Descargue el documento completo en PDF

El fenómeno de El Niño y su impacto en
la generación hidroeléctrica de Chixoy
Por Jonas Dobias
1
El Niño es un fenómeno océano-atmosférico que
incide en la climatología en distintas regiones
del mundo, por lo cual su evolución debe ser
monitoreada continuamente ya que el mismo
tiene impactos en distintos sectores, como lo es
en la generación hidroeléctrica, agricultura y
alimentación, entre otros. Anticiparse a los
efectos de este fenómeno mediante pronósticos
hidro-climáticos puede contribuir a una mejor
planificación hidrológica, minimizando así los
impactos que el mismo puede ocasionar en las
distintas actividades sociales y económicas de
un país.
“El Niño” es un fenómeno de interacción océanoatmosférica que se forma en el Océano Pacífico
Tropical donde se observa una oscilación en las
presiones atmosféricas, conocida como El Niño
Oscilación del Sur (ENOS). Por teleconexiones
atmosféricas, los efectos de ENOS se reflejan a
largas distancias, influyendo en las temperaturas y
precipitaciones pluviales a nivel global, incluyendo
eventos extremos como los son sequías e
inundaciones. El fenómeno El Niño, o ENOS en su
fase cálida, se desarrolla en promedio una vez cada
cuatro años, sin embargo su ocurrencia puede
variar dentro del rango de dos a siete años y puede
llegar a repetirse durante dos años consecutivos.
Típicamente El Niño tiene una duración promedio
entre nueve y doce meses, inicia su formación entre
junio y agosto, alcanza su pico o máxima intensidad
entre diciembre y abril y, finalmente regresa a sus
condiciones neutras entre los meses de mayo y
junio del siguiente año (“Climate Prediction
Center/National
Oceanic
and
Atmospheric
Administration” -CPC/NOAA -).
En ciertas regiones de Guatemala y Centroamérica,
durante el verano boreal, los episodios de El Niño
normalmente se manifiestan con un incremento en
las temperaturas ambiente sobre el promedio
histórico y una reducción de las precipitaciones
pluviales, principalmente en áreas de la costa, bocacosta y meseta central. Los efectos y
comportamiento de un episodio de El Niño nunca se
repiten, mostrando variaciones en cada evento lo
que lo hace difícil de pronosticar con certeza (OMM,
2004).
1
-Msc. en recursos hídricos, Universidad Técnica de Lund
Suecia. Hidrólogo en la Comisión Nacional de Energía
Eléctrica. Guatemala agosto del 2015.
El fenómeno se caracteriza por el calentamiento de
las aguas superficiales en el Centro y Este del
Océano Pacífico Tropical, y una reducción en la
velocidad de los vientos a baja altitud que soplan
hacia el Noroeste en la misma región (vientos
Alisios). Otra particularidad es el aumento de la
presión atmosférica a nivel del mar en la región
Oeste del Pacífico y una disminución de la misma
en el Este.
Monitoreo de El Niño
Para monitorear este fenómeno, las agencias
climáticas internacionales toman de referencia
algunos indicadores que miden temperaturas en la
superficie del mar, velocidades de viento y
presiones atmosféricas, entre otras, todas ellas a lo
largo del cinturón Tropical del Océano Pacífico.
Entre los principales indicadores se menciona la
variación de las temperaturas en la superficie del
mar y su desviación con respecto al promedio
histórico, conocido como anomalías. Las anomalías
son positivas cuando están por encima del promedio
y corresponden a un evento de El Niño o ENOS en
su fase cálida, por el contrario las anomalías
negativas corresponden a un fenómeno La Niña o
ENOS en su fase fría. Para monitorear tales
anomalías se ha dividido la superficie del mar del
Pacífico en cuatro regiones denominadas Niño 1+2,
Niño 3, Niño 4 y Niño 3.4. Ésta última es utilizada
por el NOAA como referencia para monitorear,
establecer la magnitud y pronosticar el fenómeno. El
monitoreo en Niño 3.4 se basa en el promedio
trimestral de las anomalías y es conocido como
Índice Oceánico El Niño (ONI por sus siglas en
inglés). En la figura 1 se presenta la ubicación
geográfica que definen cada una de estas cuatro
regiones.
Figura 2. Valores registrados del indicador ONI durante los
últimos cuatro episodios del fenómeno El Niño y las condiciones
actuales.
Fuente: Elaborado en base a registros publicados por
CPC/NOAA.
1
Niño 4
Niño 3.4
Niño 3
Niño 1
Niño 2
Figura 1. Localización de regiones Niño1, 2, 3, 4 y 3.4 para monitorear las temperaturas de las aguas superficiales del océano Pacífico
Tropical.
