Las centrales hidroeléctricas de México y el reto de la sostenibilidad energética

RESUMEN

Debido a que las fuentes accesibles de combustibles fósiles se han ido haciendo cada vez más escasas y se han incrementado los costos de las mismas, México tendrá que confiar en fuentes alternas de energía para la generación de electricidad tales como la construcción de centrales hidroeléctricas. Por otra parte dado que la generación de electricidad a través de la energía solar o eólica, las tecnologías de celdas de hidrógeno y biocombustibles, aún no se han desarrollado lo suficiente o no se han comercializado eficazmente para proveer de electricidad de acuerdo con las necesidades de la población de México, será necesario realizar inversiones estratégicas en este sector con la finalidad de dotar de energías limpias a una población en constante crecimiento.

Palabras clave: México, grandes presas, impactos ambientales, disponibilidad de agua, energías renovables.

INTRODUCCIÓN

En la última década del siglo XX se extraían anualmente alrededor de 3,800 km3 de agua dulce de los lagos, ríos y acuíferos del mundo. Esto representa el doble del volumen extraído hace apenas cincuenta años (WCD, 2000). El incremento de la población, el creciente desarrollo económico, el cambio en las tecnologías, la distribución del ingreso y la modificación en los estilos de vida han afectado el nivel de la demanda de agua a escala mundial (WCD, 2000).

Durante el siglo XX se invirtieron alrededor de 2 trillones de dólares en la construcción de 45,000 grandes presas a nivel global (Khagram, 2003). La construcción de las grandes presas – definidas como aquellas que tienen una altura de cortina mayor a 15 m – se han incrementado de manera significativa en los últimos cincuenta años (WCD, 2000). La altura de las presas construidas entre 1940 y 1990 alcanzó un promedio de 30 a 34 m y durante los años 1990s alcanzaron los 45 m debido a las tendencias de construcción de presas, principalmente en Asia. El área y volumen de almacenamiento promedio de las presas ha ido creciendo de manera constante hasta alcanzar los 50 km2 en el periodo comprendido entre 1945 y 1970, declinando a 17 km2 en los años 1980s para posteriormente incrementarse a 23 km2 durante los años 1990s (WCD, 2000).

1. ANTECEDENTES

1.1. Los impactos ambientales de las grandes presas

La primera consecuencia de la construcción de las presas es la fragmentación de los ríos. La fragmentación, en este contexto, se define como la interrupción del curso natural de un río por una presa, trasvase entre cuencas o extracción de agua. La fragmentación es un indicador del grado en el cual los ríos han sido modificados de su curso natural debido a las actividades humanas (WRI, 2000). Muchas áreas del mundo hoy en día se encuentran de manera moderada o fuertemente afectadas debido a los efectos de la fragmentación de los ríos (Revenga et al., 2000).

La construcción de una presa y su subsecuente inundación del área del embalse efectivamente destruye la vegetación modificando drásticamente el hábitat de las especies de animales e induce su desplazamiento. Debido a que para varias especies su hábitat natural se encuentra en la parte baja de los valles; los grandes embalses pueden llegar a destruir el hábitat de especies endémicas amenazadas incrementando con ello su peligro de extinción (Tabla 1). Los esfuerzos que hasta hoy en día se han realizado para mitigar los impactos de las grandes presas han tenido poco éxito (Dynesius y Nilson, 1994; WCD, 2000; Anderson et al., 2000; Van Looy et al., 2003; Jager, 2006). Por otra parte las grandes presas, especialmente aquellas localizadas en climas cálidos, pueden contribuir de manera significativa a la emisión de gases efecto invernadero como resultado de la descomposición anaerobia de la materia orgánica que queda en el fondo del embalse una vez que éste se ha inundado (Khagram, 2003).

Figura 1. Obra de construcción de la presa La Yesca.

Figura 2. Obra de construcción de la cortina de la presa La Yesca.

Tanto las pequeñas como las grandes presas causan diversos impactos en el ecosistema de los ríos, tales como los cambios en el flujo ecológico, cambios en el régimen térmico, captura de sedimentos, incremento de la evaporación, producción de gases efecto invernadero y degradación de la calidad del agua (McCartney et al., 2000). Con la construcción de las grandes presas, los principales cambios a los sistemas fluviales se manifiestan en la alteración de la forma del curso de los ríos y en la inundación permanente del hábitat de flora y fauna. Adicionalmente se incrementa el tiempo de retención hidráulica cambiando de un flujo rápido y continuo de los ríos a uno lento de un embalse, esto causa normalmente una disminución súbita en el número total de especies una vez que se ha construido la presa y se ha formado el embalse. Asimismo muchas especies pierden su hábitat, el río cambia su régimen de forma permanente, se alteran los corredores naturales de biodiversidad por caminos y tuberías, los ecosistemas terrestres se remplazan por zonas litorales lacustres y se sustituyen por hábitat sublitorales, asimismo la circulación de masas de agua pelágica sustituye a los patrones de flujo fluvial (McCartney et al., 2000). La construcción de presas igualmente descompone las estructuras socioeconómicas de las comunidades humanas debido a la pérdida de los usos de suelo de las áreas inundadas o bien a las modificaciones en el régimen fluvial aguas abajo (Robinson, 2002; PIDHDD, 2006).

