La energía hidráulica es la energía cinética del movimiento de masas de agua o la energía potencial del agua disponible a cierta altura. Como la mayoría de las otras energías renovables, la energía hidráulica es una consecuencia de la radiación solar.
Entonces, ¿cómo es que se aprovecha la energía hidráulica para la producción de electricidad? La transformación de energía hidráulica en energía eléctrica se logra a través de las plantas o centrales hidroeléctricas.
Esquema de una central o planta hidroeléctrica
El agua, en su caída entre dos niveles del cauce, se hace pasar por una turbina hidráulica, la cual transforma la energía hidráulica en energía mecánica de rotación, que por acción de un generador se convierte en energía eléctrica.
En Costa Rica, durante el año 2021, el 74,12 % de la electricidad del servicio público se generó mediante esta fuente.
La utilización del potencial hidroeléctrico se realiza en sitios específicos que reúnen las características técnicas, económicas, ambientales y sociales para la construcción y operación de una planta hidroeléctrica.
A pesar de la gran diversidad de los sistemas hidráulicos empleados en la utilización de dicho potencial, las plantas hidroeléctricas se pueden clasificar en dos grandes tipos: plantas de embalse de agua y plantas de pasada del agua o “a filo de agua”, como decimos en Costa Rica.
Plantas hidroeléctricas de embalse
En las plantas hidroeléctricas de embalse se acumula un volumen considerable de agua a un nivel superior al de las turbinas hidráulicas mediante la construcción de una represa o presa que forma un lago artificial. De esta manera, el embalse permite graduar la cantidad de agua que pasa por las turbinas. Estas plantas exigen por lo general una inversión mayor que las plantas “a filo de agua”, pero en la mayoría de los casos permiten utilizar toda la energía posible y a costos muy baratos.
Durante 5 décadas nuestra principal planta hidroeléctrica fue Arenal, pero desde el año 2016 contamos con la Planta Hidroeléctrica Reventazón que cuenta con un embalse de 700 hectáreas junto a una represa de 130 metros de altura y medio kilómetro de longitud, mostrando que esta es una apuesta en grande.
Planta Hidroeléctrica Reventazón
Asentada en mitad del río Reventazón, en la vertiente caribeña de nuestro país que cubre con electricidad al 99,4% de su territorio, la planta hidroeléctrica está casi lista para generar los 305,5 megavatios proyectados por el Instituto Costarricense de Electricidad (ICE) entidad estatal que diseñó, construyó y operará la mayor planta hidroeléctrica de Centroamérica, considerada también la segunda construcción en tamaño en la región después del Canal de Panamá.
La nueva planta podría abastecer a más de medio millón de hogares, cerca de un 40% del total. Permitirá reducir al mínimo la operación de plantas térmicas, garantizar el abastecimiento cuando falte energía de otras fuentes renovables o exportarla al mercado centroamericano, como lo explicó en su momento el presidente ejecutivo del ICE, Carlos Obregón, el día de la inauguración de la planta.
A continuación, podrá observar un video producido por Noticias REPRETEL a propósito de la inauguración de la planta hidroeléctrica Reventazón:
Plantas hidroeléctricas de pasada o “a filo de agua”
Una planta hidroeléctrica “a filo de agua” es aquella en la que no existe una acumulación apreciable de agua (embalse) por encima de las turbinas, las cuales deben aceptar el caudal disponible del río con sus variaciones de estación en estación o, si el agua es excesiva, simplemente lo pierden.
En la planta “a filo de agua”, el caudal del río se desvía mediante una presa o azud en un punto determinado del río y se conduce por medio de un canal o túnel con una pequeña pendiente para que el agua pueda circular; al final del canal se instala un depósito de carga que sirve de arranque a la tubería forzada y ésta conducción lleva al agua, siguiendo el costado del río hasta el cuarto de máquinas, donde están las turbinas hidráulicas. Luego de pasar éstas, el agua se restituye al cauce del río. Por lo tanto, en este tipo de planta la potencia instalada del sistema está en función directa del caudal de agua que pasa por el río.
Esquema Planta Hidroeléctrica “a filo de agua”
¿Cuál es el futuro en Costa Rica de la hidroelectricidad?
El potencial hidroeléctrico identificado de Costa Rica es quizá el que se basa en más estudios exhaustivos de proyectos. Por tratarse de una tecnología madura, no se esperan grandes cambios tecnológicos que viabilicen recursos no explotables hoy. Por el contrario, el creciente conflicto para la asignación o conservación de los recursos naturales para otros usos no energéticos hace que la oposición social a nuevos desarrollos hidroeléctricos limite significativamente las opciones factibles.
La cifra presentada del potencial identificado incluye cerca de 1 700 MW de proyectos hidroeléctricos que, parcial o totalmente, afectan reservas indígenas. No existe un impedimento legal para la eventual ejecución de algunos de estos proyectos; sin embargo, es previsible que las complejidades adicionales impuestas por las negociaciones y acuerdos con comunidades indígenas, impliquen que una parte de este potencial no pueda ser aprovechado.
Otros 780 MW se ubican en parques nacionales, donde la ley no permite ningún tipo de explotación.
Estas consideraciones permiten prever que el potencial que podría ser factible es apenas una fracción del potencial identificado, y que el desarrollo hidroeléctrico restante sea muy limitado.
La hidroelectricidad con embalses de regulación, además de generar energía, es la tecnología más adecuada para brindar servicios complementarios al sistema de generación, cada vez más importantes dada la incorporación de fuentes intermitentes como el viento y el sol.