MIGUEL BOYAYANEl bajo impacto ambiental y la reducción de pérdidas en la transmisión de energía eléctrica, por la cercanía con los centros consumidores, hacen de las pequeñas centrales hidroeléctricas (PCH’s) un emprendimiento atractivo para ampliar la capacidad de generación del país. Además del interés de grandes grupos brasileños en la construcción de centrales de este tipo debido a la exención en la tarifa de transmisión y la garantía de venta de la energía durante 30 años, también están en el foco de los investigadores, que avizoran un gran potencial energético de bajo costo en la recuperación de hidroeléctricas desactivadas, tal como demostró un reciente estudio de la Universidad Estadual Paulista (Unesp). El principio de funcionamiento de una pequeña central es el mismo de una central convencional la fuerza del agua gira los álabes de las turbinas que, conectadas a generadores, producen electricidad. Pero mientras las grandes represan ríos, con la formación de lagos enormes, las pequeñas operan sin reservorios, sólo con el agua que corre, y generan a los sumo 30 megavatios (MW), suficientes para iluminar 6 mil domicilios de clase media.
Pese a que ese poder de generación parece insignificante, el análisis de las cifras de la Agencia Nacional de Energía Eléctrica (Aneel) apunta que el mercado de las PCH’s se encuentra en expansión. Actualmente, 67 pequeñas centrales están en construcción en el país, que aportarán otros 1.112 MW a la potencia de 2.489 MW de generación de las 333 en actividad. Es decir, cuando estos emprendimientos estén listos, las PCH’s responderán por una cantidad de energía equivalente a la de la usina Jirau, que se encuentra en construcción sobre el río Madeira, en Rondônia, con polémicas que atrasaron el comienzo de las obras e implicaron en inundación de bosques con impacto en la flora y la fauna, además del desplazamiento de personas que viven en el entorno. Considerando que la actual demanda energética del país es de alrededor de 70 gigavatios, estas pequeñas centrales responden por alrededor del 5% de las necesidades totales, dice el profesor José Luz Silveira, del departamento de energía y del programa de posgrado en energía de la Facultad de Ingeniería de la Unesp de Guaratinguetá, en el interior paulista. Datos de febrero de la Aneel muestran que otros 152 pequeños emprendimientos, con potencia de 2.255 MW, ya han sido otorgados por la agencia gubernamental, pero aún no ha comenzado su construcción.
Un estudio sobre la PCH Sodré, de Guaratinguetá, inaugurada en 1912 y desactivada desde 1992, muestra que es posible aumentar sustancialmente la capacidad de producción de energía eléctrica de las pequeñas centrales sin grandes reformas estructurales. Con el relevamiento del potencial hidráulico del río Piagui, que alimenta a la usina, se verificó la posibilidad de elevar la capacidad de generación en alrededor del 75%, dice Silveira, uno de los supervisores de investigación sobre el tema, junto al profesor Oscar Maldonado Astorga, también de la Unesp. En el marco de ese estudio, se hizo también una evaluación de los componentes que deberían reemplazarse para adaptar la central a las nuevas condiciones de generación, tales como máquinas generadoras, transformadores y reguladores de tensión y velocidad.
CERPCHAsí y todo, todas estas intervenciones tuvieron en cuenta la preservación de las características actuales de la central, para que no hubiera un impacto ambiental significativo. Con base en esos datos, se elaboró el análisis de factibilidad económica del proyecto, que contempló además de los costos de la obra y los precios de la energía eléctrica, los beneficios ambientales referentes a la comercialización de los créditos de carbono que pueden obtenerse con la repotenciación de PCH’s, o sea, con el incremento de la capacidad de producir energía eléctrica cambiando equipamientos o modernizando componentes y sistemas. Cuando los créditos por la emisión de 1.919 toneladas de carbono entran en la cuenta, existe una reducción en el tiempo de amortización de la inversión. En lugar de cuatro años y cuatro meses, el tiempo de retorno pasa a ser de tres años y seis meses, lo que aumenta el atractivo económico del emprendimiento, dice Dinara Silva Gyori, responsable del estudio.
Por los cálculos que se han hecho, la repotenciación de la central Sodré elevaría la capacidad de generación a 2 MW diarios. Si bien es tímida, ante la demanda de 40 MW total de Guaratinguetá, una ciudad de 100 mil habitantes, esa energía sería suficiente como para satisfacer las necesidades de alrededor de 400 hogares de clase media. Pese a representar un potencial pequeño, si a las PCH’s que están paradas por problemas técnicos no se las refacciona y se las reactiva, el país va a tener que invertir en nuevas centrales generadoras, dice Silveira. Como la principal actividad de inversión actual son las centrales térmicas movidas con gas natural, podríamos tener serios problemas por delante.
Actualmente se están construyendo 34 centrales termoeléctricas de energía, con una potencia total de 3.383 MW, y otros 156 emprendimientos del mismo tipo han sido otorgados por la Aneel, con potencia de 11.215 MW. Silveira recuerda que Brasil depende de otros países para comprar gas natural, como Bolivia, que a causa de una crisis política interrumpió el suministro de ese insumo el año pasado. Ante la falta de gas, las termoeléctricas deben usar gasoil, que es altamente contaminante. Movidas con gas natural, las centrales emiten una gran cantidad de dióxido de carbono, pero cuando queman gasoil contaminan varias veces más, con la liberación de grandes cantidades de dióxido de carbono, dióxido de azufre, óxidos de nitrógeno y material en partículas, dice Silveira, que tiene un trabajo publicado sobre la eficiencia ecológica de las centrales termoeléctricas.
