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1. Introducción
En 1999, de acuerdo a lo establecido en el plan estratégico de Generación Hidráulica de UTE, co-menzó la implantación de un Sistema de Gestión Integrado (Calidad, Seguridad e Higiene en el tra-bajo y Medio Ambiente). A partir de esa decisión se han alcanzado las certiÞ caciones en todos los procesos de esta División de UTE. En primer lugar se obtuvo la certiÞ cación del Sistema de Gestión de Calidad según la norma ISO 9001:2000, luego la del Sistema de Gestión Ambiental, cumpliendo con los requisitos de la norma ISO 14001:2004 y Þ nalmente la del Sistema de Gestión de la Seguri-dad y Salud Ocupacional cumpliendo con los re-quisitos de la norma OHSAS 18001:2007.
En particular, uno de los procesos vinculados con la Operación es el identiÞ cado como “Gestión de Embalses”. El mismo comprende, entre otros, los sub-procesos de “Operación de la Red Hidro-meteorológica”, “Mantenimiento de la Red Pluvio-métrica”, “Mantenimiento de la Red Limnimétrica y Estaciones de Medición de Caudales”, y “Gestión de Crecidas”. Para la evaluación de estos pro-cesos, se han deÞ nido indicadores de gestión, la mayoría de los cuales se actualizan en forma automática en el sistema informático corporativo de UTE: “Sistema de Gestión de la Explotación” (S.G.E.). Entre ellos pueden citarse algunos a modo de ejemplo, como ser: Indicadores de Con-Þ abilidad Pluviométrica, Puntualidad de la Infor-mación Hidrológica, ConÞ abilidades por Estación y por conjunto de Red Limnimétrica, ConÞ abilidades por Estación y por conjunto de Red Pluviométrica, Índice de Mantenimiento Pluviométrico Anual, Ín-dice de Aforos, etc.
Se deÞ nieron metas iniciales para cada uno de estos indicadores en el momento de su implan-tación, y las mismas se han ido ajustando con el correr del tiempo en función de las acciones pre-ventivas y correctivas adoptadas y con la introduc-ción de cambios tecnológicos, transformando las metas primarias en objetivos cada vez más exigen-tes, a efectos de optimizar la gestión. También se desarrollaron herramientas informáticas a efectos de realizar el registro y tratamiento de no confor-
Hidrología operativa aplicando un sistema de gestión
integrado
Julio Patrone, Álvaro Plat, Guillermo Failache / U.T.E.URUGUAY
[email protected]@ute.com.uy
III Seminario Internacional: Hidrología Operativa y Seguridad de Presas
21 al 24 de abril de 2010
Concordia, Argentina
ÍNDICE
1. INTRODUCCIÓN
2. CARACTERÍSTICAS GENERA- LES DEL SISTEMA DEL RÍO NEGRO
3. PROCEDIMIENTOS, INDICA- DORES Y SU SEGUIMIENTO
4. SISTEMAS DE APOYO: SGM Y W.DOC
5. CONCLUSIONES, LECCIONES APRENDIDAS Y RECOMENDA- CIONES
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midades, acciones inmediatas, correctivas, pre-ventivas y de mejora. Por otra parte, la gestión de los trabajos de campo de Hidrología se realiza a través de un sistema informático corporativo (Sistema de Gestión de Mantenimiento), generán-dose a partir del mismo las órdenes de trabajo, el control económico y la actualización automática de las existencias en los correspondientes pañoles a medida que se consumen los insumos necesarios para el mantenimiento de las redes de medición hidrológica.
El objeto del presente trabajo es presentar en forma general el funcionamiento de estos siste-mas, así como el de los indicadores de gestión y su aplicación en la optimización de la hidrología operativa realizada en UTE.
