Estudio de soluciones para la eliminación de la afección de la red de cauces en el futuro emplazamiento del parque eólico de Cerro Tigre (Antofagasta, Chile)

Abstract

[EN] In the third region of Chile, Antofagasta, one tries to realize a wind park in an area where predominates over the desert climate, extreme dryness and very scarce precipitations. In the plot where the wind park will be located there are located two broken (ravines) that cross the park in direction northwest. The precipitations that happen in the area are scarce but torrential, this provokes the achievement of the present work. This work centers on obtaining differents solutions to eliminate the complaint of the gorges on the plot of the park. The client of the project stresses the need to eliminate any natural riverbed of the plot. To be able to determine the wealth's that circulate along the gorges, it is necessary to realize a hydrologic study. With this one wealth's will decide sting for the periods of comeback that establishes the Chilean regulation. First of all there obtain the registered precipitations of the most nearby stations, where we observe by means of the Themez method, that we will only have a valid station. Once validate the series of precipitations, we observe that it is a question of a variable series due to the presence of numerous zeros. This type of analysis is reflected in the Annex IV of the work. Finally we obtain the precipitation cuantiles for the different comeback periods. This will be the input for the computer tool of HEC-HMS 4. 0, software used for evaluating the answer of the hydrographic basin obtained by means of the program ArcMap 10. 1. As final result there are obtained the wealth's peak that come to the difluence of the gorges. The following step in the process is the achievement of a hydraulic study by means of the tool HECRAS 4. 0 and HECGeoRAS. With this software the simulation of the gorges is facilitated before the wealth's I sting previously calculated. To eliminate the wealth's step across the plot of the wind park, three different solutions are proposed. First of all there proposes to himself the achievement of a triangular ditch perimetral that turns away the wealth gathered by the gorges out of the park. This solution turns out to be quickly discarded by its high cost and volume of work. As the second solution proposes to canalize every gorge separately by means of tubes of PEAD (polyethene of high thickness). And since last solution proposes to join both gorges by means of a trapezoidal channel and canalize the shortest gorge by means of PEAD tubes. This solution turns out to be the suitable one after comparing it with the previous one according to economic and technical criteria. To determine the functioning of the tubes the longitudinal profile of the gorge is analyzed dividing the tubes stretches according to this one. The behavior of the tubes is analyzed by means of the software HECRAS 4. 0 obtaining this way the water plate across her, since it is not wished that between in pressure.

[ES] En la tercera región de Chile, Antofagasta, se pretende realizar un parque eólico en una zona donde predomina el clima desértico, es decir, extrema aridez y precipitaciones muy escasas. En la parcela donde se situará el parque eólico se localizan dos quebradas (barrancos) que atraviesan el parque en dirección noroeste. Las precipitaciones que ocurren en la zona son escasas pero torrenciales, esto provoca la realización del presente trabajo. Este trabajo se centra en obtener distintas soluciones para eliminar la afección de las quebradas sobre la parcela del parque. El cliente del proyecto recalca la necesidad de eliminar cualquier cauce natural de la parcela. De este modo se analizan distintas soluciones para determinar las más factibles de las analizadas. Para poder determinar los caudales que circulan por las quebradas es necesario realizar un estudio hidrológico. Con este se determinarán caudales pico para los periodos de retorno que establece la normativa chilena. En primer lugar se obtienen las precipitaciones registradas de las estaciones más cercanas, donde observamos mediante el método de Themez, que solo dispondremos de una estación válida. Una vez validada la serie de precipitaciones, observamos que se trata de una serie variable debido a la presencia de numerosos ceros. Este tipo de análisis viene reflejado en el Anejo IV del trabajo. Finalmente obtenemos los cuantiles de precipitación para los distintos periodos de retorno. Esto será el input para la herramienta informática de HEC-HMS 4.0, software utilizado para el evaluar la respuesta de la cuenca hidrográfica obtenida mediante el programa ArcMap 10.1. Como resultado final se obtienen los caudales pico que llegan a la difluencia de las quebradas. El siguiente paso en el proceso es la realización de un estudio hidráulico mediante la herramienta HEC-RAS 4.0 y HEC-GeoRAS. Con estas herramientas se facilita la simulación de las quebradas ante los caudales pico anteriormente calculados. Tras la simulación se garantiza el paso de un caudal considerable al tamaño de las quebradas. Para eliminar el paso de caudales a través de la parcela del parque eólico, se proponen tres soluciones distintas. En primer lugar se propone la realización de una cuneta triangular perimetral que desvíe el caudal recogido por las quebradas fuera del parque. Esta solución resulta rápidamente descartada por su elevado coste y volumen de obra. Como segunda solución se propone canalizar cada quebrada por separado mediante una tubería de PEAD (polietileno de alta densidad). Y como última solución se propone unir ambas quebradas mediante un canal trapezoidal y canalizar la quebrada más corta mediante tubería de PEAD. Esta solución resulta la idónea tras compararla con la anterior en función de criterios económicos y técnicos. Para determinar el funcionamiento de la tubería se analiza el perfil longitudinal de la quebrada dividiendo los tramos de tubería en función de este. El comportamiento de la tubería se analiza mediante el software HEC-RAS 4.0 obteniendo así la lámina de agua a través de ella, dado que no se desea que entre en presión.

