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Hidroelectricidad Realmente Sustentable para ChileClaudio MeierIngeniero CivilM.Sc. Ingeniería Hidráulica Ph.D. EcologíaProfesor Asociado Departamento de Ingeniería Civil Universidad de ConcepciónTRANSCRIPT
Hidroelectricidad Realmente Sustentable para Chile
Claudio Meier Ingeniero Civil
M.Sc. Ingeniería Hidráulica
Ph.D. Ecología
Profesor Asociado
Departamento de Ingeniería Civil
Universidad de Concepción
Río Baker, Aysén (Foto: Juan E. Undurraga)
1. Introducción y contexto
2. Ejemplo emblemático
3. Centrales de paso vs.
centrales de embalse
4. El ecosistema fluvial
5. Impactos ambientales de
represas, con más ejemplos
chilenos
6. Hidroelectricidad
ambientalmente amigable
Temario
Río Pascua, Aysén
1. Introducción y Contexto
Economía chilena:
4~5% anual en los
últimos 25 años
Población:
1.2 % anual
→ se nos dice que
debemos triplicar la
producción en los
próximos 20 años
Presa Pangue, río Biobío
En los países desarrollados, lo represaron todo, y
ahora están muy arrepentidos de esta situación.
En Chile, se inicia un crecimiento exponencial de la
hidroelectricidad.
Es una oportunidad de
oro para hacer las
cosas bien desde la
partida, evitando repetir
los errores incurridos en
el mundo desarrollado.
¿Cómo lo estamos
logrando?
Propongo que PÉSIMO:
Ambientalmente, todas las
grandes presas construidas o
propuestas en Chile no tienen
diferencia alguna respecto de
aquellas de inicios del siglo XX:
• una sola bocatoma profunda
• no hay paso para peces
• sin flexibilidad en estiaje
• no pasan sedimento
• regulan caudales a distintas
escalas de tiempo, etc…
Presa Ralco, río Biobío
La única mejora real,
relevante, que ha habido
respecto de presas de hace
100 años es la fijación de
caudales mínimos (les
decimos “ecológicos”, pero
no lo son), por parte de la
DGA, en vez de secar los
ríos como hacíamos antes.
NADA MÁS , a pesar de
EIAs, Adendas, ISO 14000,
Icsaras, RCAs, Ley 19.300,
folletos en “papier couché”... Río Baker en Invierno, Aysén
La hidroelectricidad suple el
19% de la producción mundial.
Sí, es una fuente renovable,
comparativamente limpia y
económica. Si se desprecia la
evaporación desde el embalse,
es un uso no-consuntivo.
Tiene bajos costos operativos y
una vida larga (embalses sin
problemas de sedimentación;
¿Baker y Río Cuervo?
Líneas Base y EIAs: realidad
vs. ficción).
Estoy ampliamente de
acuerdo con WCD (2000):
“Pensamos que ya no hay
ninguna duda justificable
acerca de lo sgte. :
• Las represas han hecho
una contribución importante
y significativa al desarrollo
humano, y los beneficios
derivados de éstas han sido
considerables.”
Tributario al Lago Caro, Aysén
PERO:
• “En demasiados casos se
ha pagado un precio
inaceptable y muchas veces
innecesario para lograr tales
beneficios, especialmente en
términos sociales y
ambientales, sobre la gente
desplazada, las
comunidades de aguas
abajo, los contribuyentes, y el
ambiente natural.”
Ataguía de aguas arriba, Presa Ralco, Biobío
Chile necesita más hidroelec-
tricidad, pero también (antes):
• 1° Conservación de E (ya)
• 2° Otras fuentes renovables
• 3° Proteger algunos ríos (de
verdad) a perpetuidad
• 4° Si se desarrollan, hacerlo
de la manera más amigable
para el ambiente
¡Lo que se busca con una
política energética es lo
menos malo! (¿exportar?) Río Gol-Gol, P.N. Puyehue, Los Lagos
2. Un Ejemplo emblemático: La CH Río Cuervo
Claudio Meier
Profesor Asociado
Depto. de Ingeniería Civil
Universidad de Concepción
Volcán Cay, Cuenca del río Cuervo, Aysén
Excelente ubicación para un
proyecto verde (¿distancia?):
• Caída H: 485 m en ~ 15 km
• Caudal Q: muy regular
(media anual ~110 m3/s)
• Potencia = cte ∙ Q ∙ H
• Desemboca al mar; no
afecta valle de río complejo
• Cuervo tiene alta pendiente
y mayormente lecho de roca
• Agua turbia casi constante%
• Casi todas las obras pueden
ser subterráneas
Pero se propone construir una presa de 60 m, creando
un embalse de 132 km2, uniendo dos lagos y varias
lagunas, inundando extensos humedales litorales, etc.
