Central hidroeléctrica Francisco Morazán “EL CAJÓN”

La Central Hidroeléctrica Francisco Morazán, conocida como "El Cajón", se encuentra en el departamento de Cortés, Honduras, en el curso del río Comayagua. Esta represa de tipo arco doble distribuye el agua de manera parabólica hacia las montañas circundantes que funcionan como contrafuertes.

Es la instalación hidroeléctrica y de control de inundaciones más grande de Honduras, ocupando el quinto lugar en altura entre las represas de América y el decimosexto lugar a nivel mundial. Además, destaca por ser la represa en arco más alta del hemisferio occidental y la sexta más alta en todo el mundo. Esta importante infraestructura abastece una gran parte de la energía del país, almacenando más de 50 mil galones de agua en su embalse.

 

Introducción

Se trata de una Central Hidroeléctrica de aprovechamiento múltiple, ya que, además de la generación de energía eléctrica, desempeña un papel fundamental en la regulación de las crecidas de los ríos Humuya y Sulaco. Su ubicación estratégica se encuentra en el corazón de Honduras, entre dos de los centros de desarrollo más importantes del país: Tegucigalpa, la capital, a una distancia de 180 kilómetros, y San Pedro Sula, la principal ciudad industrial, que se encuentra a 80 kilómetros de distancia.

La presa, con una extensión de alrededor de 300 metros, se ubica en un estrecho cañón rocoso y intercepta el flujo del río Comayagua, aproximadamente a unos 2 kilómetros río abajo de la confluencia de sus principales afluentes, los ríos Humuya y Sulaco. El embalse, que abarca una superficie de aproximadamente 94 kilómetros cuadrados, tiene una capacidad de almacenamiento de 5,700 millones de metros cúbicos y se extiende a través de los departamentos de Comayagua, Yoro y Cortés.

La construcción de esta central hidroeléctrica tuvo un costo total de 775 millones de dólares en 1984, lo que equivaldría a aproximadamente 1,785 millones de dólares ajustados por la inflación de los años 2014 y 2015.

Esta esbelta estructura en forma de arco de doble curvatura, con una impresionante altura máxima de 226 metros, se encuentra enclavada en una profunda garganta. Esta presa ocupa el sexto lugar en altura en el continente americano y comparte la décima posición en altura a nivel mundial. Entre las presas de arco de concreto, ostenta el título de ser la más alta en este hemisferio y la sexta en todo el mundo.

El diseño de esta obra maestra hidráulica se basa en curvas parabólicas, y sus coeficientes varían en función de los diferentes niveles de la presa. Tanto la cara aguas arriba como la cara aguas abajo se definen por tres parábolas. Los diseños estructurales se han concebido utilizando la teoría del elemento finito en tres dimensiones.

La cresta de la presa se encuentra a una elevación de 301 metros sobre el nivel del mar y tiene una longitud de 282 metros, con un espesor de 7 metros. En la base de la presa, el espesor máximo alcanza los 48 metros, y durante su construcción se emplearon aproximadamente un millón y medio de metros cúbicos de concreto.

A una elevación de 170 metros sobre el nivel del mar, se encuentran tres ventanas de 14.5 metros cuadrados cada una, conocidas como "Descargas de Fondo", las cuales se operan mediante compuertas.

En la cima de la presa, a una altura de 295 metros sobre el nivel del mar, se halla un vertedero de caída libre compuesto por cuatro aberturas de seis metros de alto por 14 metros de ancho cada una, por donde el agua fluye libremente cuando alcanza esa elevación. Todo esto, junto con un aliviadero que tiene su entrada a 251 metros sobre el nivel del mar y un diámetro de doce metros, atravesando la roca, y que constituye el soporte izquierdo de la presa, sirve para controlar el nivel del embalse y garantizar su funcionamiento eficiente.

Historia

La construcción de esta central hidroeléctrica fue el resultado de quince años de estudios e investigaciones que comenzaron en la década de los 60. Fue en ese momento cuando la empresa Harza Engineering, con sede en Chicago, Illinois, EE. UU., identificó el potencial hidroeléctrico de El Cajón, entre otros sitios. En 1967, Motor Columbus Ingenieros Consultores de Suiza llevó a cabo un estudio de factibilidad del proyecto. Estos estudios continuaron durante varios años e incluyeron análisis comparativos de rentabilidad con otros proyectos, demostrando que "El Cajón" era la alternativa real y superior.

Las obras civiles se oficialmente dieron inicio el 15 de junio de 1980 y estuvieron a cargo de dos consorcios contratistas. El "Consorcio El Cajón" (CELCA) estaba compuesto por las firmas "Impregilo" de Italia, "Losinger" de Suiza y "Lublin" de Alemania Federal, y se encargó de la construcción de la presa y sus obras auxiliares.