Fuente: Elaborado en base a información proveniente de CPC/NOAA.
El NOAA declara un episodio de El Niño
desarrollado completamente cuando el valor de ONI
alcanza valores de +0.5 °C o mayores y persiste
sobre este valor por cinco trimestres traslapados
consecutivamente. En la figura 2 se esquematiza el
monitoreo de El Niño mediante el indicador ONI
durante los últimos cuatro episodios así como las
condiciones actuales, el cual indica los valores
registrados entre los trimestres Abril-Mayo-Junio del
año inicial hasta el mismo trimestre del año
posterior.
El Niño y su impacto en la sociedad
A partir de los años 60´s científicos comenzaron a
observar que el incremento de las temperaturas en
las costas del Perú estaban asociadas a una
Oscilación del Sur, esta última descubierta por el
físico Sir Gilbert Walker, quién observó la estrecha
relación entre las lluvias monzónicas de la India y
las condiciones meteorológicas en distintas regiones
alrededor del mundo, citado por Zebiak et al (2014).
Sin embargo fue hasta en los años 80´s cuando la
comunidad científica y los distintos gobiernos se ven
obligados a dar atención a este fenómeno, debido al
gran episodio de El Niño 1982-1983. Quince años
más tarde, en 1997-1998, se repitió un episodio de
mayor magnitud, denominado por la comunidad
científica como el fenómeno del siglo. Los impactos
de este fenómeno se estima superaron los 96,000
millones de dólares (OMM, 2004).
En Guatemala, durante los episodios de El Niño se
ha
comunicado
por
varios
medios
las
consecuencias negativas en distintos sectores como
lo es el agrícola y alimentario, principalmente en
regiones cuya producción depende de la lluvia. Otro
sector susceptible al fenómeno en mención es el
sub-sector eléctrico, el cual se ha caracterizado en
los últimos años por su alta participación
hidroeléctrica y cuya aportación incide en el costo
de generación a nivel nacional. Un ejemplo del
impacto de El Niño en el subsector eléctrico
nacional es el último episodio en el año 2009-2010,
período en el cual se recurrió al uso de bunker para
cubrir la demanda de energía que no se pudo
satisfacer mediante energía hidráulica. Esto dio
como resultado un incremento en el costo marginal
(CNEE, 2009) y una alta producción de Gases de
Efecto de Invernadero (GEI), producto de la
combustión de derivados fósiles.
Fenómeno El Niño y su impacto en los caudales
en el embalse Pueblo Viejo Chixoy
Durante los últimos cuatro eventos del fenómeno El
Niño, a lo largo de la década del 2000, se ha podido
registrar y asociar su impacto en los caudales
entrantes en el embalse Pueblo Viejo Chixoy. Una
característica particular que se muestra en cada uno
de los eventos representados en la figura 2, es que
en ni uno de los casos los valores de los caudales
alcanzan el promedio histórico, principalmente
durante el semestre de la época de lluvias,
comprendido entre los meses de mayo a octubre.
En la figura 3 se grafican los caudales promedio
entrantes en el embalse de Chixoy durante la época
de lluvia y la época seca de los eventos El Niño en
mención, así como los valores históricos promedio.
Figura 3. Caudales promedio entrantes en el embalse Pueblo
Viejo Chixoy durante los últimos cuatro episodios de El Niño.
Fuente: Elaborado en base a los reportes de pos-despachos
diarios del Administrador del Mercado de Mayoristas.
2
Durante el último evento 2009-2010, cuya anomalía
máxima alcanzó un valor de +1.6°C, el caudal
promedio registrado entre mayo y octubre fue de
3
57.7 m /s, mientras que el promedio histórico (19803
2008) corresponde a 85.9 m /s. Debido a ésta baja
disponibilidad hídrica en el semestre, la generación
de la central hidroeléctrica Chixoy se limitó a 816
GWh, lo que significó un déficit aproximado de 211
GWh en comparación con un año promedio, como
lo fue el 2013 cuando se generaron 1,027GWh
durante el semestre análogo. Éste déficit de energía
hidroeléctrica fue cubierto con generación a base de
búnker.
Tomando de referencia una eficiencia promedio
nacional para motores de combustión interna a base
de búnker de 0.0163 MWh/gal, el remplazo de hidroenergía para Chixoy en 2009 por bunker equivalió a
351,652 barriles de bunker adicionales en la matriz
eléctrica nacional. En este período el precio
promedio internacional del bunker fue 61.87
$US/barril (Platts, 2009), por lo que se estima que
esta generación a base de dicho combustible
representó aproximadamente $US 19.1 millones,
este valor sin considerar el costo adicional por
seguros y, transporte marítimo y terrestre del
mismo. En la tabla 1 se presenta detallado el déficit
de la energía hidroeléctrica de Chixoy cubierta con
búnker y su costo equivalente en dólares
americanos.
