cuaderno de trabajo, especialmente diseñado y autorizado por la Comisión Nacional de Energía Eléctrica. Se pueden seleccionar frecuencias reducidas para ajustarse a restricciones estacionales.

Cualquier condición inusual que parezca crítica o peligrosa será informada inmediatamente al gerente de planta, así como a la Comisión Nacional de Energía Eléctrica, junto con el plan de contingencia a ser adoptado en el caso de emergencias.

Se registran todas las observaciones resultantes de las inspecciones. Los formularios que se proveen en el Apéndice A y B del Manual de Operación Mantenimiento y Vigilancia de Hidroeléctrica San Isidro tienen ese propósito. La frecuencia requerida de inspección y control se resume en la Tabla 1 de dicho manual. La frecuencia de observaciones puede ser modificada en el futuro con base en los resultados de las inspecciones y control. Se pueden seleccionar frecuencias reducidas para ajustarse a restricciones estacionales.

Cualquier cambio que sea propuesto en la frecuencia será notificado la CNEE con anticipación. Se hace una inspección visual de la presa y de la condición superficial por lo

menos una vez por mes. Todas las inspecciones serán realizadas por el supervisor de obra

civil de la Hidroeléctrica San Isidro.

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2.1.3 Inspecciones intermedias

La inspección, consiste de una inspección de campo total de la presa, un examen de los registros de las inspecciones previas, y un examen de los datos sobre el funcionamiento pasado y presente de la presa y de su instrumentación. Como una regla general, las Inspecciones Intermedias son orientadas como inspecciones más formales, semi anuales.

Se envían listas de comprobación completas a los departamentos pertinentes para su examen. El informe de la Inspección Intermedia debe incluir un informe formal escrito con conclusiones y recomendaciones, una lista de comprobación y registro fotográfico de cualquier circunstancia inusual.

Cualquier condición inusual que parezca crítica o peligrosa debe ser informada inmediatamente al gerente de planta.

Durante las inspecciones intermedias, se debe ejecutar una total inspección de campo y un informe escrito, con la elaboración de una lista de comprobación y fotografías. El informe de la Inspección Intermedia debe estar acompañado de un acta notarial en el cual se confirme la fuente de los datos, la validez del informe y las correspondientes fotografías. Todas las inspecciones serán realizadas por el supervisor de obra civil de la Hidroeléctrica San Isidro.

2.1.4 Inspecciones especiales

Otras inspecciones de esta estructura se hacen inmediatamente después de cualquier circunstancia climática, tal como un huracán, lluvia muy fuerte o vientos muy altos o sismos. Todas las inspecciones son realizadas por el supervisor de obra civil de la Hidroeléctrica San Isidro. Como regla general, las Inspecciones Especiales deben ejecutarse después de cambios significativos en los niveles de agua del embalse, cambios programados y no programados en las operaciones normales o estándar, actividad de construcción, inundaciones, vendavales, perturbaciones sísmicas, eventos inusuales como incendios, y observaciones inusuales como grietas, sedimentaciones, sumideros, grandes fugas imprevistas y fallas en la talud.

Una vez acontecidos el(los) evento(s) arriba mencionado(s), el ingeniero responsable de la seguridad de la presa debe especificar los requerimientos para documentación e informe junto con las listas de comprobación de la inspección y los procedimientos para el examen.

Las observaciones de las inspecciones visuales son registradas en registros por separado. Se observa que es importante registrar las observaciones que indican que las condiciones no han cambiado o que son favorables como las condiciones existentes cuando se observa o mide nueva información. Los informes de las inspecciones especiales deberán entregarse dentro de un tiempo que no exceda los 30 días después de la fecha de ocurrencia del evento.

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2.1.5 Exámenes de seguridad de la presa

Es la evaluación sistemática de la seguridad de la presa, la cual es llevada a cabo a intervalos regulares por un equipo de ingenieros calificados, y aceptados por la Comisión Nacional de Energía Eléctrica, CNEE, por medio de inspecciones de las estructuras, evaluación del funcionamiento, y examen del diseño original y registros de construcción para asegurar que ellos cumplen con los criterios actuales.

Cada diez años, un grupo de Ingenieros especialistas en evaluación de seguridad de presas conducirá una evaluación de la seguridad de la Presa. Esta revisión incluirá una evaluación de todos los registros. Se preparara un informe sobre la condición de la Presa. EI informe con el detalle de los resultados de la primera revisión será entregado la CNEE.

2.1.6 Control de la presa

La instrumentación de la Presa consiste en la medición del nivel del agua de la elevación de la superficie del embalse formado por el canal, la filtración aguas abajo de la presa y las mediciones de deformación tomadas en los monumentos de la superficie y en la superficie del coronamiento de la presa; los manuales de los equipos se encuentran disponibles para su uso y/o consulta, en la biblioteca de casa de máquinas.

2.1.7 Frecuencia de medición y trazado de la información sobre deformaciones

La frecuencia de las mediciones del estudio de la Presa se llevará a cabo por lo menos de forma semestral, durante la época de estiaje y la época lluviosa y se trazarán inmediatamente sobre gráficos para compararlas con registros anteriores. Con base en análisis de la información, se establecerán envolventes sobre los gráficos como límites superiores para deformaciones aceptables. Si la información indica que la velocidad de deformación está en aumento en alguna área o que ha excedido los envolventes sobre los gráficos, la situación será notificada de manera inmediata al Gerente de Planta.

2.2 Pronóstico de lluvias y crecidas

En la sala de controles de la casa de máquinas y en las oficinas en la residencia de los colaboradores se dispone de computadora con acceso a internet. Con esta herramienta se observa el desarrollo de posibles eventos de lluvias intensas y duraderas que podrían originar una crecida en la cuenca. Esto servirá para tomar precauciones en el manejo del agua en el embalse. Esta actividad está bajo responsabilidad del gerente de operaciones.

Teniendo en cuenta la posibilidad de inundaciones, basados en datos y boletines del el Instituto Nacional de Sismología, Vulcanología, Hidrología y Meteorología, INSIVUMEH y la Coordinadora de Reducción de Desastres CONRED, se ha de mantener condiciones especiales de monitoreo, durante las cuales se anotaran en bitácora de operaciones los incrementos de nivel.

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2.3 Recursos disponibles durante una emergencia

El Gerente de Operaciones del Sistema Hidroeléctrico de San Isidro tomará las decisiones necesarias para la reparación y operación de las obras y embalse/canal y para actuar durante una emergencia. Se dispone de los recursos siguientes:

Un mínimo de 2 vehículos todo terreno, hasta un máximo de 10.

Linternas portátiles.

Alimentación alternativa de los obras de descarga: generador diesel en la casa de máquinas y las obras de presa y la casa de los colaboradores.

Reservas de combustible, diesel 6,000 gal (dos cisternas de 3,000 gal cada uno, una en el sitio de Presa y otra en el área de la Casa de Máquinas).

Un sistema de radiocomunicación: se utiliza un canal de comunicación con un alcance local suficiente para todas las instalaciones del sistema y con alcance a la cabecera municipal de San Jerónimo y al núcleo de población de Santa Bárbara.

Teléfono fijo en la casa de máquinas (2327 7071 y 2327 7073), adicionales a los celulares de todos los colaboradores.

Con el AMM se tiene comunicación vía telefónica y radio.

Con la CNEE existe comunicación vía telefónica.

Motosierra, soldadora eléctrica, soldadora portátil de gasolina para efectuar trabajos varios en emergencias.

Motogenerador, extensiones y cables auxiliares.

Lazos, escaleras, linternas, botiquines equipados y camillas.

Recua (conjunto de mulas) disponibles al momento de la emergencia, en caso de imposibilitarse el uso de vehículo en determinadas áreas.

Albergues temporales en bodega.

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2.3.1 Localización de rutas de evacuación y equipo de primeros auxilios.

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2.4 Respuesta en períodos de oscuridad o adversos

El personal de operación, gerente de planta, supervisor de operación y planificación y coordinador administrativo residen en las cercanías de la presa (a una distancia en la cual el tiempo aproximado hasta la Casa de Máquinas en condiciones normales no supere 40 minutos).

En horas no laborables deberán estar localizables ya fuere mediante teléfono celular, radio o por el vehículo de operación. La estructura organizativa de la central está definida de manera que siempre habrá una persona responsable en el sitio, siendo el Gerente de operaciones, el Operador de Sala de Control y Mandos o el Ingeniero de Instrumentación y Control, adicional al personal de turno, para poder así tomar decisiones de forma inmediata y atender cualquier llamado de emergencia. Así mismo, la casa de máquinas es operada durante las 24horas del día, los siete días de la semana.

