LA HIDROELECTRICIDAD EN EL DESARROLLO SUSTENTABLE

LA HIDROENERGÍA EN EL

DESARROLLO SUSTENTABLE

EDDER ALEXANDER VELANDIA DURÁN Director Centro en Desarrollo Sustentable y Cambio Climático

Docente TC Facultad de Ingeniería Universidad de La Salle

MSc. Civil e Industrial, Ing. Civil

SEMINARIO NACIONAL DE CENTRALES HIDROELÉCTRICAS SOCIEDAD ANTIOQUEÑA DE INGENIEROS Y ARQUITECTOS

Medellín | Agosto de 2012

La ingeniería y los desarrollos tecnológicos del último siglo le han permitido al hombre mejorar su calidad de vida, aprovechando los recursos naturales

disponibles y adaptando el entorno de acuerdo a sus necesidades…

Sin embargo, las preguntas de cómo se han cubierto dichas necesidades y cuáles son sus consecuencias no habían sido importantes sino hasta hace

unas pocas décadas cuando los problemas fueron muy evidentes y se socializó la problemática…

Justamente hace 20 años, el concepto de desarrollo sustentable se planteó como el gran reto para la humanidad…

En su definición no limita al desarrollo económico, pero si demanda transformaciones

políticas, tecnológicas, económicas y culturales, de tipo estructural, a través de las cuales se garantice el cubrimiento de las necesidades de la humanidad con un bajo costo colateral, propiciando con ello un ambiente seguro para las generaciones futuras…

Hoy no existe una “fórmula perfecta” para el desarrollo sustentable, pero su construcción depende de la voluntad política de los gobernantes, la responsabilidad de los sectores público y productivos por incorporar los costos colaterales en el valor

de los B/S y del interés de la ciudadanía por su existencia..

Dentro de este panorama, la energía es un elemento clave para sostener el modelo de vida de la población y el esquema de desarrollo económico, es el

soporte de la civilización, pero al mismo tiempo, representa la mayor amenaza para su sostenibilidad…

En el último siglo, la matriz energética mundial se ha inmerso en una total dependencia de los combustibles fósiles, generando economías a escala que hoy

los convierten en “recursos energéticos de bajo costo” y “amplia cobertura”…

Del modelo energético mundial se evidencian impactos negativos en el ambiente al nivel local y global, ineficiencia de las inversiones públicas,

limitaciones en la cobertura y accesibilidad al suministro de energía, así como de las tecnologías para su generación/uso y desigualdad en la forma de

afrontar las externalidades del modelo existente…

Cerca de 1500 millones de personas no tienen acceso a la energía eléctrica. Las comunidades rurales representan el 85% de las zonas con pobreza energética (WEC, 2011) http://permahabitante.blogspot.com/2011/10/los-indignados-brasilenos-se-unen-la.html http://periodismo030.wordpress.com/2011/05/26/cucharas-en-alto/

Como resultado de esta configuración energética se evidencia la mayor presión ambiental generada por el hombre en términos de emisiones y Cambio Climático…

Para el futuro, si consideramos el crecimiento de la población, el incremento de la demanda de B/S y la expansión de las ciudades, los problemas colaterales de la

producción de energía serán cada vez mayores..

• Cuáles son los problemas? • Qué queremos? • Qué estamos dispuestos a hacer? • Cuáles son las prioridades? • Cuánto estamos dispuestos a pagar? • Cuál es el horizonte de análisis? • Cuál es la flexibilidad prevista? • Qué tiempos se proyectan?

El punto de partida en la definición de planes de mejoramiento hacia la sustentabilidad necesariamente requiere de un tiempo de análisis y reflexión

sobre algunos aspectos:

Los planes de acción deben ser resultado de esfuerzos inter-disciplinares, concertados y enmarcados dentro de un marco regulatorio exigente…

Una estrategia de mejoramiento radica no solo en centrar esfuerzos en la fuente de generación sino también en el consumo, con especial atención en

las ciudades (consumen entre un 60-80% de la energía al nivel mundial)…

Aplicar CONCEPTO 3 R … en temas energéticos e hídricos

Walter Pengue, 2012

Incentivar el aprovechamiento de fuentes de energía alternas, renovables y no convencionales, privilegiando aquellas con menor impacto…

Se considera relevante un plan de sustitución de los combustibles fósiles, especialmente en el sector transporte a través del uso de la energía eléctrica…

