Las centrales hidroeléctricas convencionales aprovechan la altura de la caída del agua almacenada en una presa para mover una turbina hidráulica que está acoplada a un generador eléctrico, el cual produce la electricidad. Entre mayor es la altura de esa caída y el volumen de agua, mayor es la electricidad que puede generarse. La función principal de la presa es almacenar el flujo variable de agua que transita por el río, de tal manera que la central disponga en cualquier época del año de suficiente agua para generar electricidad, sin verse afectada porque el río tiene un bajo caudal durante la temporada de sequía, o un flujo excesivo durante la época lluviosa.

Las estadísticas del Consejo Mundial de Energía (World Energy Resources, 2016), indican que en 2015 las energías renovables contribuyeron al consumo mundial de energía en el siguiente orden: energía solar (0.45%), eólica (1.44%) e hidroelectricidad (6.79%). Entre los diversos tipos de centrales que generan electricidad, las hidroeléctricas son las más antiguas y longevas, existiendo centrales que tienen más de 100 años de antigüedad y todavía continúan trabajando (Salón de la Fama de las Hidroeléctricas).

A pesar de que las centrales hidroeléctricas son las que más contribuyen con energía renovable y limpia, desde hace años están en riesgo de desaparecer, pues en muchos países existen organizaciones no gubernamentales o ambientalistas que se oponen a la construcción de nuevas presas, habiendo logrado ya suspender varios proyectos y demoler algunas presas existentes. Uno de esos ejemplos en México es el proyecto hidroeléctrico La Parota, el cual se localiza sobre el río Papagayo, a 30 km de Acapulco. La presa tendría una altura de 162 m e inundaría una superficie de 140 km2, algo así como 14 000 campos de futbol. Desde 2005 está suspendida su construcción.

De acuerdo con su altura, las presas se clasifican como pequeñas o grandes. Estas últimas tienen una altura mínima de 15 m y son el objetivo principal de los grupos opositores. Las dos presas más altas del mundo son Jinping I, localizada en China, y Nurek, ubicada en Tayikistán; ambas alcanzan los 300 m de altura.

Los grupos opositores a las presas argumentan que tales estructuras ocasionan una diversidad de daños ambientales y sociales en su entorno, a partir de que fragmentan el río, es decir, impiden la continuidad del flujo de agua mediante la presa que crea un embalse en una gran área de terreno. Entre las afectaciones ambientales se incluyen emisiones significativas de dióxido de carbono y metano, dos gases de efecto invernadero que se generan por la descomposición en condiciones anaeróbicas (sin oxígeno) de la vegetación en el fondo de los embalses.

También se culpa a las presas por la pérdida de hábitat para innumerables especies acuáticas y terrestres que utilizan las zonas ribereñas, con la consecuente pérdida de la biodiversidad. Además, la construcción de caminos de acceso a la presa y de las líneas de transmisión de electricidad ocasiona deforestación. Las presas crean barreras que impiden la migración de especies acuáticas, aguas arriba o aguas abajo con fines reproductivos, y obstaculizan el flujo de sedimentos a lo largo del río, lo que favorece la intrusión del agua de mar en la desembocadura de los ríos. Al estar estancada el agua en el embalse también se afecta su calidad. A lo anterior habría que agregar el riesgo de muerte que corren los peces cuando transitan a través de la turbina hidráulica.

Debido a sus grandes dimensiones, las presas pueden inducir sismicidad y además, siempre tienen el riesgo de colapsarse.

En el aspecto social, las presas inundan poblaciones que previamente deben reubicarse. Aunque se compense a esos habitantes con terrenos, casas y dinero, muchas veces ellos pierden sus destrezas al verse obligados a cambiar su forma de vida. De agricultores, se pueden convertir en comerciantes, por ejemplo. También se afecta la riqueza cultural, arqueológica y religiosa de esas poblaciones que, muchas veces, no son incluidas durante la toma de decisiones del proyecto.

La presa Tres Gargantas, ubicada en China y que es parte de la central hidroeléctrica más grande del mundo, ocasionó el desplazamiento de 1,240,000 personas. La presa La Parota provocaría la reubicación de 25,000 personas.

Las presas generalmente tienen múltiples propósitos, siendo los principales la mitigación de sequías e inundaciones, el abastecimiento de agua para riego y para la población, así como la generación de electricidad limpia y renovable. Debido a que la población mundial sigue incrementándose, lo mismo que sus necesidades de agua potable, alimentos y electricidad, se considera necesario continuar con la construcción de presas, pero evaluando su impacto ambiental y social, y buscando opciones efectivas para mitigar sus consecuencias. No puede vislumbrarse un futuro de la humanidad sin presas.

Para el caso particular de generación de electricidad existen numerosas alternativas. Debido a que las grandes centrales hidroeléctricas están envejeciendo, es necesario modernizarlas, pudiendo aprovechar los avances tecnológicos para incrementar la eficiencia de sus turbinas y generadores, y, en consecuencia, su capacidad de producción de electricidad, sin modificar la presa existente.

También pueden construirse pequeñas centrales hidroeléctricas que, al utilizar una presa con baja altura (menos de 15 m), tienen mínimos efectos ambientales y sociales; aunque su capacidad de generación también es pequeña en comparación con la capacidad de las grandes centrales. Otra opción son las centrales denominadas al filo del agua, en las cuales se construye una barrera de pequeña altura a través del río, y de ahí se desvía el agua que se transporta a una casa de máquinas ubicada a niveles inferiores del terreno, aprovechándose ese desnivel para mover la turbina y generar electricidad. Su capacidad de generación también es pequeña.

Finalmente, es posible generar electricidad aprovechando el movimiento libre del flujo de agua para mover la turbina, lo que se denomina energía hidrocinética. En este caso se instalan la turbina y el generador sobre el cauce del río, sin que se requiera construir alguna barrera en el río. Esta tecnología puede aplicarse en muchas estructuras hidráulicas, como los canales de riego y el sistema de enfriamiento de las centrales termoeléctricas, o en el mismo desfogue de las grandes centrales hidroeléctricas. También se investiga la producción de hidroelectricidad dondequiera que exista un flujo regular y significativo de agua a presión, como los sistemas urbanos de abastecimiento de agua potable y en los rascacielos.

En nuestro país, México, el 8 de diciembre de 2018 el presidente de la República anunció un plan para rehabilitar 60 plantas hidroeléctricas del país. Al respecto, el Instituto Nacional de Electricidad y Energías Limpias (INEEL) cuenta con el personal experto para apoyar en la modernización del equipo mecánico y eléctrico de dichas centrales.

Todo lo anterior indica que el futuro de las centrales hidroeléctricas es promisorio y, con la condición de que se les proporcione un adecuado mantenimiento y modernización, muchas de ellas continuarán alcanzando su siglo de vida.

Por:
Armando Moreno Almaraz, amoreno@ineel.mx