El equipo móvil disponible de iluminación es: una planta portátil con servicio de 110 V 220 V. Se cuenta con reflectores para iluminación en la Presa que pueden ser alimentadas a través de la planta de emergencia. Casa de máquinas cuenta con iluminación de emergencia instalada en áreas comunes.

2.5 Tiempos estimados para llevar a cabo acciones críticas

El tiempo de comunicación entre el personal de operación y el gerente de operaciones es, prácticamente instantáneo, ya que todo el personal cuenta con equipo portátil de comunicación. En todo caso se estima que los operadores y gerente de operación queden notificados en un tiempo de 5 minutos.

Desde su residencia en el campamento hacia la presa, el tiempo estimado es de 5 min.

En cuanto al tiempo de apertura de las compuertas de fondo, se estiman 5 min.

En un caso extremo, la evacuación del personal de la presa es inmediata, estimado en unos 5 min. Para evacuar la casa de máquinas, el tiempo estimado es de unos 15 min, dejando toda la casa de máquinas des-energizada.

El tiempo de comunicación entre el gerente de operaciones y el gerente general, así como con la CNEE, AMM, CONRED. Se estima en unos 5 min para cada institución, la comunicación es vía telefónica.

2.6 Archivo de Registro Permanente Todos los documentos de puesta en marcha, y Operación y Mantenimiento de la Central Hidroeléctrica San Isidro, entre los que se encuentran:

1. Especificaciones Técnicas de Construcción. 2. Planos de diseño.

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3. Planos como construído (As Built). 4. Manual de Operación, Mantenimiento y Vigilancia de Presa. 5. Manuales de Operación y Mantenimiento de Planta. 6. Registro de inspecciones de Presa. 7. Exámenes de Seguridad de Presa.

Y en general, toda la documentación técnica, se encuentran en la Biblioteca Técnica de la Central Hidroeléctrica Matanzas, Km. 142 Carretera a Cobán, Baja Verapaz, Guatemala, específicamente en el edificio administrativo de la misma.

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3. VULNERABILIDAD DEL ÁREA DE INFLUENCIA Se ha procedido a analizar el riesgo existe en la zona a causa de una posible rotura de la Presa de San Isidro, considerando una serie de hipótesis y estimando las áreas inundables en función de dichas hipótesis. Para llevar a cabo dicho estudio se ha empleado un Software de Modelización de flujos 2D, IBER.

En el ANEXO I se presenta una descripción del modelo matemático realizado así como la justificación de cómo se han creado los mapas de inundación.

3.1 Descripción del modelo

La Presa de San Isidro pertenece a un sistema hidráulico que parte desde el Embalse de Chilascó, regulado a su vez por la presa de mismo nombre, aguas abajo del mismo se encuentra una derivación de cauces, dividiéndose en dos, por una parte el cauce natural y por otra el canal con sus correspondientes compuertas de regulación, canal que finaliza al llegar a la Presa de San Isidro, objetivo último del estudio de rotura.

La presa de San Isidro es una presa de hormigón cuya coronación se encuentra a la cota 1836.5 msnm, la longitud de coronación es de 18 metros y el ancho de coronación es de 0.70 metros. El canal discurre cercano a la población de Santa Cruz, perteneciente a San Jerónimo.

Aguas abajo de la presa hasta aguas abajo de la casa de máquinas, se encuentran numerosas zonas de vegetación abundante, por el contrario aguas arriba de la presa, en su margen derecha se encuentran numerosas viviendas. En el área de influencia del cauce del canal se ha identificado infraestructura que potencialmente pudiera estar expuesta a los efectos de la onda de crecida que se desencadenaría en caso de falla. El canal discurre por un antiguo cauce aguas abajo de la presa de San Isidro y se presenta un cauce no muy definido, rocoso, sin una cuenca topografía bien definida. Dicho cauce no presenta infraestructuras, usos de vivienda y agrícolas, en sus márgenes. El desarrollo futuro de la zona para el establecimiento de viviendas o desarrollo agrícola, puede ser importante debido a las mencionadas características del cauce. Debido a las zonas boscosas, es difícil identificar posibles afecciones una vez aguas abajo de la presa de San Isidro.

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Figura 1. Zona de estudio.

La evaluación del riesgo por inundaciones a que están expuestas las áreas indicadas arriba, se hizo mediante la simulación matemática del flujo bidimensional de agua que se generaría en un evento crítico. El modelo utilizado para la simulación es la herramienta IBER, modelo matemático bidimensional para la simulación de flujos en ríos, en el cual es posible simular la ruptura de la presa y el subsecuente tránsito de la crecida generada por el cauce del río.

La presa de San Isidro es de concreto de 5.5 metros de altura, construida al final de un canal de derivación del río Chilascó lo que propicia un embalse de agua con un volumen estimado en 26,400 m3 con el nivel de la lámina de agua a la cota de coronación.

La metodología empleada para su simulación se ha basado en la experiencia obtenida en anteriores simulaciones tanto con el modelo IBER como con otros modelos unidimensionales (DAMBRK, HEC-RAS). Se han empleado la Norma de Seguridad de Presas NPS de Guatemala y la Guía Técnica para la Clasificación de Presas en función del Riesgo Potencial Española para definir los riesgos, categorías de las afecciones y el tipo de rotura de la presa, y las dimensiones de la brecha, respectivamente.

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3.2 Análisis estadístico de caudales

Para realizar el estudio de caudales:

Se han recopilado los hidrogramas de la avenida centenaria y milenaria, para el río Chilascó. El resumen de datos se sintetiza en el siguiente gráfico:

Se ha calculado la capacidad del canal existente y se ha comprobado que el caudal que puede trasportar el canal es ligeramente menor que la avenida milenaria.

Sabiendo que en la configuración del sistema San Isidro, antes de que el nivel pueda llegar a la coronación de la presa de San Isidro, se produciría la rotura del flashboard sobre el vertedero de la presa de la Presa de Chilascó cuyo nivel máximo será el nivel 1835.48 msnm, y dado que la presa de San Isidro tiene aproximadamente un metro más de elevación sobre el nivel antes mencionado, además de contar con la seguridad que proveen las compuertas de entrada al canal, se considera para la simulación que:

Estando la lámina de agua en la Presa San Isidro a la cota 1836.5

msnm, únicamente comenzará a circular agua por el canal en el momento en que se produzca la rotura Presa de San Isidro.

En dicho caso, el caudal de agua que pueda llegar a pasar por el canal será siempre inferior al de la avenida.

Por tanto para el estudio de rotura de la Presa de San Isidro no se utilizarán caudales de avenidas.

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La probabilidad de falla de la presa de concreto es muy baja debido a la configuración del sistema hidráulico que forma con la Presa de Chilascó y las compuertas de acceso al canal; En cualquier caso, se evalúa el posible caudal pico que se podría generar a la hora de la rotura de la presa estando la presa en su nivel máximo de coronación. El caudal pico estimado es de 20.3 m3/s, representa aproximadamente el 54% del caudal punta de la crecida milenaria en Chilascó.

El estudio de crecidas debe basarse en supuestos que indicarán todas las áreas que pudieran inundarse debido a una severa combinación de condiciones razonablemente posibles. Normalmente, se estudian varios escenarios de fallas en presas. Estos escenarios cubren las ocasiones en que hay falla rápida, grietas grandes y condiciones conservadoras anteriores. En nuestro caso, únicamente se estudia un escenario, el cual se explica de forma concisa a continuación:

Falla repentina de la presa cuando el canal detrás de ella se encuentra lleno. El caudal pico generado por la falla de la presa es de 20.3 m3/s. Se incluye a continuación el hidrograma de rotura del canal del Sistema Hidráulico de San Isidro:

3.3 Forma y dimensiones de la brecha. Tiempos de rotura.

El modo de rotura y la forma y evolución de la brecha dependen del tipo de presa, siendo la hipótesis más común en las presas de concreto o mampostería que la rotura sea prácticamente instantánea, y total o parcial; usualmente parcial por bloques en las presas de gravedad como es nuestro caso.

En la actualidad existen diversos modelos que simulen el fenómeno de formación y progresión de la brecha, siendo uno de los más empleados el modelo de la progresión lineal, en el que se contemplan diversos parámetros geométricos y temporales.

Para el presente caso se recomienda adoptar un modo de rotura y unos parámetros tal que la rotura pueda considerarse instantánea, asimilable a tiempos de entre 10 y 15 minutos,

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con una forma rectangular de dimensiones tales que la profundidad de la brecha se extienda hasta el contacto con el cauce en el pie y el ancho sea el correspondiente a 3 bloques o 1/3 de la longitud de coronación (eligiéndose la más desfavorable de ambas anchuras).

Se ha adoptado para nuestra simulación una brecha con las siguientes características:

Cota Cresta Brecha: 1836.5 m.s.n.m.

Cota Fondo Brecha: 1831.0 m.s.n.m.