Transporte eléctrico: - Energéticamente eficiente - Nuevos conceptos de movilidad - Cero emisiones urbanas - Mejor aprovechamiento de la I.E. - Sustitución parcial del petróleo - Menores costos colaterales - Posibilidad de uso de energías

renovables en un sector tradicionalmente contaminantes

Se exige una modernización tecnológica permanente de los distintos sectores de la sociedad y la consolidación de nuevas configuraciones para la distribución y

uso de la energía en las ciudades…

Embalse de Chuza, sistema Chingaza

El problema actual no radica en cómo generar energía para la civilización sino en que tipo de fuente energética se soportará la nueva demanda energética, cómo

minimizar sus impactos y cómo se aproximará a cada persona en el planeta…

Las opciones energéticas disponibles son variadas y poseen características diferenciales en términos de disponibilidad, continuidad en la generación, riesgos,

costos de implementación, accesibilidad, expansión y externalidades….

http://www.kalipedia.com/ecologia/tema/recursos-naturales/fotos-central-nuclear.html?x1=20070418klpcnaecl_260.Ies&x=20070418klpc naecl_90.Kes http://accionesdebolsa.com/etf-de-energia-eolica-otra-via-mas.html

“en la economía, los números siempre cuadran, pero en la naturaleza el balance no se lleva en dinero, sino en términos de energía-materia, y en éstos términos

siempre existe un déficit” (Georgescu, 1977).

Water Pengue (2012)

La hidro-energía ha sido una fuente de energía milenaria que en la era moderna ha sido la fuente de energía renovable más

representativa al nivel mundial (± 6%)..

El agua es un recurso renovable, limitado y con una amplia variabilidad, espacial y temporal, en cantidad y calidad en zonas continentales, que puede ser utilizado

como recurso energético en la producción de energía eléctrica o trabajo directo..

Directo en fuentes superficiales

Presas de generación

Mareomotriz

Undimotriz

En sistemas de abastecimiento

Geotermia

Salto del Tequendama (Río Bogotá)

La energía hidráulica representa importantes beneficios respecto a otras fuentes de energía y aún reconociendo sus impactos, la posiciona como un energético

prioritario en la matriz energética de distintos países al nivel mundial…

Beneficios

- Regulación de caudales - Amortiguamiento de crecientes - Generación de energía baja en emisiones - Ingresos por tributación - Valorización de tierras - Aprovechamiento multi-propósito

Impactos colaterales

- Intervención caudales naturales - Intervención arrastre de sedimentos - Efecto barrera para especies - Emisiones metano por descomposición M.O. - Inundación de tierras productivas - Desplazamiento de familias - Destrucción de bosques (captura de CO2) - Efectos en la sísmica de la región - Generación de desechos durante la construcción - Afectación ecosistemas endémicos - Cambios en la hidráulica de los ríos

Hoy, se requiere de una nueva ingeniería que reformule sus fundamentos y paradigmas para lograr resultados más efectivos sobre eficaces: uso racional de los

recursos, reducción de los riesgos y minimización de los costos colaterales, permitirá aumentar los beneficios de uso de la hidro-energía…

Beneficios

Impactos colaterales

Ingeniería Integral

Es importante destacar que toda acción humana sobre el entorno genera un impacto, sin embargo, la labor es identificar cuáles acciones representan las

menores externalidades para ser implementadas de acuerdo a las necesidades…

Sin embargo, los aprovechamientos hidráulicos, especialmente aquellos asociados a grandes presas y embalses deben ser reconsiderados en casos como:

- Inundación selvas consolidadas - Inundación de tierras con riquezas arqueológicas - Impactos no mitigables en especies únicas - Efectos en la navegabilidad - Riesgos sobre zonas urbanas próximas - Intervenciones en parques naturales - Dudas acerca del impacto de la regulación de caudal

En América Latina la participación de la energía hidráulica en la producción de electricidad es ±58%.

País ±Demanda E.E. (TWh)

±% Energía hidráulica

US 4300 7%

China 2800 15%

Canadá 600 58%

Venezuela 110 72%

Francia 560 11%

Brasil 420 86%

Argentina 115 40%

Costa Rica 9.5 75%

Fuente: iea, 2006

Estación de bombeo, Sistema de Generación Muña (Emgesa)

Colombia, por su topografía y riqueza hídrica es un país privilegiado para el aprovechamiento de la hidroenergía, hecho que lo posiciona al nivel regional

como una potencia energética…

El país aprovecha ±14% de la potencia identificada para generación hidráulica, estimada en 65 GW (grandes centrales) y 25 GW (pequeñas centrales)

Se ha considerado un potencial energético adicional por geotermia en el país de

2210 MW (Soares, 2008).

La competitividad del sector eléctrico colombiano, entre otros argumentos, se asocia con el uso predominante de la hidroenergía, la capacidad de

autoabastecimiento en el largo plazo, el esquema de confiabilidad en la generación y el marco regulatorio…

Bajo el esquema de generación existente, las emisiones del sector eléctrico colombiano son bajas, estimadas en 0,29 Kg por KWh.