1.2. Disponibilidad del agua en México

En el año 2005 en México se consumía un total de 234.9 km3 de agua por año, de los cuales 158.9 km3 se usaron para la generación de energía eléctrica (67.6%) y 76.5 km3 para usos consuntivos. De éstos el 76.7% se usaron para la agricultura, el 14.0% para el abastecimiento de agua para las poblaciones y el 9.3% para el aprovisionamiento de agua a la industria autoabastecida (con pozos de agua propios) (CONAGUA, 2007). En el país cerca del 56% del abasto de agua para la agricultura se pierde por malas prácticas de riego agrícola y bajo nivel de tecnificación en los sistemas de riego, y el 44% se pierde a través de las fugas en el sistema de tuberías para el abastecimiento de agua para la población que vive en zonas urbanas (CONAGUA, 2007). Adicionalmente del 13.9% de agua que se destina para la población, únicamente el 0.35% realmente se destina para el uso doméstico (CONAGUA, 2007), lo cual significa que la mayor parte del agua que llega a las ciudades se utiliza en la industria, comercio y otros servicios públicos. En general en México se ha experimentado una progresiva reducción en la disponibilidad del agua, particularmente en el centro y norte de país. Las condiciones climáticas en dos terceras partes del territorio nacional son desde climas cálidos y semiáridos hasta desérticos con la coyuntura de que la mayor tasa de crecimiento de la población del país se concentra en estas regiones. Esto ha dado como resultado un uso intensivo de los acuíferos y aguas superficiales en el centro y norte del país, lo cual contribuye notablemente a la reducción progresiva de las reservas de agua para cubrir las necesidades de la población (CONAGUA, 2007).

1.3. Situación de las presas en México

Se estima que en México se utilizan diariamente 234.9 km3 de agua dulce de los cuales 158.9 km3 se usan para la generación de electricidad (67.6%) y 76.5 km3 (32.4%) para usos consuntivos tales como la agricultura, suministro doméstico e industrial.

Desafortunadamente alrededor del 56% del agua que se utiliza en la agricultura, se pierde debido a malas prácticas de riego y a la baja aplicación de tecnología agrícola; y el 44% del agua que se suministra a la población para usos domésticos, se pierde debido a la falta de mantenimiento de la infraestructura hidráulica. Adicionalmente, la población de México continúa creciendo y la disponibilidad media de agua se ha reducido dramáticamente del año 1950 al 2010 (de 17,700 a 3,990 m3/persona/año). Esta situación ha generado una condición de presión hídrica sobre el recurso disponible, particularmente sobre las fuentes de agua subterránea en la parte occidental, central y en el norte de México. Una solución que mitigaría parte de la presión hídrica es reduciendo la demanda mejorando las medidas de conservación y reduciendo el desperdicio de agua (CONAGUA, 2007).

México es un país con tan sólo algunos lagos naturales de pequeñas dimensiones. La capacidad de almacenamiento de los principales lagos de México apenas llega a 10.35 km3 (CONAGUA, 2007). Desde el siglo XIX el gobierno mexicano ha ido solventando las carencias de agua construyendo presas a fin de proveer agua y energía renovable a los ciudadanos. Debido a que la topografía de México es muy conveniente para la construcción de presas; hoy en día existen 4,000 presas de las cuales 667 están clasificadas como grandes presas de acuerdo con la Comisión Internacional de Grandes Presas (ICOLD por sus siglas en inglés). Como se había mencionado estas presas utilizan 158.9 km3 de agua para la generación de energía eléctrica (más del 12% de la energía producida en México) y almacenan el agua para la irrigación de 6.3 millones de hectáreas de tierra agrícola (CONAGUA, 2007).

Cabe señalar que la ICOLD define como “grandes presas” aquellas con una altura de cortina mayor a los 15 m. Por pequeñas presas se entiende aquellas cuyas cortinas alcanzan una altura entre los 10 y los 15 m y en donde se deben cumplir otros requerimientos tales como un ancho mínimo de 500 m, o más de 1 millón de m3 de capacidad de almacenamiento, o más de 2,000 m3/s de capacidad de desalojo de agua (WCD, 2000).