Tabla 1. Estimación de costo económico adicional de generación
con búnker para el período mayo-octubre 2009 para la central
hidroeléctrica Chixoy.
Energía Mayo-Octubre
Promedio 2013
Energía Mayo-Octubre
2009
Déficit Mayo-Octubre
2009
Eficiencia Búnker
Déficit generado con
Búnker
Promedio precio
Equivalente total $US
aproximadamente respecto al promedio histórico.
En la figura 4 se muestra la comparación entre los
caudales promedio mensual para los años 2014,
2015 y el promedio histórico en el embalse Chixoy.
Actualmente Chixoy representa aproximadamente el
29% del total de la generación hidroeléctrica en el
Sistema Interconectado Nacional de Guatemala.
Figura 4. Caudales mensuales en embalse Chixoy para distintos
años.
Fuente: Elaboración en base a los reportes de pos-despachos
diarios del Administrador del Mercado de Mayoristas.
Se debe tener en cuenta que el fenómeno de El
Niño no es el único factor que incide en la
climatología de la región, ya que existen otros
procesos climáticos que ocurren en otras regiones
de los océanos y la atmosfera del globo así como
las características orográficas y climáticas locales.
Pronósticos de El Niño y caudales
1,027,076 MWh
816,098 MWh
210,978 MWh
0.0163 MWh/gal
12,943,436 gal
= 308,177.04 BBL
61.87 $US/BBL
19,066,913
Durante los meses de mayo a julio del año 2015 las
anomalías de las temperaturas en la región Niño 3.4
han alcanzado valores de +1.09°C sin llegarse a
desarrollar por completo aún el fenómeno de El
Niño. Sin embargo esto ha favorecido para que la
canícula del presente año se prolongue hasta
agosto, disminuyendo los caudales en el embalse
de Chixoy durante el trimestre Mayo-Junio-Julio,
representando una redución de un 30%
Para pronosticar el fenómeno de El Niño, la
comunidad científica ha desarrollado modelos
dinámicos de circulación global, así como modelos
estadísticos. Estos últimos se basan en análisis
matemáticos de las series climáticas de datos
históricos, mientras que los dinámicos están
fundamentados en ecuaciones físicas de la
interacción de la atmósfera y el océano (Barnston,
et al 2012). Sin embargo, siendo El Niño un
fenómeno que nunca se desarrolla de manera igual
y a una variabilidad climática por década sin ser
explicada por completo aún (Mehta et al, 2011),
pronosticar el fenómeno en mención presenta un
gran reto constantemente.
Paralelamente y como respuesta ante los eventos
climatológicos y el fenómeno de El Niño, los
gobiernos regionales, mediante sus agencias
climáticas se han coordinado para llevar a cabo
pronósticos. En el caso de Sudamérica, en el 2003,
3
con el apoyo de la OMM se creó el Centro
Internacional para la Investigación del fenómeno de
El Niño (CIIFEN), en el cual participan ocho países
de ese continente y que llevan a cabo
periódicamente foros climáticos para establecer
pronósticos estacionales.
a cabo una actualización continua de sus resultados
e interpretaciones. Asimismo es importante
fomentar la cooperación y comunicación entre los
tomadores de decisiones y las instituciones
pronosticadoras, así como el fácil acceso de los
planificadores y usuarios a dicha información.
Centro América por su parte a partir de una
iniciativa del Comité Regional de Recursos Hídricos
(CRRH), del Sistema de Integración Económica
Centroamericana
(SIECA),
lleva
a
cabo
trimestralmente el Foro del Clima de América
Central. En este foro participan los distintos
institutos climáticos de cada país y algunos
ministerios, y en base a observaciones océanoatmosféricas y análisis estadísticos desarrollan
pronósticos estacionales.
En el caso del sub-sector eléctrico, es importante
que
las
entidades
gubernamentales,
no
gubernamentales y privadas enfoquen sus
pronósticos de manera específica por cuencas o
áreas
homogéneas
con
aprovechamiento
hidroeléctrico, siguiendo de cerca a la vez las
perspectivas climáticas del Instituto Nacional de
Sismología, Vulcanología, Meteorología e Hidrología
(INSIVUMEH) y otras fuentes internacionales.
