Aunque Mao Zedong sugirió la construcción de una estructura como la presa de las Tres Gargantas en 1953, el gran acontecimiento que revivió el interés del gobierno por edificarla fue la terrible inundación de 1954 en el Yangtsé, que provocó más de 30 mil muertes. Un año más tarde comenzaron las actividades de planeación con la colaboración de especialistas soviéticos; en 1956 se fundó la Oficina de Planeación del Valle del Yangtsé para dirigir el diseño y los estudios de viabilidad específicos para el Proyecto Tres Gargantas.
Una gran presa en el río Yangtsé fue originalmente planteada por Sun Yat-sen en 1919 en el libro Desarrollo internacional de China. Él estableció que era posible construir una presa capaz de generar 30 millones de caballos de fuerza (22 GW) aguas abajo del sitio llamado Tres Gargantas. En 1932, el gobierno nacionalista de Chiang Kai-shek comenzó a elaborar los planes preliminares, que estuvieron listos antes de terminar la ocupación japonesa de 1939.
En 1944, Estados Unidos, a través del jefe de Diseño de la Ingeniería del Bureau of Reclamation, emitió una propuesta para el desarrollo del Proyecto del Río Yangtsé. En ese momento, 54 ingenieros chinos fueron enviados a entrenarse a EUA. Después de 1949, Mao Zedong apoyó el proyecto, aunque se dio prioridad a la construcción de la presa de Gezhouba en el mismo cauce.
En 1992, el Congreso Nacional del Pueblo aprobó por fin la construcción del Proyecto Tres Gargantas, que empezó el 14 de diciembre de 1994. Se tenía previsto concluir en 2009, pero la casa de máquinas subterránea adicional (seis unidades de 700 MW) retrasó la terminación hasta mayo de 2012. La presa se elevó a su máximo nivel de diseño de 175 m en el embalse en octubre de 2010, y los elevadores mecánicos de barcos se completaron en 2014.
Sitio y dimensiones del proyecto
El río Yangtsé tiene una longitud de 6,300 km (lo que lo hace el tercero más largo del mundo, luego del Nilo y el Amazonas); nace en las montañas de la región suroeste de Tsinghái y desemboca en el Mar Chino, al norte de Shanghái.
La presa de las Tres Gargantas es la planta hidroeléctrica más grande del planeta; está situada en las vegas altas de la ciudad de Chiang, aproximadamente 40 km aguas arriba del ya construido proyecto Gezhouba. Se ubica en el río Yangtsé, entre las ciudades de Chongqing y Sandouping, cerca de Yichang (provincia de Hubei).
Para la construcción de la presa, que está compuesta por las gargantas Qutang, Wu y Xiling, se inundaron 13 ciudades y cientos de pequeñas aldeas que se ubicaban a orillas del río; esto representó una afectación a 1.13 millones de personas que tuvieron que ser reubicadas. A ello se sumó la pérdida de invaluables tesoros arqueológicos y culturales.
El Proyecto Tres Gargantas es una presa de contención a gravedad construida a base de concreto (tipo gravedad), cuya corona tiene una altura máxima de 185 m (con 175 m de carga de agua en el nivel máximo de almacenamiento o nivel de operación del embalse), tiene 15 metros de ancho en la corona y 124 m de ancho en la base. Toda la presa tiene una longitud total de 2,309 metros desde el punto de inicio en la margen derecha hasta el punto final de la margen izquierda. Su superficie total es de 1,084 km2 (de los cuales 632 km2 son nuevas tierras inundadas); su capacidad total de almacenamiento se calcula en 39,300 millones de metros cúbicos (dos veces más que el embalse del PH La Angostura, México), y 22,100 millones de metros cúbicos de capacidad para el control de inundaciones.
El área de captación total de agua es de aproximadamente un millón de kilómetros cuadrados, con 451,000 millones de metros cúbicos de escurrimiento promedio anual (ligeramente mayor que todo el escurrimiento medio anual de México, que es de 410,000 millones de metros cúbicos) y 526 millones de toneladas anuales de sedimentos.