2. Características generales del sistema del
río Negro
La República Oriental del Uruguay tiene una densa red de cursos de agua siendo el río Negro el mayor de los que atraviesan su territorio. El río Negro nace en Brasil, en el estado de Río Grande del Sur, a unos 50 km al norte de la frontera con Uruguay. Tiene una extensión total de 850 km y un desnivel de 140 m, siendo sus aß uentes más importantes el Río Tacuarembo y el Arroyo Sal-sipuedes, en la zona norte y el Río Yi y el Arroyo Grande del Sur en la zona sur. La cuenca total del
río Negro tiene una superÞ cie de 71.400 km2, poco más de la tercera parte de la superÞ cie del país, siendo 3.125 km2 correspondientes a territorio de la República Federativa del Brasil.
La operación del Sistema Hidroeléctrico del río Negro requiere de un adecuado conocimiento de los caudales de aporte y niveles de control, así como de los volúmenes precipitados (a efectos de realizar las previsiones correspondientes) en las distintas subcuencas que conforman la cuenca del río Negro.
Ubicación general de cuencas
Principales características de los embalses
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Este conocimiento, que permite planiÞ car la oferta energética y realizar una gestión optimizada de los embalses, se basa en la calidad y canti-dad de información suministrada por la Red Hidro-meteorológica en servicio. Por otra parte, la ope-ración de esta red posibilita disponer de un eÞ caz sistema de alerta para el manejo de crecidas.
La Red Hidrometeorológica Convencional uti-lizada y mantenida por UTE en la cuenca del río Negro está compuesta por las siguientes estacio-nes de medida, de las cuales se recogen datos los 365 días del año:
135 Estaciones Pluviométricas (Registro de
precipitaciones)
26 Estaciones Limnimétricas (Registro de
niveles en ríos y embalses)
18 Estaciones de Medición de Caudal (In-
cluidas dentro de las Limnimétricas)
Los datos pluviométricos provenientes de la red convencional que se utilizan, son los registrados a la hora 7:00 y comprenden los mm de precipitación caídos en las 24 horas anteriores. A partir de dichos registros y calculando promedios ponderados por áreas, se obtienen los Promedios Globales Dia-rios para cada cuenca y a partir de su adición, los acumulados mensuales y anuales respectivos. De acuerdo a los escurrimientos en la cuenca, con el registro diario de precipitaciones, es posible prever con antelación los aportes futuros a los embalses.
Los datos limnimétricos provenientes de la red convencional, se registran diariamente a las horas 7:00, 12:00 y 17:00 en las secciones de control y en forma horaria en las Presas.
De acuerdo a la superÞ cie y características de la cuenca involucrada y considerando la cantidad y tipo de estaciones, se ha logrado superar las densidades mínimas recomendadas por la Orga-nización Meteorológica Mundial para este tipo de redes hidrometeorológicas.
Cabe destacar que además de las redes con-vencionales antes descritas, UTE ha incorporado y se encuentra funcionando desde Þ nes del año 2009, una Red Hidrológica Telemétrica (RHT) compuesta por 26 estaciones automáticas, cuyas características se describen en otro trabajo tam-bién presentado en este Congreso.
La incorporación de los procedimientos e in-dicadores correspondientes a la RHT aún no ha Þ nalizado y no se encuentran incluidos en el presente trabajo.
En las siguientes dos Þ guras puede apreciarse la ubicación de la totalidad de las estaciones de las Redes pluviométrica y limnimétrica convencio-nales:
Red de estaciones pluviométricas convencionales
Red de estaciones limnimétricas convencionales y de
medición de caudal
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3. Procedimientos, indicadores y su segui-
miento
Considerando el proceso denominado “Gestión de Embalses”, el mismo tiene como objetivo suministrar la información necesaria para optimizar el manejo de los embalses del río Ne-gro, garantizando en todo momento la seguridad de las obras e instalaciones de generación y la menor afectación a terceros, tanto aguas arriba como aguas abajo de las presas, compatible con dichos criterios.