Además del menor impacto ambiental provocado por la construcción de PCH’s, ya que las mismas no pueden formar lagos de más de 13 kilómetros cuadrados, las pérdidas del 3% en la transmisión de energía eléctrica, desde la generación hasta el consumidor final, son inferiores al 10% que ocurre en los grandes sistemas de transmisión energética brasileños. Por el estándar internacional, el límite de pérdida debe ubicarse cerca del 6%.
Una estimación a cargo del Centro Nacional de Referencia en PCH (CERPCH), ligado a la Universidad Federal de Itajubá (Unifei), de Minas Gerais, muestra que si las más de mil PCH’s desactivadas registradas entrasen nuevamente en operación, podrían generar alrededor de 300 MW, lo que alcanzaría para cubrir la demanda de 60 mil casas. En la época en que se construyeron esas usinas, hace alrededor de 80 años, no había datos hidrológicos disponibles, dice el profesor Geraldo Lúcio Tiago Filho, secretario ejecutivo del CERPCH. Como la demanda era pequeña, las centrales se hacían a la medida de la carga requerida.
Un cuello de botella ambiental
El interés en la reactivación de estas centrales ha aumentado porque el proceso de licencia ambiental es más sencillo. Actualmente, el gran cuello de botella de la construcción de una nueva PCH es la licencia ambiental, dice Tiago. Es más fácil licenciar una central térmica nueva que una PCH. El menor tiempo para repotenciar una central también constituye una ventaja para los inversores. Mientras que una nueva PCH tarda unos dos años para estar lista, la repotenciación puede hacerse en la mitad de tiempo, dice Silveira.
Miguel BoyayanEl primer aprovechamiento hidroeléctrico de Brasil se concreto en la minera Santa Maria, en Diamantina (Minas Gerais), en 1883. El proceso tuvo una rápida expansión durante las décadas de 1920 y 1930, cuando la cantidad de PCH’s trepó de 186 a 519 y la potencia de 310 a 655 MW. Históricamente, el país creció con generación en sistemas aislados. Este movimiento perduró hasta 1960, cuando empezaron a construirse las grandes hidroeléctricas, dentro de un modelo más centralizador. Para administrarlas, se crearon compañías energéticas nacionales y estaduales, que absorbieron las generaciones aisladas, desactivadas posteriormente. A comienzos de la década de 1980, cuando prácticamente todas esas pequeñas centrales estaban fuera de operación, comenzó un primer movimiento en pro de reactivarlas, informa Tiago.
Una de las acciones del gobierno en tal sentido fue la creación de un laboratorio en la Unifei para el desarrollo de máquinas hidráulicas, cursos de especialización en el área de pequeñas centrales y elaboración de manuales, con regulación para la construcción de pequeñas, micro y minicentrales. Ese programa no fue adelante porque en la época solamente existía un comprador de la energía: el gobierno, que controlaba la inflación mediante el congelamiento de tarifas, explica Tiago. Ese modelo no estimulaba a la iniciativa privada a invertir en pequeñas centrales. Pero la creación del laboratorio en la Unifei abrió espacio para que en 1998 la universidad se hiciera responsable de la operación y el mantenimiento de la PCH Luiz Dias, operada comercialmente por la Companhia Energética de Minas Gerais (Cemig). La central funciona como un laboratorio en escala real para la realización de estudios e investigaciones en el área de generación de electricidad.
Solamente al final de la década de 1990, con la creación de la Aneel y la reestructuración del sector energético, con libertad para negociar el consumo dentro del mercado, las PCH’s nuevamente empezaron a cobrar bríos. Algunas ventajas, como la exención de la tarifa de transmisión y del pago de áreas inundadas, fueron fundamentales para la expansión del mercado. Se concedieron porque el costo operativo de las PCH’s es más alto que el de una hidroeléctrica de gran porte, dice Tiago. La creación del Programa de Apoyo Financiero en Fuentes Alternativas de Energía Eléctrica (Proinfa) en 2002, que tuvo como objetivo incrementar la participación de la biomasa, la energía eólica y las PCH’s en la matriz brasileña, fue importante para consolidar el mercado de las pequeñas centrales. Pero el gran agente del desarrollo de las PCH’s es el sector privado, subraya Tiago.
De acuerdo con datos del gobierno, Brasil dispone 17 mil MW en centrales proyectadas e inventarios de PCH’s, es decir, potenciales detectados, evaluados y registrados en la Aneel. Un estudio realizado por el CERPCH estima un potencial teórico para las pequeñas centrales, aún no inventariado, de alrededor 14, 8 mil MW. La región sudeste, el mayor mercado consumidor, es la que concentra el mayor potencial hídrico disponible, seguida de las regiones sur y centro-oeste.
Artículo científico
SILVEIRA, J. L.; VILELA, I. A. C. Ecological efficiency in thermoelectric power plants. Applied Thermal Engineering. v. 27, p. 840-847, 2007.