Ancho Cresta: 6.3 metros.

Ancho Fondo: 6.3 metros.

Tiempo de Rotura: 10 minutos.

Figura 2. Sección de la presa y brecha.

Se debe determinar el área potencialmente inundada mediante mapas de inundación que muestren las áreas máximas anegadas. A continuación se indican brevemente los resultados obtenidos con la herramienta IBER y en el ANEXO 1 se desarrolla la metodología para la obtención de los resultados.

3.4 Resultados

Para llevar a cabo el análisis de los resultados obtenidos en el modelo se han obtenido las distintas planas de inundación en mapas en formato ráster. El modelo IBER permite obtener multitud de parámetros a través de gráficos, vídeos y mapas ráster y vectoriales. En nuestro caso se han obtenido los siguientes parámetros:

Calado de inundación (m)

Número de Froude

Caudal específico (m³/s/m)

Velocidad (m/s)

Cota de inundación (msnm)

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Los resultados se presentan en este informe por medio de gráficos y mapas ráster. Y se analizan éstos resultados para el escenario de riesgo comentado anteriormente.

El escenario se desarrolla cuando se produce la falla repentina de la presa combinada la situación en que el canal detrás de ella se encuentra completamente lleno. El caudal pico generado por la falla de la presa es de 20.3 m3/s.

Es posible llegar a estimar los tiempos de llegada de la onda de crecida (T), a partir de la falla completa de la presa, a distintos puntos identificados, como sensibles y los respectivos niveles de la lámina de agua sobre el nivel el terreno.

En nuestro caso, los principales puntos de puntos de riesgo son las viviendas situadas en la margen derecha del canal, concretamente las que se encuentran más cercanas a la presa de San Isidro, debido a que tras la rotura de la misma se ven afectadas, aunque no de un grado de gran importancia, se puede afirmar que el riesgo de inundación es evidente, aunque limitado, ya que la perdida potencial de vidas queda prácticamente descartada dicha hipótesis debido a que son calados que oscilan entre 0 y 1 metros en zonas llanas (velocidades inferiores a 1 m/s). Se muestran más adelante la plana de inundación correspondiente.

La clasificación de la presa en las 4 categorías existentes: Riesgo muy alto, alto, bajo o muy bajo de acuerdo con el Cuadro 1-1. Clasificación de las presas en términos de las consecuencias de falla (Se incluye en el Anexo 1), de la Norma de Seguridad de Presas (NPS) en Guatemala, emitida por la Comisión Nacional de Energía Eléctrica CNEE , en vigencia a partir de octubre de 1999 (resolución CNEE 29 99).

La Presa de San Isidro está clasificada con una categoría de consecuencias Bajas de acuerdo con las Normas de Seguridad de Presas (NSP) debido a que no existe riesgo evidente de perdida potencial de vidas bajo las hipótesis de avenidas y roturas de la presa comentadas anteriormente. El área que abarca la inundación, no tiene una extensión considerable, se puede afirmar que no ocupa áreas de riesgos potencialmente altos, es decir, los daños, en caso de producirse, serían daños menores con pérdidas económicas mínimas limitadas. Además no se produciría una pérdida significativa o deterioro del hábitat para la vida salvaje y/o para la pesca, especies raras o en peligro, paisajes únicos o sitios de significancia cultural.

La Presa de San Isidro pertenece a un sistema hidráulico que parte desde el Embalse de Chilascó, regulado a su vez por la presa de mismo nombre, aguas abajo del mismo se encuentra una derivación de cauces, dividiéndose en dos, el cauce natural y hacia un canal con sus correspondientes compuertas de regulación, canal que finaliza en la Presa de San Isidro, objetivo último del estudio de rotura. La presa de San Isidro es una presa de hormigón cuya coronación se encuentra a la cota 1836.5 msnm, la longitud de coronación es de 18 metros y el ancho de coronación es de 0.70 metros.

El canal discurre cercano a la población de Santa Cruz, perteneciente a San Jerónimo. Aguas abajo de la presa hasta aguas abajo de la casa de máquinas, se encuentran numerosas zonas de vegetación abundante, por el contrario aguas arriba de la presa, en su margen derecha

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se encuentran numerosas viviendas. En el área de influencia del cauce del se ha identificado infraestructura que potencialmente pudiera estar expuesta a los efectos de la onda de crecida que se desencadenaría en caso de falla.

El canal discurre por un antiguo cauce, una vez aguas abajo de la presa de San Isidro, se presenta un cauce no muy definido, rocoso, sin una cuenca topografía bien definida. Dicho cauce no presenta infraestructuras, usos de vivienda y agrícolas, en sus márgenes. El desarrollo futuro de la zona para el establecimiento de viviendas o desarrollo agrícola, puede ser importante debido a las mencionadas características del cauce. Debido a las zonas boscosas, es difícil identificar posibles afecciones una vez aguas abajo de la presa de San Isidro.

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4. SITUACIÓN DE EMERGENCIA

4.1 Clasificación de Emergencias

Se han establecido dos categorías de emergencias:

1. EMERGENCIAS DE CATEGORÍA A: La falla es inminente o ha ocurrido. En esta categoría se parte de que la condición reportada representa una situación incontrolable que está conduciendo a la falla; o una falla actual de la presa y el embalse detrás de ella está perdiendo agua o el embalse de regulación está perdiendo agua. Se supone, en este caso, que no se dispone de tiempo para evaluar y controlar la situación.

2. EMERGENCIAS DE CATEGORÍA B: Se está desarrollando una situación potencialmente peligrosa. Bajo esta categoría la condición reportada representa una situación donde la falla puede desencadenarse; Sin embargo, acciones de respuesta pueden impedir o mitigar la misma. En este caso, se espera tener cierto tiempo disponible antes de la falla con pérdida de agua de los embalses.

4.2 Identificación y evaluación de emergencias

4.2.1 Condiciones que indican una emergencia

A continuación se distinguen las anomalías que podrían representar condiciones favorables para desencadenar una emergencia, ya sea de categoría A o B. Es importante notar que no todas las condiciones pueden ser anticipadas.

4.2.1.1 EMERGENCIAS DE CATEGORÍA A: La falla es inminente o ha ocurrido. Las anomalías incluidas en el Cuadro 4.1 deben considerarse como situaciones que podrían desencadenar una emergencia de Categoría A; excepto que el Comité de Emergencia determine que otros factores conocidos puedan impedir la falla inminente de la presa.

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Anomalías que podrían desencadenar una emergencia de categoría A.

Escenario

Signos posibles del escenario

Medio de detección

1. Brecha o falla con flujo incontrolado del agua del embalse detrás de la presa de derivación y del embalse de regulación.

Evidentes para un observador.

Observación directa in situ.

2. Sobrepaso o conocimiento de que la presa será sobrepasada por una crecida.

Elevación del nivel del embalse más allá de los niveles aceptables.

Observación en escala.

3. Progresivo ensanchamiento de grietas con filtraciones incontrolables en presa o embalse.

Aumento de caudales de Filtración.

Observación directa.

4. Inestabilidad de los estribos de la presa

Derrumbes, hundimientos y deslizamientos de material o deformaciones en estribos.

Observación directa in situ.

5. Filtraciones con flujo creciente

Aumento de caudales de filtración; turbiedad del agua de drenaje

Observación directa.

6. Deslizamiento inminente de gran magnitud en el embalse detrás de la presa.

Evidentes para un observador.

Observación directa.

7. Acumulación de residuos, sedimentos, troncos, piedras que interfieran el flujo normal del agua.

Evidentes para un observador.

Observación directa.

Cuadro 4.1 Anomalías que podrían desencadenar una situación de emergencia

4.2.1.2 EMERGENCIAS DE CATEGORÍA B: Se está desarrollando una situación potencialmente peligrosa. La evaluación de anomalías que puede desencadenar una emergencia de Categoría B dependerá, principalmente, del juicio del Comité de Emergencia. Este juicio estará apoyado en los datos del sistema de monitoreo de la presa. Además, se considerará la comparación del comportamiento actual de la presa (tal como deformaciones, presiones, caudales, etc.) con las condiciones de riesgo (niveles de comportamiento que se aproximan a las condiciones de peligro potencial) o con las condiciones de diseño, según sea apropiado. Las siguientes condiciones, entre otras, pueden considerarse potencialmente como alerta de emergencia de categoría B.

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Nuevas grietas o desplazamientos observados en la presa después de un movimiento sísmico;

Actos significativos de vandalismo o sabotaje; Allanamiento de las instalaciones por descontento social;

Incendio causado por corto circuito o descarga atmosférica;

Inestabilidad en los estribos;

Filtraciones con flujo creciente a través de la presa o márgenes del embalse de regulación;

Falla de las obras de descarga;

Deslizamiento de tierra (o alud);

Sismos o terremotos;

Crecidas extraordinarias, derivadas de huracanes, depresiones tropicales, tormentas, erupciones.