Los principales sub-procesos relacionados con el anterior y que se encuentran documentados con la correspondiente deÞ nición de actividades y sus respectivos responsables en el Sistema de Gestión Integrado, son los siguientes:
- Gestión de crecidas
• Gestión de crecidas
• Plan de acción ante contingencias hídricas y
estructurales “Presa Dr. Gabriel Terra”
• Plan de acción ante contingencias hídricas y
estructurales “Presa Rincón de Baygorria”
• Plan de acción ante contingencias hídricas y
estructurales “Presa Constitución”
• Acciones EspecíÞ cas para Gestión de Ver-
tederos durante Crecidas Extraordinarias
- Operación de la red hidrometeorológica
• Operación de red hidrometeorológica
• Publicación y difusión de previsiones de
aportes y niveles y previsiones meteorológicas
- Mantenimiento de la red pluviométrica
• Mantenimiento de red pluviométrica
• Estaciones Pluviométricas
• Gira mantenimiento pluviométrico
- Mantenimiento de la red limnimétrica y esta-
ciones de medición de caudales
• Mantenimiento de red limnimétrica y estacio-
nes de medición de caudal
• Realización de aforos en cursos de agua na-
turales
• Elaboración de curvas de aforo
• Gira de reparación de escalas, mantenimiento
de progresivas y realización de aforos
• Evaluación año previo y planiÞ cación año fu-
turo de trabajos de campo de hidrología
- Control de los dispositivos de seguimiento
y medición
- Comunicación interna y externa
- Registro y tratamiento de no conformi-
dades, acciones inmediatas, correctivas, pre-
ventivas y de mejora
En particular, en el desarrollo de este trabajo
se pretende profundizar en el sub-proceso: “Ope-
ración de red hidrometeorológica”
Los objetivos globales del sub-proceso son: el
suministro, en tiempo útil, de la información hidro-
meteorológica de la cuenca del río Negro y el ase-
soramiento en materia de pronósticos hidrometeo-
rológicos a los responsables de la operación y el
despacho energético de las Centrales “Dr. Gabriel
Terra”, “Rincón de Baygorria” y “Constitución”.
Las actividades consideradas en el desarrollo
de este subproceso pueden verse resumidas en el
siguiente Plan de calidad:
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Plan de calidad
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Los indicadores considerados en este proce-dimiento con sus correspondientes descripciones, son los siguientes:
• Confi abilidad Pluviométrica
Es el resultado de dividir, el número de datos pluviométricos del día registrados en una cuenca, entre el número de pluviómetros disponibles en esa cuenca multiplicado por cien. Es un indicador que se calcula diariamente en forma automática en el SGE a nivel de cuencas, y puede además consultarse para el período que se desee a través del botón “INDICADORES” del modulo de hi-drología del SGE.
Actualmente, para cada cuenca en que se cal-cula promedio de precipitación, se considera un
valor de confi abilidad aceptable cuando el in-
dicador es mayor o igual al 90%, tomando el
promedio en períodos semestrales, previo a
cada revisión del Sistema.
• Puntualidad de la Información Hidrológica
La “Puntualidad de la Información Hidrológi-
ca todos los días del año”, es el resultado de dividir el N° de días en que se comunica al Des-pacho Nacional de Cargas antes de las 10:00 hrs la disponibilidad de la información hidrológica con-Þ rmada en el SGE, dividido por el número total de días del período seleccionado.
Para aquellos días en que se registraron pre-cipitaciones, se calcula la “Puntualidad de la
Información Hidrológica en los días con pre-
cipitación”, que es el resultado de dividir el N° de días en que se registran precipitaciones y que se comunica al Despacho Nacional de Cargas antes de las 10:00 hrs la disponibilidad de la información hidrológica conÞ rmada en el SGE, dividido por el número total de días del período seleccionado en que se registraron precipitaciones.
Actualmente, la meta a alcanzar en los dos
indicadores anteriores es el 90 % , tomando el
promedio en períodos semestrales, previo a
cada revisión del Sistema.
• Confi abilidades de Estación y Red Limni-
métrica
Se calcula automáticamente en el SGE, con-tabilizando los días en que la información no estu-
vo disponible en tiempo y forma, en cada estación de la red limnimétrica a partir de los registros de “s/d O” (sin dato por causas atribuibles al ob-
servador) y “s/d E” (sin dato por falla en los
equipos).