Por otro lado, el "Consorcio Internacional El Cajón" (CONINCA) estaba integrado por las empresas "Astaldi" de Italia, "Codelfa" de Italia y "Columbus Panamericana" con sede en Panamá, y se encargó de la construcción de la Casa de Máquinas subterráneas y las obras relacionadas con esta infraestructura. Cabe destacar que las empresas que formaron parte de ambos consorcios contaban con una amplia experiencia en la ejecución de obras similares en varios países alrededor del mundo.

La represa cumple un papel crucial en la generación de una parte de la energía necesaria para el país. Sin embargo, la demanda de energía ha experimentado un crecimiento sustancial desde que la central entró en funcionamiento. A pesar de este aumento en la demanda, no se llevaron a cabo planes continuos para la construcción de nuevas centrales hidroeléctricas. Como resultado, el déficit energético ha tenido que ser suplido mediante la generación de energía por parte de centrales térmicas privadas, que en su mayoría operan utilizando motores diésel.

Sala de Máquinas Subterránea

La central hidroeléctrica está estratégicamente ubicada en el interior de una montaña de roca caliza que conforma el lado izquierdo del cañón, lo más cercano posible a la presa. Su construcción se realizó en dos fases, y en la primera fase, sus dimensiones eran las siguientes: una longitud de 110 metros, un ancho de 30 metros y una altura de 49 metros. La calidad de la roca en la que se llevó a cabo la excavación fue excelente, lo que eliminó la necesidad de construir estructuras de soporte especiales.

Dentro de esta amplia sala de máquinas se crearon ocho niveles diferentes. En la parte inferior se encuentran las cuatro turbinas del tipo "Francis," cada una con un eje vertical que gira a una velocidad de 300 revoluciones por minuto. Cada turbina impulsa un generador de 75 megavatios, y estos generadores están conectados a transformadores trifásicos que elevan el voltaje de 13,800 a 230,000 voltios. La energía generada se transmite a través de cables de potencia aislados hasta la subestación.

La central generadora también alberga centros de mando, talleres y oficinas. El acceso a esta instalación se realiza a través de un túnel de 700 metros de longitud que parte desde la subestación distribuidora. En la parte superior de este túnel, se encuentra un compartimiento especial que aloja los cables encargados de llevar la energía producida por los generadores hasta la subestación de distribución, desde donde se suministra electricidad a la red de transmisión.

Capacidad de almacenamiento y producción de energía

La Central Hidroeléctrica Francisco Morazán posee una capacidad total de almacenamiento de 5,700 millones de metros cúbicos y tiene la capacidad de producir 300 megavatios por hora.

Por lo general, la central se abastece de agua durante los meses de mayo a noviembre para asegurar su funcionamiento continuo durante la temporada seca, que abarca de diciembre a abril.

La variabilidad climática asociada a los fenómenos El Niño y La Niña también afecta el suministro de agua. Durante los años de El Niño, se registran menores precipitaciones, lo que hace que los meses siguientes sean críticos para el nivel de agua en los embalses del país. En contraste, durante el fenómeno La Niña, se experimenta un aumento en la cantidad de lluvias, lo que resulta en momentos ideales para reponer el agua en los embalses.

Después de exhaustivos estudios, se determinó la altura óptima del embalse para maximizar la generación de energía a un costo eficiente. Los detalles de esta determinación se presentan en el siguiente cuadro:

• Capacidad bruta total del embalse: 5,700 millones de metros cúbicos
• Capacidad útil: 4,200 millones de metros cúbicos
• Superficie del embalse: 94 kilómetros cuadrados
• Nivel de la cresta de la presa: 301 metros sobre el nivel del mar
• Nivel normal de operación: 285 metros sobre el nivel del mar
• Nivel mínimo de operación: 220 metros sobre el nivel del mar
• Capacidad instalada en la primera etapa: 300 megavatios
• Segunda etapa proyectada: 300 megavatios adicionales (aún no ejecutados).

Es relevante destacar que, durante la vida económica de la central, que abarca 50 años, el volumen total de sedimentos acumulados representa únicamente el 6.5% del volumen del embalse, lo que sugiere que no tiene un impacto significativo en la vida útil de la obra.

Beneficios de esta central

La Central Hidroeléctrica "General Francisco Morazán" se destaca como una obra que aporta innumerables beneficios al país, marcando un nuevo horizonte en su desarrollo. Entre los beneficios más destacados se encuentran los siguientes:

Control efectivo de inundaciones en el Valle de Sula:

El río Comayagua, uno de los principales afluentes del Río Ulúa, contribuía significativamente a los daños causados por las inundaciones anuales en el Valle de Sula debido a su caudal poderoso. Sin embargo, desde 1985, una parte sustancial de ese caudal es retenida en el embalse de la Central para su posterior liberación en momentos en que no cause daño.