4.2.2 Criterios para cambiar la categoría de emergencia o determinar su finalización

El Coordinador del Comité de Emergencia de la Central Hidroeléctrica de San Isidro en conjunto con el equipo conformado por los supervisores y operadores, calificarán e indicarán un cambio en la categoría de la Emergencia o la finalización de la misma. Esta calificación se basará en la evaluación de las condiciones de desarrollo de las condiciones que motivaron la misma. Los cambios de categoría pueden incluir:

Cambio de emergencia de categoría A hacia categoría B, o finalización de la emergencia de categoría A. El cambio de una emergencia de categoría A se solicitará solamente cuando exista suficiente evidencia de que la falla inminente no ocurrirá.

Cambio de emergencia de categoría B hacia categoría A. Esto se solicitará cuando la falla ha iniciado o ha ocurrido; la situación se hace incontrolable e impredecible, conduciendo a una falla; o la condición indica falla inminente.

Cambio de emergencia de categoría B a finalización de la emergencia. Se solicitará solamente cuando todas las notificaciones y acciones asociadas a la gravedad de la anomalía se han completado y la situación potencialmente riesgosa ha pasado.

4.3 Acciones a seguir en caso de emergencia

4.3.1 Detección de anomalías o falla en la presa o embalse

Al momento de que un operador u otra persona detectaran una anomalía o falla en la presa o en sus inmediaciones, deberá comunicarla al Gerente de Planta y/o al Supervisor de Operaciones.

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La comunicación deberá transmitir con claridad la naturaleza del incidente. Si a juicio del operador se trata de una situación de mucha urgencia, informará primero de ello al Gerente de Planta y/o al Supervisor de Operaciones y luego procederá a completar su informe (Ficha de informe, Apéndice D). El operador permanecerá próximo al lugar del incidente y en comunicación con el Gerente de Planta y/o al Supervisor de Operaciones observando la evolución de la anormalidad detectada y en condiciones de proveer la información que le pueda ser requerida. El operador permanecerá en esa condición hasta recibir instrucciones de parte del gerente de Planta.

El Gerente de Planta y/o el Supervisor de Operaciones se trasladarán al sitio y convocará al Comité de Emergencia (Supervisores), quienes se trasladarán al sitio. En base a la información de que se dispone sobre el evento, se determinará la gravedad de la anomalía y se procederá a realizar las notificaciones que correspondan, indicando si fuera el caso, la declaración de la emergencia.

Una vez declarada la emergencia por parte del gerente de planta y/o el Supervisor de operaciones, se procederá a los cursos de acción dependiendo si la emergencia es de categoría A o B.

4.3.2 Acciones ante emergencias Categoría A: La falla es inminente o ha ocurrido

Si el Comité de Emergencia coordinado por el gerente de planta y/o por el Gerente de operaciones determinara que la falla es inminente y no es posible tomar ninguna medida que controle o demore ese evento, se llevará a cabo el siguiente conjunto de acciones:

1. Seguir el plan de notificaciones del flujograma (Fig. 4.1). La comunicación típica en esta

situación sería: "La presa y/o el Embalse San Isidro ha fallado a las (indicar la hora exacta de la falla). Por favor lleve a cabo sus tareas asignadas en el Plan de Preparación de Emergencias para esta presa."

En el sitio de presa el operador deberá llevar a cabo las indicaciones que le proporcione el Operador de la Sala de Control y Mandos.

2. En sala de Control detener inmediatamente la unidad o unidades en funcionamiento y

de ser posible en presa San Isidro cerrar la compuerta Intake y abrir compuertas de By Pass y de fondo; Cerrar las tres compuertas de ingreso al canal, en presa Chilascó apertura de compuerta ecológica.

3. Operador de Sala de Control realiza conteo de personal y contratistas. Evacuar el sitio si amerita realizarlo por medio de las salidas de evacuación y siguiendo las rutas y puntos de reunión claramente ya pre establecidos por TECNOGUAT y de conocimiento del personal. Realizar una inspección visual de presas, inspección visual superficial de tubería de presión. Coordinar con la Gerencia de Operaciones una posterior inspección de tubería de presión (para más información le remitimos al Manual de Operaciones del Sistema Hidroeléctrico de San Isidro) Informar al AMM y CNEE de estado de planta y presas.

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Si el Comité de Emergencia determinara que existen acciones que disminuirían la magnitud de la falla o la demorarían, procederá, de igual manera a cumplir el diagrama de notificaciones (Cuadro 4.1), y posteriormente llevará a cabo las acciones recomendables para el tipo de anomalía que se esté desarrollando, previo a la evacuación de las instalaciones.

En la etapa de detección de la falla de categoría A, el coordinador del comité de emergencia (Gerente de planta y/o el Gerente Operaciones) informará a:

1. Bomberos voluntarios de Tactic o Salamá, quienes se trasladarán hacia el sitio de

la emergencia para estar disponibles, si se declara la misma.

Una vez declarada la emergencia, se procederá a la realización de avisos de acuerdo con los diagramas de flujos de información mostrados en Anexo 5 (Fig. 4.1), se informará inmediatamente a: 1. Bomberos voluntários de Tactic o Salamá. 2. Administración del Mercado Mayorista (AMM). 3. CONRED, para brindar asesoría necesaria, según la magnitud del evento. 4. CNEE, quienes deberán mantenerse informados de la emergencia. 5. Municipalidad de San Jerónimo y Santa Bárbara, quienes deberán mantenerse

informados de la emergencia.

4.3.3 Acciones ante emergencias Categoría B: Se está desarrollando una situación potencialmente peligrosa

Si el Comité de Emergencia determinara que se está desarrollando una situación del tipo indicado en el inciso 4.2.1.2 que se considere potencialmente peligrosa pero sin riesgo de rotura inminente y que pueda propiciar una emergencia de categoría tipo B, llevará a cabo el siguiente conjunto de acciones:

1. Dar cumplimiento al plan de notificaciones del flujograma correspondiente (Fig. 4.2). 2. Analizar la situación, con el apoyo de la opinión de expertos si es necesario, y

determinar el curso de acción a seguir. 3. Evaluar la evolución de la anomalía.

Una vez declarada la emergencia de categoría B, el jefe del comité de emergencia (gerente de operaciones) informará inmediatamente a:

1. Bomberos Voluntarios, quienes brindarán apoyo en los aspectos de socorro. 2. Administración del Mercado Mayorista (AMM), quienes realizarán las operaciones

necesarias para suministrar la potencia fuera de servicio, en caso de un eventual desarrollo de la emergencia a categoría A.

3. CONRED, para brindar apoyo y asesoría necesarios, según la magnitud del evento, en caso del desarrollo de la emergencia a categoría A.

4. CNEE, quienes deberán mantenerse informados de la emergencia y su desarrollo en el tiempo.

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4.3.4 Exhibición de los flujogramas de notificaciones

Los flujogramas de notificaciones para las categorías A y B estarán exhibidos en un lugar visible en los siguientes lugares:

1. Oficina del Gerente de Planta, quien es el encargado de control y previsión de la

misma. 2. Sala de Control en Casa de Máquinas del sistema hidroeléctrico de San Isidro y también

en Casa de Máquinas de Hidroeléctrica Matanzas ya que también tienen control desde dicha sala de mandos.

3. Garita de control en Sitio de Presa. 4. Oficinas centrales de TECNOGUAT, quien es la responsable primaria de la operación de

la presa.

4.3.5 Validación de las notificaciones

En la cadena de notificaciones, los interlocutores no necesariamente se conocen, por lo que es muy importante la validación de las mismas. Se establecerá un mecanismo de autenticación de las notificaciones con entidades fuera de la empresa operadora de la presa, durante la presentación del PPE a los involucrados, una vez sea aprobado por la CNEE. Este mecanismo establecerá que toda notificación debe ser legitimada mediante la solicitud de una clave confidencial, tanto del emisor como del receptor de la notificación. El procedimiento de validación será revisado anualmente, durante la actualización del PPE.

4.3.6 Mantenimiento y prueba del PPE

Una vez aprobado el PPE por CNEE, éste será enviado a las personas e instituciones involucradas, además de TECNOGUAT, S.A. (Ver listado en el Apéndice E)

1. Municipalidad de San Jerónimo 2. Bomberos Voluntarios de Tactic y Salamá 3. Administración del Mercado Mayorista AMM 4. Coordinadora Nacional para la Reducción de Desastres (CONRED) 5. Comisión Nacional de Energía Eléctrica

Las instituciones que reciban el documento final firmarán la nota de recibido (ver apéndice E con el listado oficial de poseedores de ejemplares del PPE). La evidencia será enviada a CNEE. La gerencia de planta convocará a los involucrados para presentarles el PPE.

