Geología y geotecnia durante el proceso constructivo de las centrales hidroeléctricas

La construcción de centrales hidroeléctricas hoy por hoy constituye el cambio más emblemático de la matriz energética instaurado en el Ecuador, distribuidas en la vertiente Amazónica y otras cuantas hacia la vertiente del Pacífico, aprovechando los recursos hídricos como fuentes de energía renovable no contaminante.

Geología y geotecnia durante el proceso constructivo de las centrales hidroeléctricas / Cortesía del Instituto de Investigación Geológico y Energético (IIGE)

La construcción de centrales hidroeléctricas hoy por hoy constituye el cambio más emblemático de la matriz energética instaurado en el Ecuador, distribuidas en la vertiente Amazónica y otras cuantas hacia la vertiente del Pacífico, aprovechando los recursos hídricos como fuentes de energía renovable no contaminante. Representando así, un punto de partida hacia la sostenibilidad energética e instaurando una de las condiciones habilitantes necesarias para el desarrollo del país. Detrás de la construcción de las centrales hidroeléctricas, existe todo un equipo multidisciplinario en áreas como la ingeniería civil, arquitectura, ingeniería eléctrica, ingeniería mecánica, ingeniería electrónica, ingeniería ambiental y por supuesto la ingeniería geológica, entre otras.

En la fase constructiva de una central hidroeléctrica, la geología y geotecnia juegan un papel determinante en cada frente de obra, por ser las herramientas técnicas que permiten precisar el contexto geológico como tipos de rocas, contactos litológicos, fallas geológicas, aguas subterráneas, entre otros, y su comportamiento geomecánico como grado de resistencia, grado de meteorización, grado de fracturamiento, estado de discontinuidades, estado tenso-deformacional y demás factores que interactúan con las obras constructivas de una central hidroeléctrica. Por ejemplo, en el caso del corazón mismo de una central hidroeléctrica, como es casa de máquinas, y de ser subterránea, ésta constituye una inmensa caverna al interior del sustrato rocoso, que requiere una gran cantidad de trabajos, mismos que demandan de un correcto mapeo geológico-geotécnico. Así, desde el primer paso en la excavación, dependiendo del contexto geológico y de su comportamiento geomecánico, se diseña el esquema de voladuras y longitud de avance de excavación. Una vez llevada a cabo la fase de voladura, el mapeo geológico-geotécnico basado en distintos métodos de clasificación geomecánica de carácter empírico, permite determinar en cada ciclo de excavación la calidad geotécnica del macizo rocoso y con ello, establecer los sistemas de sostenimiento idóneos para el control de deformaciones de la roca, roturas y caída de rocas, filtraciones de agua, entre otros de riesgo, de tal forma que se garantice la integridad física de la obra subterránea y del personal que labora en su interior. Los trabajos geológico-geotécnicos no terminan ahí, pues es necesario plasmar en mapas, cortes, secciones abatidas e informes, todos los detalles geológicos y geotécnicos de las obras, tanto en superficie como en subterráneo, además de un exhaustivo proceso de monitoreo geotécnico mediante instrumentos de medición que permiten evaluar las condiciones o estado de las obras y su interacción con el entorno geológico.

Un eficiente levantamiento geológico y geotécnico durante el proceso constructivo, marca literalmente el cimiento favorable sobre el cual se emplazarán todas las obras de ingeniería que atañen a una central hidroeléctrica como presa, casa de máquinas, túneles de carga y descarga, túneles de acceso, y demás; así mismo, marcará en gran medida el tiempo de vida útil y la seguridad de dichas obras. Por el contrario, datos geológico-geotécnicos erróneos podrían desatar graves eventos como colapso de túneles, deslizamiento de taludes, hundimientos o subsidencias, infiltraciones, entre otros, lo que acarrearía como consecuencia la pérdida de vidas humanas y cuantiosas pérdidas económicas. Pese a que el rubro económico por trabajos de geología y geotecnia durante la fase constructiva de un proyecto hidroeléctrico bordea entre el 5% y 10% del monto total de inversión (según comunicación personal del departamento de programación y control del proyecto hidroeléctrico Minas – San Francisco, año 2018), estos trabajos representan la base para la ejecución constructiva de las centrales hidroeléctricas.

El IIGE, dentro de sus competencias y capacidades técnicas, contempla la asistencia técnica y prestación de servicios especializados en el ámbito de la geología y la energía, de ahí que el instituto ha sido partícipe en proyectos hidroeléctricos como San Francisco y Coca-Codo Sinclair durante la fase post-constructiva, brindando soporte técnico con el levantamiento geológico-geotécnico, a nivel subterráneo en el caso de San Francisco (túnel de conducción) y a nivel de superficie en el caso de Coca-Codo Sinclair (erosión regresiva río Coca), colaborando con las entidades pertinentes en la toma de decisiones para solventar los escenarios identificados.