La cortina se desplantó en un granito sano (con 1,000 kg/cm2) de resistencia al esfuerzo normal. Las fallas y fisuras en la roca fueron pocas y reparadas con concreto inyectado. La permeabilidad de la roca básica es baja por naturaleza. No hay fallas estructurales geológicas de importancia. Las actividades sísmicas regionales son pequeñas en intensidad y de baja frecuencia.
El trazo
El proyecto está compuesto de la cortina, dos plantas de generación superficiales, una subterránea y dos estructuras de navegación. Se llevaron a cabo estudios geológicos intensivos del subsuelo, así como de la hidráulica de sedimentos, hasta que se definieron las estructuras y materiales de entre diversas alternativas, y finalmente se determinó la configuración óptima del esquema de obras (layout).
El vertedor de demasías está integrado en una sección ubicada al centro del cauce del río (siguiendo su curso original y natural), mientras que las obras de toma para hidrogeneración en la sección no vertedora se ubican a ambos lados. Las casas de máquinas se localizan aguas abajo de estas obras de toma en la cortina y la estructura de navegación permanente se localiza en la margen izquierda.
Cortina
La cortina es de concreto convencional, a gravedad. La longitud total del eje de la cortina es de 2,309.47 m, con una altura total de 185 metros.
La sección vertedora, que se localiza en medio del cauce natural, es de 483 m de longitud, donde hay 23 desfogues de fondo y 22 compuertas de alivio en superficie. Las dimensiones de los desfogues de fondo son 7 × 9 m, con la elevación de las entradas en la cota 90 m. El ancho neto de las compuertas de alivio en superficie es de 8 m, con su elevación en la cota 158 msnm. Aguas abajo del vertedor se construyeron disipadores de energía.
Con una capacidad máxima de descarga de 102,500 m3/s para un nivel de 180.4 m, el proyecto está diseñado para desalojar la avenida máxima probable (AMP) que puede presentarse en la cuenca.
Construcción del proyecto
En junio de 1993 se aprobó el informe con el diseño preliminar de la obra, y de esta manera se inició oficialmente la etapa preparatoria de la construcción de la presa.
El plan aprobado consistía en una estructura multipropósito (que serviría para el control de inundaciones, la generación de energía y la navegación) cuya construcción estaba programada para iniciar en 1994 y concluir en 2013, y se dividiría en tres etapas.
Desde hace mucho tiempo las inundaciones del río Yangtsé habían sido una enorme preocupación para los habitantes de su cuenca; esto es evidente al considerar, por ejemplo, que el registro de las inundaciones se inició hace unos 800 años y desde el año 1153 ocho avenidas gigantes en Yichang presentaron un caudal máximo superior a 80,000 m3/s; dos de las avenidas alcanzaron 110,000 m3/s, y en los últimos 110 años cantidades de agua superiores a los 60,000 m3/s fueron drenadas por hasta 24 crecidas.
Otro de los objetivos fue la generación de electricidad: la presa cuenta con 32 turbinas de 700,000 kW cada una, para producir en promedio una energía de 83,700 millones de kilowatts hora al año (83.7 TWh).
Debe señalarse que esta es la generación media anual prevista durante la vida útil del proyecto; sin embargo, en el tiempo reciente (2014), debido al gran escurrimiento en el Yangtsé, se tuvo la mayor generación de energía hidroeléctrica del mundo con 98.8 TWh (contra los 98.6 TWh que se produjeron en la presa de Itaipú, Brasil). Como referencia, en México en 2014 se produjeron 257.5 TWh con todas las plantas de generación de energía del país.
Evolución de la construcción
La construcción del Proyecto Tres Gargantas se inició oficialmente el 14 de diciembre de 1994, aunque las excavaciones en el sitio de construcción y el transporte de materiales habían comenzado desde 1993. La etapa I de la obra, que consistía esencialmente en cerrar el canal principal del río Yangtsé y abrir el canal de desvío, acabó en noviembre de 1997. Para facilitar el transporte desde Yichang hasta el lugar de la presa, la autopista de cuatro carriles a Sandouping y el aeropuerto de Yichang entraron también en operaciones durante esta etapa inicial.