Una vez aprobado el PPE, se realizará una capacitación al personal de la planta para que se familiarice con el plan establecido.

El PPE será actualizado una vez al año, se presentarán y entregarán los documentos actualizados a los involucrados. En el apéndice F se presenta la hoja de registro de las actualizaciones que se vayan realizando. Estas actividades son responsabilidad del Gerente de Planta de la Central Hidroeléctrica San Isidro.

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APÉNDICE A: PLANO DE LOCALIZACIÓN (Se adjunta copia digital al PPE)

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APÉNDICE B: RESUMEN DE CARACTERÍSTICAS DE SISTEMA

Cuadro B.1 Características principales de la Hidroeléctrica San Isidro

CARACTERÍSTICA MAGNITUD UNIDAD

Capacidad instalada 3.93 MW

Caudal de diseño 2.00 m³/s

Caída bruta 226.00 M

Caudal máximo 2.00 m³/s

Nivel de eje de turbina 1,608.13 msnm

Cuadro B.2 Características específicas de la presa de Hidroeléctrica San Isidro

Localización Km. 142 Ruta CA-14 Carretera a Cobán

Localización geográfica 15° 05’ 52.33” N & 90° 04.70” O

Nombre de Río Chilascó

Tipo de construcción de presa Concreto Armado

Tipo de uso de la presa Embalse

Volumen del embalse 26,400 m³

Altura total de la presa 5.50 m

Nivel de corona de la presa 1,836.50 msnm

Longitud de corona 18.80 m

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APÉNDICE C: MAPA DE INUNDACIÓN

- Plano de inundación con rotura (Se adjunta copia digital al PPE)

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APÉNDICE D: FICHA DE INFORME DE EVENTOS ANORMALES

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APÉNDICE E: LISTADO DE PERSONAS QUE CONTARÁN CON COPIA DE PPE

NOMBRE POSICIÓN/CARGO INSTITUCIÓN/EMPRESA RECIBIDO

Lic. Jorge Arauz Director CNEE CNEE Orlando López Gerente de País ENEL/TECNOGUAT

Luis Grajeda Gerente de Planta ENEL/TECNOGUAT

Rudy Morales Gerente Sede CONRED/SEDE SALAMA

Moisés Canahuí Alcalde municipal Muni. San. Jerónimo

Edgar Navarro Presidente AMM

Sr. José Caal Director Bomberos Voluntarios Salamá

Nota. Cada organismo o institución será responsable de proporcionar una copia del PPE al personal de su dependencia que deba ejecutar las acciones indicadas en el PPE

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APÉNDICE F: REGISTRO DE ACTUALIZACIONES DEL PPE

Fecha Actualizado por Agregado Observaciones

Año 2003 Tecnoguat, S.A. Primer PPE

Diciembre 2014 Tecnoguat, S.A. Segundo PPE

Diciembre 2015 Tecnoguat, S.A. Actualización PPE

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ANEXO 1 MODELACION MODELO MATEMÁTICO PARA MAPAS DE CRECIDAS

A1.1 DESCRIPCIÓN DEL MODELO MATEMÁTICO

La Presa de San Isidro pertenece a un sistema hidráulico que parte desde el Embalse de Chilascó, regulado a su vez por la presa de mismo nombre, aguas abajo del mismo se encuentra una derivación de cauces, dividiéndose en dos, por una parte el cauce natural y por otra el canal con sus correspondientes compuertas de regulación, canal que finaliza en la Presa de San Isidro, objetivo último del estudio de rotura.

La presa de San Isidro es una presa de hormigón cuya coronación se encuentra a la cota 1836.5 msnm, la longitud de coronación es de 18 metros y el ancho de coronación es de 0.70 metros. El canal discurre cercano a la población de Santa Cruz, perteneciente al municipio de San Jerónimo.

Aguas abajo de la presa hasta aguas abajo de la casa de máquinas, se encuentran numerosas zonas de vegetación abundante, por el contrario aguas arriba de la presa, en su margen derecha se encuentras numerosas viviendas. En el área de influencia del cauce del se han identificado infraestructura que potencialmente pudieran estar expuestas a los efectos de la onda de crecida que se desencadenaría en caso de falla.

El canal discurre por un antiguo cauce, una vez aguas abajo de la presa de San Isidro, se presenta un cauce no muy definido, rocoso, sin una cuenca topografía bien definida. Dicho cauce no presenta infraestructuras, usos de vivienda y agrícolas, en sus márgenes. El desarrollo futuro de la zona para el establecimiento de viviendas o desarrollo agrícola, puede ser importante debido a las mencionadas características del cauce. Debido a las zonas boscosas, es difícil identificar posibles afecciones una vez aguas abajo de la presa de San Isidro.

Casa de Máquinas San Isidro Presa San Isidro

Figura 3. Zona de estudio.

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La evaluación del riesgo por inundaciones a que están expuestas las áreas indicadas arriba, se hizo mediante la simulación matemática del flujo bidimensional de agua que se generaría en un evento crítico. El modelo utilizado para la simulación es la herramienta IBER, modelo matemático bidimensional para la simulación de flujos en ríos, en el cual es posible simular la ruptura de la presa y el subsecuente tránsito de la crecida generada por el cauce del río.

La presa de San Isidro es de concreto de 5.5 metros de altura, situada al final de un canal de derivación del río Chilascó lo que propicia un embalse de agua con un volumen estimado en 26,400 m3 con el nivel de la lámina de agua bajo la cota de coronación.

La metodología empleada para su simulación se ha basado en la experiencia obtenida en anteriores simulaciones tanto con el modelo IBER como con otros modelos unidimensionales (DAMBRK, HEC-RAS). Se han empleado la Norma de Seguridad de Presas NSP de Guatemala y la Guía Técnica para la Clasificación de Presas en función del Riesgo Potencial Española para definir los riesgos, categorías de las afecciones y el tipo de rotura de la presa, y las dimensiones de la brecha, respectivamente.

A1.2 Análisis estadístico de caudales

Se han recopilado los hidrogramas de la avenida centenaria y milenaria, para el río Chilascó.

El resumen de datos se sintetiza en el siguiente gráfico:

Se ha calculado la capacidad del canal existente y se ha comprobado que el caudal que puede trasportar el canal es ligeramente menor que la avenida milenaria.

Sabiendo que en la configuración del sistema San Isidro, antes de que el nivel pueda llegar a la coronación de la presa de San Isidro, se produciría la rotura del flashboard sobre el vertedero de la presa de la Presa de Chilascó cuyo nivel máximo será el nivel 1835.48 msnm, y dado que la presa de San Isidro tiene aproximadamente un metro más de elevación sobre el nivel antes mencionado, además de contar con la seguridad que proveen las compuertas de entrada al canal, se considera para la simulación que:

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Estando la lámina de agua en la Presa San Isidro a la cota 1836.5 msnm, únicamente comenzará a circular agua por el canal en el momento en que se produzca la rotura Presa de San Isidro.

En dicho caso, el caudal de agua que pueda llegar a pasar por el canal será

siempre inferior al de la avenida.

Por tanto para el estudio de rotura de la Presa de San Isidro no se utilizarán caudales de avenidas.

La probabilidad de falla de la presa de concreto es muy baja debido a la configuración del sistema hidráulico que forma con la Presa de Chilascó y las compuertas de acceso al canal; En cualquier caso, se evalúa el posible caudal pico que se podría generar a la hora de la rotura de la presa estando la presa en su nivel máximo de coronación. El caudal pico estimado es de 20.3 m3/s, representa aproximadamente el 54% del caudal punta de la crecida milenaria en Chilascó.

El estudio de crecidas debe basarse en supuestos que indicarán todas las áreas que pudieran inundarse debido a una severa combinación de condiciones razonablemente posibles. Normalmente, se estudian varios escenarios de fallas en presas. Estos escenarios cubren las ocasiones en que hay falla rápida, grietas grandes y condiciones conservadoras anteriores. En nuestro caso, únicamente se estudia un escenario, el cual se explica de forma concisa a continuación:

Falla repentina de la presa cuando el canal detrás de ella se encuentra lleno. El caudal pico generado por la falla de la presa es de 20.3 m3/s. Se incluye a continuación el hidrograma de rotura del canal del Sistema Hidráulico de San Isidro:

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Cota Cresta Brecha: 1836.5 m.s.n.m.

Cota Fondo Brecha:

Ancho Cresta:

1831.0 m.s.n.m.

6.3 metros.

Ancho Fondo: 6.3 metros.

Tiempo de Rotura: 10 minutos.

A1.3 Forma y dimensiones de la brecha. Tiempos de rotura.

