La energía que viene con el agua

Observar la caída del agua desde lo alto de una montaña produce admiración ante la belleza y el poder de la madre Naturaleza. No importa si es una pequeña cascada como El Nicho, en Cienfuegos, las cataratas de Iguazú en la triple frontera Paraguay-Brasil-Argentina o el Salto del Ángel en la República Bolivariana de Venezuela, que es la catarata ininterrumpida más alta del mundo. Pero la especie humana, en su afán de cubrir sus necesidades energéticas, no se complace solo con deleitarse ante las maravillas naturales.

Desde hace más de dos siglos el hombre transforma el «poder» del agua para obtener energía útil con diferentes fines. Primero fue para mover molinos de granos y después para trabajar el hierro. Luego su audacia lo llevó a construir represas para acumular el agua que abastece a megacentrales hidroeléctricas como la de El Guri (10 000 MW) en la República Bolivariana de Venezuela, Itaipú (14 000 MW) en la frontera paraguayo-brasileña y más recientemente Las Tres Gargantas (22 500 MW) en la República Popular China. Hoy hay dos propuestas de megaproyectos hidroeléctricos, el de la represa del Mar Rojo, en el Medio Oriente y el de la República Democrática del Congo, cuyas potencias a instalar serían de 50 000 MW y 40 000 MW, respectivamente. De concluirse harían lucir enana a Las Tres Gargantas.

Manifestación indirecta

Hidroenergía es una palabra formada por el prefijo hidro y la palabra energía. Hidro procede del vocablo griego usado para nombrar el agua y se aplica al agua de los ríos y a la de los océanos. La hidroenergía o energía hidráulica, es la que tiene el agua que cae por una cascada y la del agua de una corriente marina. Hay autores que llaman a la primera energía hidráulica terrestre y a la otra hidráulica marina. Otros solo llaman hidroenergía a la terrestre y dan diferentes nombres a las manifestaciones de la energía del mar, criterio este último adoptado en este artículo.

Entendida así, la hidroenergía tiene su base en el ciclo hidrológico o ciclo del agua. El agua fluye por los ríos y cañadas, serpentea entre las montañas, se infiltra hacia el manto freático y va a parar al mar. También se almacena en los lagos, océanos y en los hielos que cubren las cimas de algunas montañas. Una parte de la energía térmica del Sol que llega a la Tierra es absorbida por el agua, su temperatura aumenta, se evapora y asciende hacia la atmósfera venciendo la fuerza de gravedad. El agua se «almacena» en la atmósfera al condensarse y formar las nubes y el ciclo se cierra cuando el agua se precipita en forma de lluvia o nieve.

Cuando el agua cae y forma saltos y cascadas o cuando fluye desde un embalse hacia una hidroeléctrica, «devuelve» la energía solar que antes había adquirido y que ahora se presenta como energía potencial debido a su altura, o cinética debido a su movimiento. La hidroenergía es, al igual que la energía eólica, una manifestación indirecta de la energía solar y, por tanto, una fuente renovable de energía. El ciclo hidrológico existirá mientras exista el Sol, que es el motor que lo hace funcionar.

Primeros usos

Según relata Gerald Foley en el libro The Energy Question, el poeta griego Antipater escribió en el año 85 a.C., un poema donde reconoció el uso de ruedas hidráulicas para aprovechar la «fuerza motriz» del agua en la molida de cereales. Según él esto liberaba a las mujeres de moler el maíz a mano, pues con la rueda hidráulica las «ninfas del agua» harían el trabajo. Los romanos, por su parte, usaron la fuerza hidráulica para moler granos logrando desplazar a los caballos, que fueron entonces destinados a la guerra.

En la Edad Media surgieron las herrerías movidas por la fuerza del agua, una de las tecnologías que más ha contribuido al desarrollo de nuestra sociedad, criterio asumido por Eduardo Lorenzo en su libro El papel de la energía en la historia. Las hidro-herrerías produjeron arados más potentes que mejoraron y facilitaron el laboreo de la tierra. Ello llevó al aumento de la producción de alimentos y a una expansión de la población. A principios del siglo XIX, la hidroenergía impulsó las industrias textil y del cuero así como los talleres de construcción de máquinas.

Las hidroeléctricas

Sobre la creación de la primera planta hidroeléctrica del mundo no hay un criterio unánime. Se asegura que ese hecho ocurrió en 1880 en Northumberland, en el Reino Unido, aunque otras fuentes ubican este hito histórico en dos sitios y momentos diferentes en Estados Unidos de América: en 1879 en las cataratas del Niágara, y el 30 de septiembre de 1882 en Appleton, Wisconsin, al entrar en operación la primera instalación comercial que produjo energía hidroeléctrica.