Asimismo
estos
deben
ser
actualizados
constantemente y vinculados en las programaciones
de largo y corto plazo. Es recomendable
implementar un sistema de indicadores y alerta
temprana de acuerdo a la disponibilidad hídrica en
la fecha corriente y lo esperado en los siguientes
meses. La idea general es contar con mayor
información técnica para reducir la vulnerabilidad
ante sequías y fortalecer la capacidad de
planificación hidroeléctrica y otros actores para
anticiparse ante los efectos negativos del fenómeno
El Niño.
De manera independiente otras instituciones
privadas y estatales desarrollan pronósticos de
caudales de manera más específica. En Colombia
por ejemplo, modelos de pronósticos de caudales
en la generación hidroeléctrica han sido
desarrollados por Cadvid (n.d.) en los embalses
Salvajina y Chivor de 285 y 1000 MW de potencia
respectivamente. En Ecuador, Villagomez (n.d.)
aplicó
también
métodos
estadísticos
para
pronosticar caudales estacionales en los embalses
Paute y Agoyán, 1100 y 156 MW respectivamente.
En Guatemala aplicando métodos estadísticos
basados en regresiones múltiples y tablas de
contingencia, tomando como variables predictoras
índices de monitoreo El Niño, se han desarrollado
modelos de pronósticos trimestrales de caudales
entrantes en el embalse de la central hidroeléctrica
Chixoy (Dobias, 2010). Estos modelos son
aplicados para período trimestrales de SeptiembreOctubre-Noviembre a Febrero-Marzo-Abril.
Agradecimiento: a Arnoldo Arroyo, ingeniero de la CNEE
por su apoyo en la elaboración del mapa de la figura 1.
Referencias
Administrador del Mercado de Mayorista (20092010). Informes de pos-despachos diarios.
[Disponible
en]:
http://www.amm.org.gt/portal/
[Visitado 27 de agosto del 2014]
Anotaciones finales
International Research Institute for Climate and
Society. Earth Institute, Columbia University.
www.iri.columbia.edu
Por su alto impacto en las sociedades y economía a
nivel nacional y regional, el fenómeno de El Niño es
un acontecimiento climático que merece una gran
atención en los distintos niveles que de una u otra
manera se relacionen al manejo de los recursos
hídricos, desde los usuarios y planificadores hasta
tomadores de decisiones.
Barnston, A., Tippett, M., L´Heureux, M,. Shuhua, L.
and DeWitt, D. (2012). Skills of real-time seasonal
ENSO model predictions during 2002-11: Is our
capability increasing?. American Meteorological
Society, May 2012.
Para tomar mejores decisiones en lo que respecta al
uso y aprovechamiento del recurso hídrico es
importante apoyarse en el uso de herramientas
técnicas como lo son los pronósticos hidroclimáticos. Los resultados de los mismos deben ser
evaluados y verificados constantemente, para llevar
Cadavid Mazo, E. (n.d.). Estimación de modelos de
pronóstico de caudal para el sector eléctrico
colombiano
usando
índices
macroclimáticos
asociados al ENOS.
4
Centro Internacional para la Investigación del
fenómeno
de
El
Niño
(CIIFEN).
http://www.ciifen.org/
Climate Prediction Center/National Oceanic and
Atmospheric
Administration.
www.cpc.ncep.noaa.gov
Comisión Nacional de Energía Eléctrica (2009).
Informe
estadístico
2009.
[Disponible
en]:
http://www.cnee.gob.gt/wp/?page_id=253. [Visitado
el 10 de agosto del 2015]
Mehta, V., Meehl, G., Goddard, L., Knight, J.,
Kumar, A., Latif, M., Lee, T., Rosati, A. and
Stammer, D. (2011). Decadal climate predictability
and prediction: Where are we? American
Meteorological Society, The eighth workshop on
decadal climate variability, 12-15 October 2009.
Organización Meteorológica Mundial (2004). La
predicción de El Niño: el aporte de la ciencia al siglo
XXI. Programa Mundial sobre el Clima.
Platts, US Marketscan (May – October 2009).
Volume 35, Issue 83 – 210.
-Sin Publicar-. Dobias, J. (2010). Identificación de
variables macro-climáticas en el océano Pacífico y
Atlántico correlacionadas a los caudales entrantes
en el embalse de la central hidroeléctrica Chixoy.
Villagomez del Pozo, W. (n.d.). Predicción de
caudales para planeamiento de la operación en las
centrales hidroeléctricas de Paute y Agoyan en el
Ecuador. Instituto Ecuatoriano de Electrificación.
Zebiak, S., Orlove, B., Muñoz, A., Vaughan, C.,
Hansen, J., Troy, T., Thomson, M., Lustig, A. and
Garvin, S. (2014). Investigating El Niño-South
Oscillation and society relationship. WIREs Clim
Change 2014. doi: 10.1002/wcc.294
5