En el mediano y largo plazo existen riesgos potenciales para el sistema de generación hidráulica a través de fuentes superficiales en el país, que exigen la

planificación e implementación de medidas para reducir sus efectos..

• Cambio Climático

• Calidad del agua

• Deterioro de cuencas

• Competencia por el recurso

Sitio de captación PCH Charquito – Río Bogotá (Emgesa)

Según estimaciones realizadas por el IDEAM, para el periodo 2011-2040 se espera que en al menos el 20% del territorio nacional se registre una reducción de la

precipitación media entre un 10-30%... Además existe un incremento en la incertidumbre de la frecuencia e intensidad de los fenómenos hidro-

climatológicos (Niño – Niña)

Se evidencia deterioro de la calidad del agua en algunas cuencas como resultado del cambio de los usos del suelo e ineficiencias de la política

de manejo de cuencas, vertimientos, gestión del territorio, minera, agropecuaria y de preservación …

Ante las situaciones actuales y futuras de amenaza al recurso hídrico, es importante maximizar y optimizar la infraestructura de generación hidráulica existente en el país,

el aprovechamiento de los recursos en áreas identificadas de bajo impacto y la consideración de estrategias innovadoras en la generación hidráulica..

Embalse de Chingaza, Cundinamarca

Privilegiar aprovechamientos hidráulicos a filo de agua

Incentivar los proyectos PCH y MCH como plan de sustitución de energéticos convencionales contaminantes

Estructura de Captación Río Suárez Estación de generación PCH Ventanas

Aprovechamiento energético en sistemas de abastecimiento..

PCH Santa Ana Estación Reductoras Suba (PCH Suba en construcción)

Los proyectos PCH proyectados por la EAAB y otros posibles en vecindades a Bogotá permitirían proveer de energía a sistemas de transporte masivo troncal o

para rutas alimentadoras SITP

PCH Santa Ana Potencia instalada: 4 MW Cap. estimada generación: 40 GWh/año Un corredor E-BRT con 160 buses articulados ó 500 buses padrones eléctricos E-Bus Un proyecto de generación MDL produce energía a un proyecto de bajas emisiones en el transporte urbano para Bogotá

Sistemas de ingeniería integrales, con el máximo aprovechamiento de los recursos hidráulicos y energéticos en sistemas de abastecimiento…

Perfil sistema de abastecimiento agua potable Región Tequendama desde Bogotá (gravedad-bombeo-gravedad) ; Q = 250 lps ; el sistema puede generar la energía

requerida en el bombeo utilizado y excedentes para zonas rurales

Fomento de proyectos de generación directa sobre corrientes…

Implementación de un plan de censo y modernización equipos de generación…

Tornillo de Arquímedes utilizado en la generación Turbina PCH Charquito (Río Bogotá)

Evaluar la posibilidad de aumentar la altura de presas existentes para disponer de mayores niveles y almacenamiento en la generación eléctrica…

Construcción de embalses reguladores de caudal en las cuencas aguas arriba de los embalses de generación principal..

Descarga de la central Betania (Río Magdalena) Embalse del Neusa (Cuenca Río Neusa)

Evaluar la posibilidad de implementar embalses de regulación o para generación directa fuera de cauces principales…

Considerar trasvases de caudal como plan de aumento en la capacidad de generación de los embalses existentes..

Zona del vaso embalse sistema de abastecimiento Facatativá Captación trasvase sistema Chingaza

Preferir los aprovechamientos hidráulicos en serie que el desarrollo de nuevos proyectos en cuencas no intervenidas…

Considerar los esquemas de aprovechamiento no convencional, como las centrales de bombeo…

sustentor.org

Aprovechamiento energético de las descargas de fondo en embalses construidos para regulación / almacenamiento....

Incentivar la implementación de micro-mini centrales de generación de energía en ZNI y sectores rurales colombianos

Descarga de fondo embalse del Neusa

El uso multi-propósito de los embalses es importante para generar mayores beneficios e inclinar la balanza hacia su desarrollo…

En conclusión, Colombia debe sostener la participación de la hidroenergía en su matriz energética, dentro de un plan de expansión integral, sustitución de

combustibles fósiles y articulación con el plan de uso racional y eficiente de la energía, con innovación e incluyendo externalidades en las tarifas para

reinversión en la preservación y restauración de cuencas…

SEMINARIO NACIONAL DE CENTRALES HIDROELÉCTRICAS SOCIEDAD ANTIOQUEÑA DE INGENIEROS Y ARQUITECTOS

LA HIDROENERGÍA EN EL

DESARROLLO SUSTENTABLE

EDDER ALEXANDER VELANDIA DURÁN

ingeaved@gmail.com – evelandiad@unisalle.edu.co

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