Para un período que se deÞ ne, el SGE calcula automáticamente para cada Estación Limnimé-
trica, los siguientes indicadores:
Confi abilidad de Estación = [1 - (n° de datos
faltantes s/d O y s/d E en la Estación / n° de datos
que debió dar la Estación en el período)] * 100
Confi abilidad de Observador = [1 - (n° de
datos faltantes s/d O en la Estación / n° de datos
que debió dar la Estación en el período)] * 100
Confi abilidad de Equipo = [1 - (n° de datos
faltantes s/d E en la Estación / n° de datos que
debió dar la Estación en el período)] * 100
Para un período que se deÞ ne, el SGE calcula automáticamente para toda la Red Limnimétri-
ca, los siguientes indicadores:
Confi abilidad de Red Lim. = [1 - (n° de
datos faltantes s/d O y s/d E en la Red Lim. / n°
de datos que debió dar la Red Lim. en el período)
]* 100
Confi abilidad de Observadores = [1 - (n° de
datos faltantes s/d O en la Red Lim. / n° de datos
que debió dar la Red Lim. en el período)] * 100
Confi abilidad de Equipos = [1 - (n° de
datos faltantes s/d E en la Red Lim. / n° de datos
que debió dar la Red Lim. en el período)] * 100
En estos últimos 6 indicadores, la meta ac-
tual es superar el 80%.
• Confi abilidades de Estación y Red Pluvio-
métrica
Automáticamente el SGE realiza el conteo de días en que la información no estuvo disponible en tiempo y forma, en cada estación de la red plu-viométrica a partir de los registros de “s/d O” (sin
datos por causa del observador) y “s/d E” (sin
datos por causa de los equipos).
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Para un período que se deÞ ne, el SGE calcula automáticamente para cada Estación Pluviomé-
trica, los siguientes indicadores:
Confi abilidad de Estación = [1 - (n° de datos
faltantes s/d O y s/d E en la Estación / n° de días
en el período)] * 100
Confi abilidad de Estación (con lluvia) = [1 -
(n° de datos faltantes s/d O y s/d E en la Estación
los días de lluvia / n° de días con lluvia en la
cuenca, en el período)] * 100
Confi abilidad de Observador = [1 - (n° de
datos faltantes s/d O en la Estación / n° de días
en el período)] * 100
Confi abilidad de Observador (con lluvia)
= [1 - (n° de datos faltantes s/d O en la Estación
los días de lluvia / n° de días con lluvia en la
cuenca, en el período)] * 100
Confi abilidad de Equipo = [1 - (n° de
datos faltantes s/d E en la Estación / n° de días
en el período)] * 100
Confi abilidad de Equipo (con lluvia) =
[1 - (n° de datos faltantes s/d E en la Estación los
días de lluvia / n° de días con lluvia en la cuenca,
en el período)] * 100
Para un período que se deÞ ne, el SGE calcula automáticamente para toda la Red Pluviométri-
ca, los siguientes indicadores:
Confi abilidad de Red Pluv. = [1 - (n° de
datos faltantes s/d O y s/d E en la Red Pluv. / n°
de días en el período)] *100
Confi abilidad de Red Pluv. (con lluvia) =
[1 - (n° de datos faltantes s/d O y s/d E en la Red
Pluv. los días de lluvia / n° de días con lluvia en la
cuenca, en el período)] * 100
Confi abilidad de Observadores Pluv. = [1
- (n° de datos faltantes s/d O en la Red Pluv. / n°
de días en el período)] * 100
Confi abilidad de Observadores Pluv .(con
lluvia) = [1 - (n° de datos faltantes s/d O en la
Red Pluv. los días de lluvia / n° de días con lluvia
en la cuenca, en el período)] * 100
Confi abilidad de Equipos = [1 - (n° de
datos faltantes s/d E en la Red Pluv. / n° de días
en el período)] * 100
Confi abilidad de Equipos (con lluvia) = [1
- (n° de datos faltantes s/d E en la Red Pluv. los
días de lluvia / n° de días con lluvia en la cuenca,
en el período)] * 100
En estos últimos 12 indicadores, la meta ac-
tual es superar el 80%.