Una hidroeléctrica es una instalación que transforma la energía del agua en energía eléctrica. Cuando el agua pasa por las turbinas las hace rotar y esa energía rotacional se transmite a un eje acoplado a un generador eléctrico. El generador convierte la energía mecánica en eléctrica con una eficiencia que puede llegar hasta el 90 por ciento. La cantidad de energía eléctrica generada dependerá de la cantidad de agua disponible y de la velocidad de esta al pasar por la turbina. Además de las centrales de embalse, como la del Hanabanilla, que es la mayor de Cuba (43 MW) y sirve para regular la frecuencia de transmisión de la energía eléctrica en el Sistema Electroenergético Nacional (SEN), existen las que aprovechan la caída natural del agua o el curso de esta al fluir por el canal de salida de una represa para el regadío. Estas instalaciones se llaman de agua fluyente, como la pequeña central hidroeléctrica Zaza, ubicada en el embalse de mayor capacidad de nuestro país.

De acuerdo con el reporte Key World Energy Statistics 2011 de la Agencia Internacional de Energía, en el 2009 China generó 616 GWh (gigawatt-hora) en centrales hidroeléctricas, y ocupa el primer lugar mundial en el uso de esa tecnología. La generación hidroeléctrica mundial ha crecido unas 2,5 veces entre 1973 y el 2009 y hoy alcanza el 16 por ciento de la generación eléctrica global. Al cierre del 2010 un total de 150 países poseían plantas hidroeléctricas y la potencia instalada era de 1 010 GW (gigawatt), según el reporte REN21, Renewables 2011 Global Status Report. Ese año la producción de electricidad de dichas instalaciones creció cinco por ciento respecto al año anterior.

Cuba entre los primeros

Nuestro país fue de los primeros en preocuparse por aprovechar la energía del agua para producir electricidad. Así lo evidencian los ingenieros José Altshuler y Miguel González en su libro Una luz que llegó para quedarse, dedicado a los primeros pasos de la electrificación en Cuba. Los investigadores expresan que el mérito de constituir un antecedente de la electrificación del alumbrado público en La Habana, pudiera atribuirse a la solicitud hecha el 25 de octubre de 1887 por el ciudadano Tiburcio Castañeda, quien pidió permiso a las autoridades para erigir una hidroeléctrica en el río Almendares, y llevar el alumbrado eléctrico a Puentes Grandes y otros barrios. Aunque aparentemente la petición no fructificó, este hecho es el inicio de la hidroelectricidad en Cuba.

En febrero de 1893 se anunció la creación de la Empresa Hidráulica-Eléctrica de los Molinos del Rey, cuyo objetivo era proveer agua y electrificar los barrios de La Ceiba y Puentes Grandes. Los documentos históricos no permiten establecer de manera confiable la fecha en que se terminó de construir y empezó a operar la hidroeléctrica de los Molinos del Rey. Sin embargo, indagaciones in situ han permitido saber que la fábrica de cerveza La Tropical, inaugurada en 1888, tuvo una hidroeléctrica que habría sido la primera de Cuba y de la cual solo queda el dique hecho para canalizar el agua del río Almendares y aumentar la velocidad de la corriente con vistas a lograr una mayor generación eléctrica. A fines de 1912 entró en operación la hidroeléctrica emplazada en el Salto Pilotos, en Pinar del Río. Dicha planta contó al inicio con dos generadores de procedencia suiza y turbinas hidráulicas de 120 kW cada una, fabricadas en EE.UU. La minihidroeléctrica del Salto Pilotos, joya de la hidroenergética cubana, ha generado electricidad durante un siglo y hoy, después de ser modernizada, tiene dos turbinas de 270 kW fabricadas en China que le permitirán generar poco más de 2 GWh al año.

La mayoría de nuestras hidroeléctricas aporta soluciones locales en sitios aislados del territorio nacional donde sería mucho más caro llevar el SEN. Estas instalaciones benefician a miles de familias y objetivos económicos, evitan el consumo de combustible fósil, la erogación de millones de dólares y la emisión de gases contaminantes. Al cierre del 2011, en Cuba había 180 hidroeléctricas y una potencia instalada total de 65 MW, de un potencial que podría superar los 600 MW, lo que da la medida de lo que puede hacerse en materia de aprovechamiento hidroeléctrico.

Aprovechar todas las presas en cuyos canales de salida se puedan construir hidroeléctricas insertándolas en el modelo de Generación Distribuida, y el reinicio de la fabricación de turbinas hidráulicas de factura nacional, son dos retos que podrían plantearse en el corto y mediano plazo en el empeño por sacar mayor provecho de nuestro potencial hidroeléctrico. Muchas turbinas fabricadas desde hace décadas aún funcionan en hidroeléctricas dispersas por la geografía nacional. La construcción de hidroacumuladoras allí donde existan las condiciones es una idea que no debe abandonarse. Las ventajas de la hidroenergía y el propósito de lograr un desarrollo energético sostenible, hacen de esta fuente renovable de energía una opción válida que deberá seguir desarrollándose, prestando especial atención a la protección del medio ambiente.

* El autor es especialista de Cubaenergía y miembro de Cubasolar.

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