El plan para reubicar a más de un millón de personas provenientes de las áreas que serían inundadas también arrancó oficialmente durante la primera fase del proyecto –concretamente en 1995–, aunque el programa piloto de reasentamiento se llevó a cabo entre 1985 y 1993. En 1997, al final de la etapa I, las autoridades chinas informaron que más de 100 mil personas habían sido reubicadas satisfactoriamente.
Durante los seis años en que se desarrolló la etapa II (1998-2003), se completó una sección de la presa de 1,700 m de largo y 185 m de alto (que incluía el vertedor) en la margen izquierda. En la margen derecha se construyó una ataguía de 580 m de largo y 140 m de alto, que permitió cerrar el canal de desvío abierto en 1997 y el subsecuente llenado de la presa hasta que el nivel del embalse llegó a 135 m en junio del año 2003. En la tabla 1 se muestra el volumen de excavaciones y materiales totales empleados en la obra, y en la tabla 2, los volúmenes de materiales por estructura construida.
Con el volumen de acero empleado en el proyecto se habrían podido construir 63 estructuras como la Torre Eiffel, y con el concreto utilizado, 10 pirámides como la de Guiza en Egipto o 28 veces la Pirámide del Sol de Teotihuacan.
El gobierno chino estimó un costo total de 22,500 millones de dólares (mdd). En 2008 se habían invertido 18,546 mdd, subdivididos en 8,076 mdd para la construcción, 8,569 mdd para reacomodo de poblados y 1,901 mdd para financiamiento. Se estima que el costo de la construcción se recuperará cuando la presa genere 1,000 TWh de electricidad, en un periodo calculado en 10 años.
Control de avenidas y generación de electricidad
La presa fue diseñada para incrementar el control de avenidas del río Yangtsé y pasar de una frecuencia de inundaciones de 10 años a una de 100 años. Con sus 22,100 millones de metros cúbicos de capacidad de control de avenidas y su ubicación geográfica, controla de manera efectiva los caudales.
Sus 32 turbinas tipo Francis están repartidas en dos plantas de generación en el corazón de la cortina (14 en la central de la ribera izquierda y 12 en la de la derecha), con una capacidad de generación de 18,200 MW de capacidad instalada (700 MW por turbina). Cada año proveen, en promedio, 83,700 millones de kilowatts hora, característica que la convierte en la mayor planta de generación y potencia hidroeléctrica en el mundo. Sin embargo, una revisión posterior hizo que se incluyera en el proyecto la construcción de una nueva central subterránea en la margen derecha con seis turbinas de 700 MW, que aumentaron la capacidad de generación de la presa a 22,400 megawatts.
Esto representa la sustitución de entre 40 y 50 millones de toneladas de carbón combustible cada año. Con el alivio que representa la energía pura y barata, basada en recursos renovables, se promueve el desarrollo económico ambientalmente sustentable de China. El primer generador de turbina, localizado en la central de la ribera izquierda, empezó a producir electricidad en julio de 2003.
La generación media anual del proyecto a lo largo del tiempo se muestra en la tabla 3. La energía generada en la presa se distribuye dando prioridad a los clientes que pagan más, tales como la provincia de Shanghái. En total, nueve provincias y dos ciudades reciben energía.
La construcción de la infraestructura de distribución y transmisión se terminó en diciembre de 2007, un año antes de lo programado. Se esperaba que la presa proveyera 10% de la energía consumida en China; sin embargo, la demanda ha aumentado más rápido de lo previsto, así que incluso funcionando a su máxima capacidad proporcionó sólo alrededor de 1.7% de la electricidad consumida en 2011, en que la demanda del país alcanzó los 4,692.8 terawatts hora.