Seguimiento de los indicadores correspon-
dientes al Proceso “Operación de la Red
Hidrometeorológica”en el sistema informático
corporativo S.G.E.
Estos indicadores se consultan en el módulo de hidrología del SGE, a través de la pantalla:
Por ejemplo, si se analiza el comportamiento del conjunto de estaciones pluviómetricas de la Subcuenca del río “Yi” perteneciente a la cuen-ca de la Central “Constitución”, a través de su conÞ abilidad global en el período 1.1.2009 al 1.12.2009, resulta:
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Otro ejemplo, para el mismo período, es el análisis individual de cada una las estaciones plu-viométricas de la Subcuenca Local “Novillos” (río Tacuarembó Chico), perteneciente a la Subcuen-ca del río “Tacuarembó” que aporta al embalse de la Central “Dr. Gabriel Terra”:
Se observa en particular, que para la estación “Aldea San Joaquín” en el período seleccionado, el observador se ausentó reiteradamente. En otros casos, la falta de dato puede deberse a un desperfecto en el equipamiento de medición ó de comunicación. En este tipo de situaciones, se busca para el primer caso, un observador alterna-tivo del lugar a efectos de seguir disponiendo de la información sin interrupciones y en el caso de desperfecto en el equipamiento, se preparan los elementos necesarios para su reparación. A través del sistema se pueden visualizar estos períodos de ausencia de datos e incorporar rápidamente
la estación con problemas, en la gira de mante-nimiento programada más próxima.
También se destaca que se analiza por sepa-rado la situación para el número total de días del período seleccionado y para el conjunto de días en que se registró precipitación en la cuenca elegida, ya que un comportamiento del observador inade-cuado en días de lluvia puede motivar el cambio de observador incluyendo traslados a corta distan-cia de la estación completa.
El análisis es similar para el caso de las es-taciones limnimétricas. Por ejemplo, si se quiere analizar el comportamiento de las estaciones lim-nimétricas de la Subcuenca Local Ramírez de la Subcuenca “Alto Río Negro” perteneciente a la cuenca denominada “Global Alta Dr. G. Terra” también en el período 1.1.2009 al 1.12.2009, re-sulta al seleccionar el botón correspondiente en la pantalla de “Indicadores” e ingresando el período seleccionado:
.
Finalmente, en lo que reÞ ere al “Indicador de Puntualidad de la Información Hidrológica”, el mis-mo fue incorporado para realizar el seguimiento y detectar eventuales atrasos y la frecuencia de los mismos en la disponibilidad de la información hidrológica recolectada por la red. Se muestra el indicador para el mismo período seleccionado en los ejemplos anteriores y calculado en dos casos: para el conjunto total de días y para el conjunto de días en que hubo registro de precipitaciones, en que hay mayor demora en recolectar toda la información.
De esta forma, la disposición de los indicadores en un sistema corporativo, calculados en forma automática, permite realizar un seguimiento del comportamiento de los equipos y los observa-
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dores de las 135 estaciones pluviométricas y las 26 estaciones limnimétricas que constituyen la red hidrometeorológica convencional utilizada para la operación del sistema del río Negro y brindan una información fundamental para la optimización de la misma. El próximo paso consistirá en incorporar los indicadores correspondientes a las 26 estacio-nes telemétricas automáticas recientemente pues-tas en operación.
