El potencial hidroeléctrico de una cuenca

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Sobre el blog

Pedro Arriaga
Doctor Ingeniero Industrial y profesor en la Universidad del Pais Vasco (Ingeniería Nuclear y Mecánica de Fluidos). Docente en la gestión de Recursos Hídricos y Mecánica de Fluidos.
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A la hora de decidir la ubicación de una central hidroeléctrica, es decir, sobre qué cuenca existe un mayor interés del recurso hídrico para un uso hidroeléctrico, se debería analizar el potencial hidroeléctrico de la cuenca en cuestión para así optimizar el recurso en este sentido. Sería el primer paso o uno de los mas deseosos dar para la definición del emplazamiento entre varias opciones de cuencas y dentro de la cuenca seleccionada, la situación a lo largo del río.

Cada cuenca o subcuenca, según esté definida administrativamente, por donde discurre un río susceptible de tomar caudales para la instalación hidroeléctrica, tiene una carta de presentación que define su potencial hidroeléctrico.

Para definir el potencial hidroeléctrico de una cuenca se ha de conocer previamente su topografía y sus caudales medios en distintos puntos del discurso del río para largos periodos de retorno (mejor mas de 30 años, pero todo depende de la información registrada del lugar). Esta información se deduce mediante varias estrategias pero cuenta con la información de estaciones de aforo y métodos matemáticos de ajuste donde participan conceptos como el coeficiente de escorrentía superficial, pendientes a lo largo de la cuenca, litografía y edafología, etc.

A modo de clasificación de este potencial hidroeléctrico de una cuenca podemos diferenciar el potencial teórico bruto (PHTB), el potencial técnico aprovechable (PHTA) y el potencial económico desarrollado (PHED).

El potencial hidroeléctrico teórico bruto (PHTB) para una cuenca determinada y para un punto determinado de evacuación de sus aguas recogidas en la misma, es la energía máxima hidráulica obtenible en un determinado tiempo (un año hidrológico normalmente). En otras palabras es la energía total entregada por un caudal de agua al discurrir por su cauce entre dos cotas sin pérdidas de carga y sin considerar incidencias para aprovechar el salto en su totalidad (sociales, geológicas, ecológicas, económicas, técnicas, etc.). Es, en sí, un concepto teórico máximo pues identifica la disponibilidad de una energía del salto de agua en condiciones inalcanzables.


Este concepto queda representado por la curva de aportaciones / alturas de una cuenca para un discurso o cauce de río determinado. En realidad, el término aportaciones (Hm3/año) se refiere a los volúmenes de agua que se pueden obtener del río con destino a los diferente usos, declarando así en una gráfica esos volúmenes que se pueden extraer del río en diferentes cotas del cauce.


En este punto, indicar que el término densidad del PHTB (definido para cada cuenca o para un tramo del cauce de una cuenca) da una idea mejor de la oportunidad  de encontrar emplazamientos óptimos para nuestra central hidroeléctrica, bien entre una cuenca y otra, bien entre un punto y otro del cauce de una misma cuenca. Hablamos así de densidad del PHTB por área de cuenca (kWh/km2 de cuenca) o de densidad del PHTB por longitud de cauce (kWh/km de río).

Si a la energía hidráulica máxima teórica obtenible (PHTB) inicialmente inalcanzable, le deducimos la que por motivos sociales (v.g. agua destinada a otros usos), geológicos (no todo el agua de escorrentía directa se puede recoger en el río), ecológicos (parte del volumen de agua no se puede turbinar por motivos medioambientales) o técnicos (pérdidas de energía por perdidas de carga en conducciones, canales, rendimientos de las instalaciones previamente ponderados, etc.), obtenemos el potencial hidroeléctrico técnico aprovechable (PHTA). Es decir, PHTA = PHTB - Pérdidas.

Esta energía anual (ya evaluada incluso en el punto de conexión eléctrica) es la realista para empezar a tener una decisión sobre la declaración del emplazamiento técnico óptimo.

En términos generales se puede identificar que el PHTA representa el 40% del PHTB; claro está que dependerá de la cuenca en cuestión. En el caso de las cuencas del Nepal (segundo país del mundo con mayores recursos hídricos) su PTHB de 727.000 GWh anuales ofrecen un PHTA de 373.000 GWh, es decir un 52% del PTHB.

Ahora estamos en disposición de evaluar el PHTA para distintos emplazamientos de la central a lo largo del cauce del río ( entre dos cotas del río o lo que es lo mismo, el salto de la central).


Nuevamente volvemos a deducir energía disponible al introducir el concepto del potencial hidroeléctrico económico desarrollado (PHED). Se trata de la energía (a facturar) que hace rentable económicamente la instalación. Elegido ya el emplazamiento interesante desde el punto de vista técnico y administrativo, puede ser no interesante turbinar todo el volumen de agua disponible a tenor de la tipología de turbina, horas de funcionamiento de la central impuestas o condicionadas, etc.

En términos generales se puede identificar que el PHED representa el 30% del PHTB.

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