Navegabilidad
Por el incremento en la profundidad del agua, el embalse también ha mejorado la navegabilidad en el segmento de 660 km entre Yichang y Chongqing.
Cinco esclusas de doble vía para barcos y un ascensor para embarcaciones más pequeñas (ambas instalaciones, las mayores del mundo en su tipo) permiten el paso a flotas de 10,000 toneladas. Cada esclusa mide 280 m de largo por 34 m de ancho y tiene 5 m de profundidad mínima. Esta estructura también se terminó durante la segunda etapa de construcción, y las pruebas comenzaron en junio de 2003. Las estructuras están diseñadas para una capacidad de navegación anual de 50 millones de toneladas.
En la etapa III, el nivel de agua del embalse se mantuvo en la elevación 135 msnm hasta que se construyó el dique de la m argen derecha, la sección faltante de 665 m de largo y 185 m de alto para terminar completamente la presa. No obstante, el nivel del agua fue elevado 4 m (hasta una altura de 139 m) en noviembre de 2003 para mejorar la generación de energía eléctrica y la navegación. El dique de la margen derecha se terminó en mayo de 2006, 10 meses antes de lo planeado, y el llenado hasta 156 m –programado para 2007– se realizó en octubre de 2006, después de la temporada de inundaciones.
Con la obra se hace posible el movimiento fluvial de 10,000 toneladas de carga directamente a los puertos de Chongqing; también una disminución aproximada de 36% de los costos de navegación.
Adicionalmente se construyó un elevador de embarcaciones diseñado como un umbral de grúa vertical con sujetador de 120 m × 18 m × 3.5 m, capaz de elevar un bote de pasajeros de 3,000 toneladas cada vez.
Impacto ambiental y social
De acuerdo con la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma de China, con la presa trabajando a toda capacidad el consumo anual de carbón se reduce en 31 millones de toneladas anuales, con lo que se evita la emisión de 100 millones de toneladas de gases de efecto invernadero, un millón de toneladas de dióxido de azufre, 370 mil de óxido nítrico, 10 mil de monóxido de carbono y cantidades importantes de mercurio.
Sin embargo, hay dos riesgos relacionados con la obra. Uno son los daños por sedimentación, sobre cuyas proyecciones no hay acuerdo entre los especialistas; el otro es el hecho de que la obra se sitúa sobre una falla sísmica. En la actualidad, 80% del área experimenta erosión, con lo que se depositan unos 40 millones de toneladas de sedimento en el Yangtsé al año. Mucho de ese sedimento ahora se queda en la parte superior en vez de fluir, y esta ausencia de limo aguas abajo puede tener tres efectos nocivos: en primer lugar, las márgenes aguas abajo serán más vulnerables a inundaciones; asimismo, la ciudad de Shanghái, a más de 1,600 km de distancia, descansa sobre una planicie sedimentaria enriquecida por el cauce, por lo que también será más vulnerable a inundaciones; por último, la acumulación de sedimento aguas arriba causará daños biológicos y reducirá la biodiversidad acuática.
La erosión en la reserva, inducida por el mayor nivel del agua, provoca avalanchas frecuentes que han llevado a una significativa perturbación en la superficie de la propia reserva. En mayo de 2009, entre 20 mil y 50 mil metros cuadrados de material se precipitaron en la garganta de Wuxia sobre el río Wu, y tan sólo en los primeros cuatro meses de 2010 hubo 97 derrumbes considerables en el proyecto.
Por otro lado, la existencia de la presa catalizó la industria de tratamiento de agua en Chongqing y sus áreas conurbadas, aguas arriba. De no ser así, los desechos que solía llevarse la corriente ahora quedarían estancados y causarían una enorme contaminación local.
El Proyecto Tres Gargantas promueve el desarrollo pesquero en el vaso, así como actividades de turismo y recreación. También mejora la calidad del agua en las zonas media y baja del río durante la temporada de estiaje y propicia condiciones favorables para la transferencia de agua del sur hacia el norte.