El modo de rotura y la forma y evolución de la brecha dependen del tipo de presa, siendo la hipótesis más común en las presas de concreto o mampostería que la rotura sea prácticamente instantánea, y total o parcial; usualmente parcial por bloques en las presas de gravedad como es nuestro caso.

En la actualidad existen diversos modelos que simulan el fenómeno de formación y progresión de la brecha, siendo uno de los más empleados el modelo de la progresión lineal, en el que se contemplan diversos parámetros geométricos y temporales. Para el presente caso se recomienda adoptar un modo de rotura y unos parámetros tal que la rotura pueda considerarse instantánea, asimilable a tiempos de entre 10 y 15 minutos, con una forma rectangular de dimensiones tales que la profundidad de la brecha se extienda hasta el contacto con el cauce en el pie y el ancho sea el correspondiente a 3 bloques o 1/3 de la longitud de coronación (eligiéndose la más desfavorable de ambas anchuras).

Se ha adoptado para nuestra simulación una brecha con las siguientes características:

Figura 4. Sección de la presa y brecha.

Se debe determinar el área potencialmente inundada mediante mapas de inundación que muestren las áreas máximas anegadas. A continuación se explica el procedimiento seguido para llevar a cabo la simulación mediante la herramienta IBER.

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A1.4 Modelo IBER

A1.4.1 Introducción

IBER es un modelo matemático bidimensional para la simulación de flujos en ríos y estuarios promovido por el Centro de Estudios Hidrográficos del CEDEX y desarrollado en colaboración con el Grupo de Ingeniería del Agua y del Medio Ambiente, GEAMA (de la Universidad de A Coruña), el Grupo Flumen (de la Universitat Politécnica de Catalunya UPC y de la Universitat de Barcelona UB) y el Centro Internacional de Métodos Numéricos en Ingeniería, CIMNE (vinculado a la Universidad Politécnica de Cataluña UPC), en el marco de un Convenio de Colaboración suscrito entre el CEDEX y la Dirección General del Agua.

El modelo IBER surge como respuesta al interés mostrado por el Centro de Estudios Hidrográficos del CEDEX en disponer de una herramienta que facilite la aplicación de la legislación sectorial vigente en materia de aguas, especialmente en los requerimientos derivados de la Directiva Marco del Agua, la Instrucción de Planificación Hidrológica, la Directiva de Inundaciones o el Plan Nacional de Calidad de las Aguas.

El rango de aplicación de IBER abarca la hidrodinámica fluvial, la simulación de rotura de presas, a evaluación de zonas inundables, el cálculo de transporte de sedimentos y el flujo de marea en estuarios, entre otros:

Simulación del flujo en lámina libre en cauces naturales.

Evaluación de zonas inundables. Cálculo de las zonas de flujo preferente.

Cálculo hidráulico de encauzamientos.

Cálculo hidráulico de redes de canales en lámina libre.

Cálculo de corrientes de marea en estuarios.

Estabilidad de los sedimentos del lecho.

Procesos de erosión y sedimentación por transporte de material granular.

El modelo IBER consta actualmente de 3 módulos de cálculo principales: un módulo hidrodinámico que constituye la base de IBER, un módulo de turbulencia y un módulo de transporte de sedimentos. Todos los módulos trabajan sobre una malla no estructurada de volúmenes finitos formada por elementos triangulares o cuadriláteros.

Las capacidades y características más destacadas del modelo IBER en su versión actual son las siguientes:

Resolución integrada de las ecuaciones de Saint Venant 2D.

Esquemas explícitos en volúmenes finitos con mallas no estructuradas.

Capacidad de resolver flujo sub crítico y supercrítico, incluyendo resaltos hidráulicos móviles.

Mojado y secado del dominio con la conservación exacta del volumen de agua.

Modelización de la turbulencia mediante modelos de diferente complejidad.

Cálculo de la infiltración.

Tensión superficial por viento.

Estructuras internas: puentes, compuertas y vertederos.

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Delimitación de la zona de flujo preferente según RDPH (vía de intenso desagüe y zonas de grave riesgo para personas y bienes).

Evolución del lecho debido a transporte de sedimentos por carga de fondo y en suspensión.

Integración en GIS.

Verificado y contrastado con soluciones analíticas, con otros modelos, con ensayos de laboratorio y con medidas de campo.

A1.4.2 Módulo hidrodinámico

El módulo hidrodinámico resuelve las ecuaciones de aguas someras promediadas en profundidad, también conocidas como 2D Shallow Water Equations (2D-SWE) o ecuaciones de St. Venant bidimensionales. Dichas ecuaciones asumen una distribución de presión hidrostática y una distribución relativamente uniforme de la velocidad en profundidad. La hipótesis de presión hidrostática se cumple razonablemente en el flujo en ríos, así como en las corrientes generadas por la marea en estuarios.

Asimismo, la hipótesis de distribución uniforme de velocidad en profundidad se cumple habitualmente en ríos y estuarios, aunque pueden existir zonas en las que dicha hipótesis no se cumpla debido a flujos locales tridimensionales o a cuñas salinas. En estos casos es necesario estudiar la extensión de dichas zonas y su posible repercusión en los resultados del modelo. En la actualidad, los modelos numéricos basados en las ecuaciones de aguas someras bidimensionales son los más utilizados en estudios de dinámica fluvial y litoral, evaluación de zonas inundables, y cálculo de transporte de sedimentos y contaminantes.

En el módulo hidrodinámico se resuelven las ecuaciones de conservación de la masa y de momento en las dos direcciones horizontales (x, y):

en donde h es el calado, Ux, Uy son las velocidades horizontales promediadas en profundidad, g es la aceleración de la gravedad, Zs es la elevación de la lámina libre, τs es la fricción en la superficie libre debida al rozamiento producido por el viento, τb es la fricción debido al rozamiento del fondo, ρ es la densidad del agua, Ω es la velocidad angular de rotación de la tierra, λ es la latitud del punto considerado, τexx, τexy, τeyy son las tensiones tangenciales efectivas horizontales, y Ms, Mx, My son respectivamente los términos fuente/sumidero de masa y de momento, mediante los cuales se realiza la modelización de precipitación, infiltración y sumideros.

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Se incluyen los siguientes términos fuente en las ecuaciones hidrodinámicas:

Presión hidrostática.

Pendiente del fondo.

Tensiones tangenciales viscosas y turbulentas.

Rozamiento del fondo.

Rozamiento superficial por viento.

Precipitación.

Infiltración.

Se modelan asimismo los frentes seco-mojado, tanto estacionarios como no estacionarios, que puedan aparecer en el dominio. Dichos frentes son fundamentales en la modelización de zonas inundables en ríos, así como en estuarios. De esta forma se introduce la posibilidad de evaluar la extensión de zonas inundables en ríos, así como el movimiento del frente de marea en estuarios y zonas costeras.

Para mayor información visitar www.IBERaula.es.

A1.4.3 Dominio del modelo

Una vez definidos la zona de estudio y los datos morfológicos disponibles, el siguiente paso fue definir el dominio del modelo en el entorno IBER. Tras numerosas iteraciones encaminadas a ajustar lo más posible el dominio del modelo a la extensión de terreno potencialmente afectada por la inundación, para así economizar el cálculo, se propuso el dominio representado en la siguiente figura, incluyendo el propio embalse y presa San Isidro:

Canal

Presa de San Isidro

Casa de Máquinas

Figura 5. Dominio del modelo. De acuerdo al funcionamiento intrínseco de IBER, el dominio es toda aquella superficie susceptible de ser mojada/inundada.

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A1.4.4 Malla de cálculo

Una vez definido la extensión del modelo, el siguiente paso clave se corresponde a elegir el tamaño de los elementos de la malla de cálculo. Si se consideran tamaños de malla demasiado pequeños, se ajustará mejor a la realidad pero el número de elementos será muy elevado y los tiempos de cálculo se incrementan considerablemente. Luego, fueron necesarias varías iteraciones y pruebas hasta dar con la configuración perfecta para lograr un balance óptimo entre precisión y economía de cálculo.

Además, la relación entre el tiempo de cálculo y el tamaño de la malla depende de la calidad de la información disponible, es decir, de la topografía de la zona y de los elementos singulares, siendo necesario considerar la estabilidad del modelo y tener en cuenta los resultados deseados, es decir, el tipo de parámetros y la sensibilidad de los resultados. La siguiente figura muestra los distintos factores claves para la correcta elección del tamaño de la malla de cálculo:

Por lo tanto, el primer factor a tener en cuenta es la resolución del raster MDT que se usará a posteriori para dotar de cota a cada uno de los elementos de la malla (hasta el momento el dominio se define a cota cero, aunque las Figuras 3 y 5 se corresponden con la malla con su correspondiente cota), debiendo ser coherentes y nunca menor el tamaño de elemento de la malla de cálculo que la resolución del raster.