4. Sistemas de apoyo: SGM y W.DOC
Sistema de Gestión de Mantenimiento (SGM)
Para el registro y tratamiento de los factores que no permiten disponer de la información en las estaciones de la red hidrometeorológica ó que podrían en un futuro generar este problema, se utiliza la herramienta informática SGM (Sistema de Gestión de Mantenimiento). En este sistema además se visualizan todas las tareas pendien-tes y los trabajos planiÞ cados. Se generan en forma automática las Órdenes de Trabajo que surgen de los trabajos planiÞ cados y se realizan los cierres con los informes respectivos una vez ejecutadas dichas órdenes. También en este sistema se realiza la actualización de las existen-cias en los pañoles luego de cada gira de mante-nimiento, permitiendo un control permanente de los stocks de repuestos y materiales y la reposición de los mismos en tiempo y forma. A continuación se adjuntan pantallas del SGM que ilustran sobre lo anterior:
Pantalla de ingreso:
Ejemplo: solicitud de tarea no programada a realizar en diciembre 2009 (reparación de estación Laguna II):
Ejemplo: vista parcial de las actividades pro-gramadas (como por ejemplo, la calibración de instrumentos de medición de caudales, gira de pago a observadores de las estaciones):
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Ejemplo: vista parcial 2 de las actividades pro-gramadas (como por ejemplo, las giras de inspec-ción y mantenimiento de estaciones):
Visualización del C.A.M. (Cronograma de acti-vidades de mantenimiento previstas para diciem-bre 2009), donde se observa una tarea ya pro-gramada (gira de mantenimiento de estaciones pluviométricas ya planiÞ cada previamente y la tarea no programada que tuvo que incorporarse a causa de desperfectos ocasionados por la crecida noviembre-diciembre 2009:
Existencias en pañoles (vista parcial 1):
Existencias en pañoles (vista parcial 2):
Sistema de registro y tratamiento de no con-
formidades, acciones inmediatas, correctivas,
preventivas y de mejora y reclamos de terceros
(W.doc)
Finalmente, se menciona la herramienta infor-mática utilizada para registrar las no conformi-dades detectadas en auditorias internas y exter-nas, las acciones surgidas para el tratamiento de las mismas, así como reclamos ó solicitudes de información realizadas por terceros. En este siste-ma, denominado W.doc, se ingresa la fecha de detección de la no conformidad, la fecha prevista para la Þ nalización del tratamiento mediante las acciones que se entiendan necesarias, así como la fecha real de ejecución. El sistema en forma au-tomática genera avisos recordando al usuario las acciones pendientes de ejecución.
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A continuación se adjuntan pantallas del W.doc que ilustran sobre lo anterior:
Ingreso al sistema:
Ingreso de una no conformidad, acción correc-tiva, preventiva ó de mejora:
Tratamiento de una no conformidad:
Realización de consultas de acciones por descripción:
5. Conclusiones, lecciones aprendidas y reco-
mendaciones
El tipo de tareas desarrollado históricamente por la Unidad de UTE denominada Ingeniería de Presas y Embalses, involucra actividades en el sistema del río Negro vinculadas con la gestión de embalses, la auscultación de presas y la gestión medioambiental. Este tipo de actividades han o-bligado siempre a gestionar un gran volumen de información fundamental para la operación del sistema, así como a realizar el mantenimiento cui-dadoso de las fuentes que proveen la misma.
La incorporación de un sistema de gestión inte-grado (SGI), fue enfocada en el presente trabajo principalmente a la calidad y en particular a su aplicación a las actividades de hidrología opera-tiva que desarrolla la Unidad.
Puede concluirse que el SGI proporcionó una estructura para incorporar y hacer más accesible el seguimiento del comportamiento de las esta-ciones de medición, tanto de su equipamiento como de sus respectivos observadores, su man-tenimiento y el control de los indicadores que muestran su desempeño y conÞ abilidad. Por otra parte, permite disponer de información básica para la mejora constante de estas actividades, con una medición permanente de su desempeño y la evaluación cuantitativa de los distintos pro-cesos a través de los indicadores utilizados.
Estamos entonces en condiciones de recomen-dar el uso de esta herramienta, luego de transcurrida más de una década de su incorporación a nuestras actividades, período en el cual se ha logrado una maduración de la misma, tal como lo documentan las sucesivas auditorias externas realizadas por el organismo certiÞ cador (en nuestro caso el Labora-torio Tecnológico del Uruguay LATU), así como las encuestas a los destinatarios de los productos de estos procesos.
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