Represas y microcentrales hidroeléctricas

Descripción

Un proyecto hidráulico es un sistema que puede utilizar, entre otros, una pequeña caída de agua –como puede ser la de un arroyo–, con múltiples fines, v.g. construir un sistema de riego o proveer de agua para consumo humano y animal mediante la instalación de arietes y bombas hidráulicas.

Su instalación permite fomentar las actividades productivas relacionadas con la cría de animales y plantas acuáticos; crear un ambiente de esparcimiento natural y producir energía eléctrica a fin de desarrollar proyectos productivos y mejorar las condiciones de confort de las viviendas rurales.

Las microturbinas también pueden utilizarse para generar energía mecánica para usos varios como, por ejemplo, hacer funcionar compresores de aire, generadores de frío, trilladoras forrajeras, máquinas de carpintería, etc.

Los proyectos hidráulicos pueden destinarse al uso doméstico y/o productivo de una o varias familias, instituciones, empresas, cooperativas de servicios o de producción, asociaciones civiles, políticas, religiosas, etc.

El diseño del proyecto dependerá en cada caso de las características topográficas del terreno y de los materiales disponibles en la región. Según su escala, la construcción de las obras civiles puede ser encarada por los propios interesados o por alguna pequeña empresa local con personal capacitado en la construcción de diques.

Las microturbinas pueden construirse en pequeños talleres locales, utilizando como generadores los tradicionales motores asincrónicos de la industria.

Los principales componentes de un sistema hidráulico son:
1) una represa o dique donde se almacena el agua de un arroyo;
2) una toma de agua que sirva para filtrar y abastecer de agua a un canal o tubería forzada;
3) una sala de máquinas donde la energía hidráulica se transforma en energía mecánica y eléctrica;
4) un sistema de distribución de energía por medio de estaciones transformadoras y líneas de transmisión eléctrica y
5) un sistema de distribución de agua por medio de bombas y cañerías.

El grado de complejidad de una instalación hidráulica con microturbinas puede variar desde un simple tajamar con un cajón de madera como tubería y un rodete hidráulico, hasta una estación mucho más compleja, capaz de abastecer de electricidad a una pequeña comunidad o complejo productivo.

Como regla general, puede afirmarse que su uso está condicionado a la disponibilidad de una corriente de agua permanente, como las que pueden darse en regiones con una precipitación mínima de 1.000 mm anuales, o de arroyos de agua de deshielo cercanos a la cordillera, por ejemplo.

Contexto de usoLas microturbinas hidráulicas pueden ser (y de hecho han sido) utilizadas en todas las zonas del país donde se dispone de arroyos con saltos y condiciones naturales adecuadas para su instalación.

Desde la llegada de los primeros inmigrantes, en Misiones se han utilizado las tradicionales ruedas hidráulicas para la generación de energía y la molienda de granos.

En los años ochenta, mediante la implementación de un programa oficial de desarrollo entre el Gobierno de la Provincia y la Universidad Nacional de Misiones, se construyeron siete proyectos hidráulicos en pequeñas localidades rurales, para abastecer de electricidad a viviendas próximas a los recursos hídricos.

Los usuarios debieron capacitarse para operar, sostener y administrar en forma cooperativa sus respectivos proyectos. El más importante, por su potencia instalada (50 kW) y número de usuarios (50 familias), ha conformado una cooperativa agropecuaria y utiliza la energía con fines domésticos y productivos (elaboración de harina de maíz y alimento balanceado).

Una importante conclusión derivada de esta experiencia, es que para que este tipo de proyectos sea sostenible por parte de los pequeños productores y obreros rurales, debe ser utilizado en aplicaciones productivas que aseguren los insumos y el producto.

Desempeño

Con el advenimiento de las nuevas tecnologías en turbinas, las viejas y lentas ruedas hidráulicas fueron remplazadas por turbinas de mayor velocidad de rotación y eficiencia.

En zonas rurales no electrificadas y con condiciones topográficas adecuadas, las microcentrales hidroeléctricas constituyen una alternativa conveniente, debido a los altos costos de las líneas de electrificación rural.

No obstante, es necesario realizar una evaluación del conjunto de los recursos existentes, incluido el potencial organizativo de sus beneficiarios.

Costo

Los costos de los proyectos hidráulicos con microturbinas varían según la escala de los proyectos y las condiciones naturales, económicas y sociales que se observen en cada situación. Estos valores oscilan entre 600 y 2.000 pesos el kW instalado.

Un kW permitirá satisfacer las necesidades de electricidad de una vivienda media.

También incidirá en los costos la distancia a la que sea necesario transmitir la energía eléctrica generada.

En algunos casos, donde la potencia mecánica se utiliza directamente en el proyecto, sin necesidad de la conversión eléctrica, los costos se reducen notablemente.

Tanto la dirección del proyecto como la capacitación de los usuarios, debe realizarse bajo la responsabilidad de personal especializado en este tipo de desarrollos.

Resultados esperados Esta tecnología puede mejorar la calidad de vida de los pobladores rurales.

Ofrece, además, múltiples posibilidades de aplicación en actividades productivas que requieren la disponibilidad de fuerza mecánica o eléctrica y la utilización de fuentes alternativas que economicen el uso de la energía.

Las pequeñas represas e instalaciones hidráulicas no producen ningún tipo de consecuencias adversas sobre el medio ambiente. Por el contrario, favorecen la creación de un microclima adecuado para una diversidad de animales y vegetales y posibilitan el desarrollo de otras actividades productivas tales como la cría de peces, patos, etc. No obstante, es necesario tomar precauciones para evitar el excesivo desmonte y la erosión de las riberas, que traen como consecuencia la colmatación de las represas.

Adaptación

Se trata de una tecnología sencilla de utilizar y mantener, por lo que es fácilmente apropiable, siempre y cuando se realice una adecuada capacitación y seguimiento inicial. Si bien en Misiones se han desarrollado proyectos hidráulicos desde la época de los jesuitas, su adopción por parte de los pequeños productores depende fundamentalmente de las capacidades y conocimientos técnicos de la población local y de las condiciones climáticas y topográficas de la región.

Institución

Esta tecnología es ofrecida por el grupo GERM-UNaM (Grupo de Energías Renovables de la Universidad de Misiones) y el CREDPHI (Centro de Desarrollo de Pequeños Aprovechamientos Hidráulicos) de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Misiones (UNaM).

El GERM cuenta con abundante información y documentación audiovisual de las experiencias desarrolladas, y difunde sus tecnologías a través de los medios masivos de difusión, exposiciones, congresos, encuentros, ferias de productores y, fundamentalmente, mediante las experiencias de campo con diferentes comunidades e instituciones rurales.

Sobre la base de la experiencia en la provincia de Misiones, el GERM ha elaborado una guía metodológica que contiene toda la información referida a los distintos pasos a seguir para la incorporación de microcentrales. La guía se encuentra disponible en http://www.unam.edu.ar/micro/barney0.htm.

Otra institución que ha desarrollado esta tecnología es el Laboratorio de Hidráulica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de La Plata.

Ing. Erik Barney