[CA] A la tercera regió de Chile, Antofagasta, volen realizar un parc eòlic en un lloc a on predomina el clima desèrtic, es a dir, precipitacions molt escasses. A la parcel'la on anirà el parc eòlic se localitzen dos barrancs que creuen el parc en direcció nord-oest. Les precipitacions que es donen son escasses però torrencials, això provoca la realització d'aquest estudi. Aquest treball vol obtindre diverses solucions per a eliminar l'afecció dels barrancs sobre la parcel'la del parc. El client del projecte recalca la necessitat de eliminar qualsevol afecció natural d'aigua. D'aquest mode, s'analitzen distintes solucions per a determinar la mes factible de totes. Per a poder determinar els caudals que circules pels barrancs, es necessari realitzar un estudi hidrològic. Amb aquest es determinen el caudals pico per als períodes de retorn que estableix la normativa chilena. Primerament observem les precipitacions registrades de les estacions mes pròximes, a on observem mitjançant el mètode de Themez, que únicament disposem de una estació valida. Una vegada validada la sèrie de precipitacions, veiem que es una sèrie variable debut a la gran numero de ceros de la que disposa la sèrie. Aquest tipus d'anàlisi venen explicats en el Anejo IV del treball. Finalment obtenim el quantils de precipitació per als distints períodes de retorn. Això serà l'input per a la ferramenta informàtica de HEC-HMS 4.0, software mitjançant el cual s'avalua la resposta de la conca hidrogràfica que s'ha optés pel programa ArcMap 10.1. Com a resultats obtenim el caudals pico que arriben a la difluència dels barrancs. A continuació es realitza un estudi hidràulic amb la ferramenta HEC-RAS 4.0 y HEC-GeoRAS. Amb estes se simulen la resposta dels barrancs amb el caudals obtinguts anteriorment. Tras la simulació observem el pas d'un caudal considerable a traves dels barrancs. Per a eliminar els l'afecciò dels barrancs a la parcel'la del parc, es proposen tres solucions. La primera es la realització de una cuneta triangular perimetral que desvie el caudal que arrepleguen els barrancs fora del parc. Aquesta solució es descarta ràpidament pel seu cost elevat y alt volum de obra. Com a segona solució, es proposa canalitzar cada barranc amb canonada de PEAD ( polietilens de alta densitat). Y com a ultima solució es proposa unir els dos barrancs mitjançant un canal trapezoïdal y canalitzar tot el volum d'aigua pel barranc mes curt amb canonada de PEAD. Aquesta solució resulta la mes factible desprès de comparar-la amb l'anterior. Per a determinar el funcionament de la canonada, s'analitza el perfil longitudinal del barranc, dividint els trams de la canonada en funció d'aquest. El comportament de la canonada s'analitza amb el software HEC-RAS 4.0, obtenint el perfil de la làmina d'aigua amb el desig de que entre en pressió.