La altura de operación normal del embalse es de 285 metros sobre el nivel del mar, y su altura máxima de operación es de 290.2 metros sobre el nivel del mar. En caso de fuertes crecidas, un volumen de agua de hasta 10 metros de altura puede ser retenido, liberando eventualmente 940 millones de metros cúbicos en la superficie total de 94 kilómetros cuadrados del embalse.

Esta retención evita que este caudal se sume a los flujos de otros ríos que atraviesan el Valle, reduciendo de manera considerable los efectos destructivos de las inundaciones. Es esencial destacar que durante el paso del huracán Mitch, la Central Hidroeléctrica Francisco Morazán desempeñó un papel fundamental en la prevención de un desastre de proporciones devastadoras en el Valle de Sula, al retener crecidas de hasta 10 mil metros cúbicos por segundo, lo que equivalió a un total de 2,557 millones de metros cúbicos, el doble de agua que llegó al Valle por los ríos Ulúa y Chamelecón.

En términos comparativos, en los primeros tres días, la Central recibió una cantidad de agua equivalente a 1.3 veces el volumen total del Lago de Yojoa. Por lo tanto, su contribución en el control de inundaciones es invaluable.

Aprovechamiento mejorado para la irrigación en el Valle de Sula:

El río Comayagua, ya sea de manera individual o como parte del Río Ulúa, se emplea actualmente para la irrigación en el Valle de Sula. Este aprovechamiento se realiza principalmente en la temporada seca, cuando el caudal del río es mínimo. Con la construcción de la Central Hidroeléctrica "El Cajón," se logra regular el caudal aguas abajo de la presa, permitiendo un flujo más constante durante todo el año.

Antes de la construcción de la Central, los registros mostraban que, durante la época seca, el caudal del río disminuía a menos de 20 metros cúbicos por segundo. En la actualidad, con la central en funcionamiento, el caudal es de aproximadamente 100 metros cúbicos por segundo. Esto posibilita un aprovechamiento para riego de un volumen de agua varias veces mayor, beneficiando una superficie cinco veces más extensa y generando beneficios económicos para la nación.

Actualidad

La Central Hidroeléctrica "El Cajón" continúa siendo el principal generador de energía hidroeléctrica en el país. En la temporada de verano, produce entre el 60 y el 70 por ciento de su capacidad cuando el nivel del embalse disminuye, y alcanza el 100 por ciento de su capacidad cuando la cota del embalse supera los 270 metros sobre el nivel del mar.

Durante la temporada de lluvias, "El Cajón" se convierte en un aliado estratégico al mitigar el impacto de las inundaciones en el Valle de Sula. Al retener millones de metros cúbicos de agua de sus afluentes, los ríos Humuya y Sulaco, evita que estos lleguen al valle con la misma fuerza y volumen que lo harían si la central no los regulara, lo que previene desastres frecuentes en la región.

"El Cajón" mantiene un caudal constante en el río Ulúa, el segundo río más importante del país con una longitud de 300 kilómetros. Esta constancia en el flujo del río durante el verano garantiza el agua necesaria en los sistemas de riego utilizados por los agricultores de la zona, incluyendo cultivos como la caña de azúcar, el banano, la palma africana, el cacao fino y otros. Además, este flujo continuo beneficia a los ganaderos, ya que proporciona el agua esencial para el abrevado de sus ganados.

En las últimas dos décadas, la existencia del embalse de "El Cajón" ha favorecido el desarrollo de dos empresas acuícolas que producen aproximadamente 1,000 toneladas de tilapia fresca al año, utilizando jaulas flotantes. Estas empresas se han convertido en los principales productores de tilapia para exportación y para el mercado nacional.

Una de ellas, "Aqua Finca Saint Peter Fish," es de capital privado suizo y opera con fines de lucro, mientras que la otra es un proyecto de carácter social llamado "Módulo Comunitario," auspiciado por Aqua Finca con el objetivo de promover la participación comunitaria en el desarrollo de la región. Este proyecto es gestionado por las siete comunidades ubicadas en las proximidades del embalse y recibe asistencia y supervisión por parte de personal técnico de la Empresa Nacional de Energía Eléctrica (ENEE).

En la actualidad, el nivel del embalse de "El Cajón" se encuentra a 256.95 metros sobre el nivel del mar, lo que genera entre 180 y 200 megavatios de energía. Esta energía se incorpora al Sistema Interconectado Nacional (SIN) cuando el Operador del Sistema (ODS) lo determina, ya que este organismo es responsable de la distribución económica de la energía generada en el país.