Figura 3. Cortina de la presa de Aguamilpa.

Con las presas construidas en el país, en el 2005 la capacidad de almacenamiento de agua alcanzó los 150 km3. Es importante resaltar que el 70% del esta capacidad se encuentra en 51 de las grandes presas localizadas principalmente en el sur del país (CONAGUA, 2007). En México sólo algunas cuencas tienen las condiciones geomorfológicas, geológicas e hidrológicas necesarias para la construcción de grandes presas para la producción de energía eléctrica.

La principal razón por la cual se construyen presas en México es para contar con la infraestructura hidráulica necesaria para la producción de energía eléctrica. Asimismo a lo largo de la red hidrológica nacional se han construido una cantidad importante de pequeñas presas, diques, bordos, acueductos y canales para el desarrollo de sistema de riego para la agricultura y para el aprovisionamiento de agua para poblaciones rurales y zonas de mayor concentración urbana (CONAGUA, 2005; Cotler y Gutiérrez, 2005).

En el año 2005 México ocupó el lugar número 16 como generador de energía eléctrica a nivel global, produciendo el 1.3% del total de la generación y consumo mundial. El consumo de energía eléctrica en México se ha incrementado notablemente en los últimos años hasta alcanzar arriba del 60% de crecimiento en la pasada década; asimismo el consumo de combustibles fósiles se ha incrementado en un 60% a fin de satisfacer la creciente demanda de consumo (Tabla 2).

2. ANÁLISIS

En la última década en México ha habido solamente un moderado incremento en la capacidad de generación de energía eléctrica, sin embargo, hoy en día están en planeación o en construcción una cantidad importante de obras de infraestructura para satisfacer la demanda futura de país. En el año 2003, el 75% de la capacidad instalada para la generación de energía eléctrica procedía de plantas termoeléctricas basadas en el uso de combustibles fósiles, pero muchas de éstas ahora se encuentran en etapa de reconversión a fin de usar gas natural y con ello reducir las emisiones de bióxido de carbono (SENER, 2003).

Seguido en capacidad de generación de energía eléctrica están las centrales hidroeléctricas, las cuales producían el 20% del consumo nacional en el año 2003. Un resumen histórico en la capacidad de generación de energía eléctrica se muestra en la Tabla 3 (EIA, 2007). El futuro sin embargo parece que puede modificar drásticamente las tendencias tecnológicas para la generación de energía eléctrica, ya que la presión en el precio global de los hidrocarburos se ha incrementado de manera considerable, debido fundamentalmente a la disminución de las reservas de petróleo crudo a nivel global y a los conflictos políticos en los países productores de hidrocarburos (Alekletta et al., 2010).

Esta situación afecta igualmente a México como uno de los países productores de petróleo crudo (ASPO, 2006). Por otra parte las reservas en otros combustibles en México como el uranio, no garantizan que pueda ser viable su aplicación para satisfacer demandas futuras dada su costosa inversión para su explotación y purificación (Medina- Ross et al., 2005; OECD, 2006) y a los importantes riesgos ambientales y de seguridad que conlleva el uso de esta tecnología (Zhang, 2010); debido a ello la expectativa más inmediata es la construcción de plantas hidroeléctricas a fin de lograr los objetivos de producción para los próximos años en el país.

Tabla 3. Capacidad instalada para la generación de energía eléctrica en México en millones de kilowatts, 1990-2005 (EIA, 2007).

3. CONCLUSIONES Y PROPUESTAS

México está disminuyendo paulatinamente sus reservas energéticas, por lo que resulta indispensable establecer estrategias de mediano y largo plazo que permitan la viabilidad energética del país en los próximos años. Por otra parte la presión internacional para reducir la emisión de los gases efecto invernadero continuará sobre México como uno de los países firmantes del protocolo de Kyoto (Díaz-Bautista, 2008). Por lo tanto resulta indispensable disminuir la brecha científica y tecnológica que hoy en día existe en México en cuanto al aprovechamiento de otras fuentes de energía (Lund, 2007). Una estrategia viable para ello sería diversificar los fondos de investigación que tienen comprometidos el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología con la Secretaría de Energía (CONACYTSENER, 2013), los cuales están fundamentalmente dedicados a los temas de exploración, producción y refinación. Tal diversificación permitiría apoyar proyectos estratégicos para acelerar la investigación, desarrollo tecnologico e innovación para la producción de energías renovables que requerirá el país necesariamente para su desarrollo en las próximas décadas (Dechezleprêtre et al., 2009).

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Por: José de Anda Sánchez, Harvey Shear
Fuente: Revista Desarrollo Local Sostenible

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