La zona de estudio se caracteriza por ser rocosa semi-volcánica y definida por una morfología con grandes planicies e irregularidades, sin una cuenca topografía bien definida, que unido a la necesidad de modelar la Presa y el embalse, obligan a trabajar con tamaños de elemento no muy elevados para adaptar correctamente la malla a la topografía real de cara al correcto modelado numérico de la cuenca. Este factor está relacionado con tiempo de cálculo dado que el uso de elementos de menor tamaño supone el aumento del número de los mismos, lo que supondría sobrecargar aún más el modelo conjunto.

Finalmente se estableció que para conseguir conjugar tiempo de cálculo y resolución de la malla, se opta por un modelo de tamaño de elemento variable, adaptado a la topografía, singularidades disponibles y a las necesidades de resultados. Se decidió dividir la malla en varias zonas, con tamaño de elemento variable:

Zona 1 con un tamaño de elemento de 10 m corresponde con la zona principal del cauce, por dónde principalmente se desarrolla la inundación. Zona 2 con un tamaño de elemento de 3 m se dispone en canal.

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Zona 3 con un tamaño de elemento de 1 m se dispone en los elementos de la estructura de la presa.

Y por último la zona 4 cuyos elementos tienen un tamaño de 0.5 m dispuesto únicamente en la zona de presa.

Se obtuvo una malla no estructurada de cerca de 198.370 elementos triangulares y 100.570 nodos.

Figura 6. Tamaño de mallado.

Para definir completamente el modelo, es preciso asignar cotas a cada uno de los elementos antes construidos. Para ello, IBER asigna automáticamente a través de operaciones matemáticas de interpolación cotas a cada uno de los nodos de los elementos a partir del archivo raster MDT de resolución 5x5 metros antes obtenido. A posteriori, se añadió un MDT de menor resolución (1x1) en el embalse y la presa para evitar la pérdida de resolución por interpolación. El canal fue modelado directamente con el software Autocad.

La figura siguiente muestra el dominio del tramo más aguas abajo de la zona de estudio, con los tamaños de malla y elevaciones ya definidos:

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Figura 7. Malla.

A1.4.5 Condiciones hidrodinámicas

A1.4.5.1 Introducción Una vez definido la extensión del dominio, el tamaño de malla y elevación de sus elementos, es decir, la geometría completa, tenemos el modelo listo para definir los datos de partida que representan las distintas condiciones meramente hidráulicas que regirán la simulación, siendo:

Condiciones iniciales.

Condiciones de contorno de entrada.

Condiciones de contorno de salida.

Condiciones internas.

Condiciones especiales.

A1.4.5.2 Condiciones iniciales En primer lugar, se debe asignar la condición inicial a cada uno de los elementos que compone el modelo. Se puede escoger entre asignar un calado o una cota de agua.

Para este caso particular asignamos a la presa de San Isidro la cota de agua 1836.5 msnm correspondiente a la cota de coronación del embalse. Además se considera un calado en el canal tal que esté completamente lleno en el momento de la rotura, para el resto de elementos suponemos calado nulo.

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A1.4.5.3 Condiciones de contorno de entrada

Existe la posibilidad de asignar un caudal total, un caudal específico (caudal por unidad de ancho), o una cota de agua y en cada caso se exige los parámetros necesarios en función de si el régimen es sub crítico, crítico, o supercrítico.

En el caso que nos atañe, no impondremos en el canal de entrada al embalse aguas arriba ningún caudal, debido a lo comentado anteriormente en el punto anterior.

A1.4.5.4 Condiciones de contorno de salida En cuanto a las condiciones de salida, solamente se deben especificar parámetros adicionales si el régimen es sub crítico, en cuyo caso es posible utilizar una condición tipo vertedero, una condición de nivel dado (cota o calado) o una curva de gasto. En caso de régimen supercrítico o crítico no es necesario asignar parámetros adicionales.

Por lo tanto, lo más conveniente fue definir condición de régimen crítico en el límite inferior de nuestro dominio.

A1.4.5.5 Condiciones internas Las condiciones de contorno internas se utilizan para modelar estructuras hidráulicas tipo compuertas, vertederos o puentes que entran en carga. La condición de contorno interna implementada en IBER se puede utilizar para modelar las siguientes condiciones de flujo:

Flujo bajo compuerta.

Flujo sobre vertedero en lámina libre.

Combinación de compuerta y vertedero.

Pérdida localizada.

En nuestro caso no se dispuso ninguna condición interna para modelar el vertedero de la presa, dado que se considera que éste se encuentra cerrado en el momento de la falla repentina de la presa.

A1.4.5.6 Condiciones Especiales. Brecha

Se ha definido la brecha con los parámetros comentados anteriormente, adoptándose los parámetros aconsejados por la Guía Técnica Española para la Clasificación de Presas en función del Riesgo Potencial. Los parámetros adoptados para la brecha con son los siguientes:

Cota Cresta Brecha: 1459 m.s.n.m.

Cota Fondo Brecha: 1447 m.s.n.m.

Ancho Cresta: 14 metros.

Ancho Fondo: 14 metros.

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Tiempo de Rotura: 10 minutos

A1.4.5.7 Fricción de fondo El fondo ejerce una fuerza de rozamiento sobre el fluido que se evalúa mediante la fórmula de Manning, la cual utiliza el coeficiente de Manning “n” como parámetro.

Las variadas características morfológicas y edafológicas del curso del Río y de las zonas inundables, junto con la magnitud de la inundación, llevan a escoger diferentes coeficientes de Manning.

Además, en problemas de rotura de presas con inundaciones atípicas es frecuente considerar coeficientes superiores a los habituales. Esto se debe a que se trata de flujos con velocidades elevadas y que arrastran sedimentos, lo que provoca pérdidas de energía mayores a las habituales, lo que es equivalente a considerar rozamientos mayorados.

Los valores que se han tomado para cada uno de los distintos usos del suelo se consideran en base a la experiencia obtenida en anteriores simulaciones tanto con el modelo IBER como con otros modelos unidimensionales. Se asigna un Coeficiente de Manning de 0.04 a toda la zona inundable y un Manning de 0.025 al canal.

A1.4.6 Cálculo

Una vez definidos el dominio, malla de cálculo, condiciones hidrodinámicas y de rugosidad, el programa está listo para llevar a cabo la simulación. Para ello, definimos una serie de parámetros, destacando:

Instante inicial: Valor del instante de tiempo de inicio del cálculo, cero en este caso particular.

Tiempo máximo de simulación: Valor del instante de tiempo final del cálculo, 30,000 s en este caso.

Intervalo de resultados: Fija el incremento de tiempo entre instantes de escritura de resultados. 60 s para nuestro estudio.

El tiempo de cálculo para cada una de las situaciones simuladas que asciende a 10 horas aproximadamente.

A1.5 Resultados

Para llevar a cabo el análisis de los resultados obtenidos en el modelo se ha obtenido la plana de inundación en mapa en formato ráster. El modelo IBER permite obtener multitud de parámetros a través de gráficos, vídeos y mapas ráster y vectoriales. En nuestro caso se han obtenido los siguientes parámetros:

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Calado de inundación (m).

Número de Froude.

Caudal específico (m³/s/m).

Velocidad (m/s).

Cota de inundación (msnm).

Los resultados se presentan en este informe por medio de gráficos y mapas ráster y se analizan éstos resultados para el escenario de riesgo comentado anteriormente.

El escenario se desarrolla cuando se produce la falla repentina de la presa combinada la situación en que el canal detrás de ella se encuentra completamente lleno. El caudal pico generado por la falla de la presa es de 20,3 m3/s.

Es posible llegar a estimar los tiempos de llegada de la onda de crecida (T), a partir de la falla completa de la presa, a distintos puntos identificados, como sensibles y los respectivos niveles de la lámina de agua sobre el nivel el terreno.

En nuestro caso, los principales puntos de puntos de riesgo son las viviendas situadas en la margen derecha del canal, concretamente las que se encuentran más cercanas a la presa de San Isidro, debido a que tras la rotura de la misma se ven afectadas, aunque no de un grado de gran importancia, se puede afirmar que el riesgo de inundación es evidente, aunque limitado, ya que la perdida potencial de vidas queda prácticamente descartada dicha hipótesis debido a que son calados que oscilan entre 0 y 1 metros en zonas llanas (velocidades inferiores a 1 m/s). Se muestra en el APÉNDICE C la plana de inundación correspondiente. La clasificación de la presa en las 4 categorías existentes: Riesgo muy alto, alto, bajo o muy bajo de acuerdo con el Cuadro 1-1. Clasificación de las presas en términos de las consecuencias de falla (Se incluye a continuación), de la Norma de Seguridad de Presas (NSP) en Guatemala, emitida por la Comisión Nacional de Energía Eléctrica CNEE , en vigencia a partir de octubre de 1999 (resolución CNEE 29 99).

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CATEGORÍA DE LA CONSECUENCIA

SEGURIDAD DE LA VIDA [b] SOCIOECONÓMICO,

FINANCIERO & AMBIENTAL [b] [c]

MUY ALTA

Gran número de fatalidades. Un gran potencial de múltiple pérdida de vidas incluyendo residentes y trabajadores, público en recreación y/o viajeros. Desarrollo dentro del área de crecida (el área que podría ser inundada si hay falla en la presa) incluye típicamente comunidades, grandes áreas comerciales y de trabajo, principales carreteras, vías de ferrocarril, y lugares concentrados para actividades recreacionales. Las fatalidades estimadas exceden las 100.

Daños extremos. Pérdidas económicas muy altas que afectan la infraestructura, las facilidades públicas y comerciales en el área de crecida. Típicamente incluye la destrucción de, o un daño extenso sobre, grandes áreas residenciales, terrenos concentrados para usos comerciales, carreteras, vías férreas, líneas de potencia, tuberías u otros servicios. Los costos estimados directos e indirectos (interrupción del servicio) podrían exceder los 100 millones de dólares. Pérdida o deterioro significativo de importantes hábitats nacionales o locales para la vida salvaje y/o para la pesca, especies raras y/o en peligro, paisajes únicos o sitios de significancia cultural. La factiblidad y/o nivel de practicidad para la restauración y/o compensación es baja.

ALTA

Algunas fatalidades. Mediano potencial de pérdida de vidas, incluyendo residentes y trabajadores, público en recreación y/o viajeros. Desarrollo dentro del área de crecida típicamente incluye carreteras y vías de ferrocarril, áreas comerciales y de trabajo, lugares concentrados para actividades recreacionales y residencias espaciadas. Las fatalidades estimadas son menos de 100.

Grandes daños. Pérdidas económicas sustanciales que afectan infraestructuras, las facilidades públicas y comerciales en el área de crecida. Típicamente incluye la destrucción o un daño extenso a terrenos con usos comerciales concentrados, carreteras, líneas de potencia, tuberías y otros servicios. Residencias espaciadas pueden ser destruidas o severamente dañadas. Los costos estimados directos o indirectos (interrupción del servicio) podrían exceder un millón de dólares. Pérdida o deterioro significativo de

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CATEGORÍA DE LA CONSECUENCIA

SEGURIDAD DE LA VIDA [b] SOCIOECONÓMICO,

FINANCIERO & AMBIENTAL [b] [c] Importantes hábitats

nacionales o locales para la vida salvaje y/o para pesca, especies raras y/o en peligro, paisajes únicos o sitios de significancia cultural. La factibilidad y nivel de practicidad para la restauración y/o compensación es alta.

BAJA

Sin fatalidades. Bajo potencial de múltiple pérdida de vidas. El área de crecida es típicamente no desarrollada a excepción de caminos menores, fincas no residenciales o temporalmente habitadas y actividades rurales.

Daños Moderados. Bajas pérdidas económicas limitada a cierta infraestructura, actividades comerciales y públicas. Los costos estimados directos e indirectos (interrupción del servicio) podrían exceder los 100.000 dólares. Pérdida o deterioro significativo de importantes hábitats regionales para la vida salvaje y/o para la pesca, especies raras o en peligro, paisajes únicos o sitios de significancia cultural. La factibilidad y nivel de practicidad para la restauración y/o compensación es alta. Incluye las situaciones donde la recuperación ocurriría con el tiempo sin restauración.

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MUY BAJA

Sin fatalidades. Potencial mínimo de pérdida de vidas. El área de crecida es típicamente no desarrollada.

Daños menores fuera de la propiedad del dueño. Pérdidas económicas mínimas limitadas típicamente a la propiedad del dueño y que no exceden los 100.000 dólares. Virtualmente no existe potencial para futuros desarrollos de otros usos del terreno dentro de un futuro previsible. Sin pérdida significativa o deterioro del hábitat para la vida salvaje y/o para la pesca, especies raras o en peligro, paisajes únicos o sitios de significancia cultural.

[b] Los criterios que definen las Categorías Consecuencias deben ser establecidas entre el Propietario y las autoridades reguladoras, consistente con las expectativas sociales. En aquellos lugares donde no existen autoridades reguladoras, o una guía, los criterios deben ser establecidos por el Propietario y serán consistentes con las expectativas de la sociedad. Los criterios pueden estar basados en los niveles de riesgo que son aceptables o tolerables por la sociedad. [c] El Dueño podría desear establecer criterios financieros corporativos separados que reflejen su capacidad de absorber o manejar las pérdidas financieras directas en su negocio y el alcance de su responsabilidad en lo referente a dañar a otros.

La Presa de San Isidro está clasificada con una categoría de consecuencias Bajas de acuerdo con las Normas de Seguridad de Presas (NPS) debido a que no existe riesgo evidente de perdida potencial de vidas bajo las hipótesis de avenidas y roturas de la presa comentadas anteriormente.

El área que abarca la inundación, no tiene una extensión considerable, se puede afirmar que no ocupa áreas de riesgos potencialmente altos, es decir, los daños, en caso de producirse, serían daños menores con pérdidas económicas mínimas limitadas.

Además no se produciría una pérdida significativa o deterioro del hábitat para la vida salvaje y/o para la pesca, especies raras o en peligro, paisajes únicos o sitios de significancia cultural.

La Presa de San Isidro pertenece a un sistema hidráulico que parte desde el Embalse de Chilascó, regulado a su vez por la presa de mismo nombre, aguas abajo del mismo se encuentra una derivación de cauces, dividiéndose en dos, el cauce natural y hacia una canal con sus correspondientes compuertas de regulación el canal finaliza en la Presa de San Isidro, objetivo último del estudio de rotura.

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La presa de San Isidro es una presa de hormigón cuya coronación se encuentra a la cota 1836.5 msnm, la longitud de coronación es de 18 metros y el ancho de coronación es de 0.70 metros. El canal discurre cercano a la población de Santa Cruz, perteneciente a San Jerónimo.

Aguas abajo de la presa hasta aguas abajo de la casa de máquinas, se encuentran numerosas zonas de vegetación abundante, por el contrario aguas arriba de la presa, en su margen derecha se encuentras numerosas viviendas. En el área de influencia del cauce del se ha identificado infraestructura que potencialmente pudiera estar expuesta a los efectos de la onda de crecida que se desencadenaría en caso de falla.

El canal discurre por un antiguo cauce aguas abajo de la presa de San Isidro y se presenta un cauce no muy definido, rocoso, sin una cuenca topografía bien definida. Dicho cauce no presenta infraestructuras, usos de vivienda y agrícolas, en sus márgenes. El desarrollo futuro de la zona para el establecimiento de viviendas o desarrollo agrícola, puede ser importante debido a las mencionadas características del cauce. Debido a las zonas boscosas, es difícil identificar posibles afecciones una vez aguas abajo de la presa de San Isidro.

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ANEXO 2: FLUJOGRAMA DE EMERGENCIA TIPO A

Figura 4.1 Flujograma de notificaciones para la falla Categoría A: La falla es inminente o ha ocurrido

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ANEXO 3: FLUJOGRAMA DE EMERGENCIA TIPO B

Figura 4.2 Flujograma de notificaciones para la falla Categoría B: Se está desarrollando una situación potencialmente peligrosa.

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ANEXO 4: LISTA DE LAS ENTIDADES A NOTIFICAR EL PPE Cuadro 4.1 Responsabilidad de notificaciones a entidades fuera de la empresa operadora de la presa en caso de emergencia de Categoría A, La falla es inminente o ha ocurrido.

Notificación a: Persona Teléfono

CNEE

1. Supervisor de NSP 2. Jefe Depto. Estudios Eléctricos 3. Recepción CNEE

3001 4428 5761 3556 2321 8000

Gerencia ENEL Green Power Gerencia de operaciones Supervisor de operaciones

1. Orlando López 2. Florencio Gramajo 3. Fredy Carrillo

2327 7018 2327 7029 2327 7000

AMM Centro de Despacho de carga Gerente General

1. Ingeniero de Turno 2. José Luis Herrera

2327 3932 2327 3900 2205 2300

Bomberos Voluntarios Comandante de turno Tactic: 7953 9190; 5030-4069 Salamá: 7940 0351; 4344-1873

CONRED Sergio Roberto García Cabañas 2324-0800

Municipalidad San Jerónimo Moisés Canahuí Morente 7940-1721; 3037-1606

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ANEXO 5: DIAGRAMA DE INUNDACIONES (Se adjunta copia digital al PPE)