Meullín Lake (Photo: Pramar 2007)
Estos lagos (~ 60 and 10 km2) son los más grandes
que quedan en Chile sin salmónidos introducidos.
Todo está prístino (¿importa esto en el SEA?)
Laguna Quetru (Photo: Pramar 2007)
Cuervo river (Photo: Pramar 2007)
Tiempo de
renovación de
las aguas del
embalse
estaría en
torno a unos
450 días
potenciales
problemas de
calidad del
agua
Una CH Cuervo alternativa, tocando sólo en forma
mínima la cota del lago Meullín, minimizaría los
impactos y sería lejos la CH más verde en Chile,
sino América Latina. Como está, recuerda el proyecto
Manapouri en Nueva Zelanda, propuesto en 1959.
Desembocadura del Río Desagüe en el Lago Meullín
Éste subiría en 30 m la cota del lago Manapouri (142
km2), uniéndolo con el Lago Te Anau (344 km2).
En 1970, cerca de 265,000 neocelandeses firmaron la
petición para salvar estos lagos. El gobierno autorizó
el proyecto, pero gestionando las cotas del lago
Manapouri de modo natural, sin peraltarlo.
¿Vamos de ida mientras otros ya vienen de vuelta?
La CH Río Cuervo es un
ejemplo claro de cómo, en
un mismo sitio, puede
hacerse sea un proyecto
(diseño + operación)
tremendamente dañino, o
bien uno ambientalmente
amigable.
¿Por qué el SEA chileno
no puede cambiar los
proyectos, ni plantear (o
negociar) alternativas?
¿Sólo importa la
rentabilidad, no el país?
Río Desagüe (del Lago Yulton)
Río Macá, tributario del Lago Meullín
Extensos humedales en la zona litoral del Lago Meullín
¿Por qué se diseñan presas, y
se hacen sus “líneas de base”
con sólo (ridículos) 5 años de
datos de caudales?
¿Cómo se permite esto?
Este proyecto tiene décadas de
historia, y debió tener
también décadas de datos
hidrológicos confiables.
Para qué hablar de datos de
sedimentos, radiación, calidad
del agua, fauna y flora, etc…
Estación fluviométrica abandonada, desagüe del Lago Meullín
A pesar del esfuerzo de muestreo, sólo
encontramos a Galaxias platei. No hay ninguna
especie acuática introducida en la cuenca alta del
Río Cuervo, una primicia para Chile.
3. Tipos de centrales hidroeléctricas
Hay muchas formas de clasificar una central: por
tamaño, tipo de operación, tipo de estructura, etc.
Central de embalse: con una presa, o bien
usando un lago natural (presa baja o túnel), se
tiene capacidad de almacenar agua, o sea, de
regular los caudales.
Central de paso: con una presa baja se deriva
parte (o la totalidad) del caudal del río, por un
canal o tubería, hacia la casa de máquinas.
Puede tener regulación pero sólo horaria.
Clasificación según operación:
• Generación de punta (“hydropeaking”): Siguiendo
las puntas horarias en la demanda, lo que causa
fuertes fluctuaciones de caudal y mayores impactos
• Generación de base (“base load ”): Opera
continuamente a máxima capacidad (cap. nominal).
Generación de punta vs. de
base está relacionado con
la capacidad de regulación.
Puede tenerse todo tipo de
comportamiento, a lo largo
de un continuo, desde
centrales que funcionan
constantemente con el
caudal pasante, a
regulación horaria,
mensual, etc…
Los impactos dependen mayoritariamente de la
operación escogida para una central. En el SEIA, a
veces ni siquiera se mencionaba la operación, y si es
que se hacía, ¡no era vinculante!
From 3 to 560 m3/s, daily!
15 Ene-15 Abr 2011
4. El ecosistema fluvial
Río Murta, Aysén (Linde Waidhofer)
No puede lograrse la sustentabilidad ambiental de la
hidroelectricidad sin tener un entendimiento completo
acerca de la estructura y funcionamiento de los
ecosistemas fluviales y sus planicies de inundación.
La naturaleza 4-dimensional de un ecosistema fluvial y de planicie de inundación
En primer lugar, un
sistema fluvial es un
continuo, desde sus
cabeceras hasta el mar.
En Patagonia, esto
incluiría desde las
vertientes, cauces de
orden cero y glaciares,
hasta los fiordos.
¿Sólo un 0,05% de
Aysén? ¡No es lo que
importa! Confluencia ríos Baker y Chacabuco, Aysén (Linde Waidhofer)
Los ecosistemas fluviales son altamente complejos
y espacialmente variables, no sólo en su dirección
longitudinal, sino que también en los sentidos
transversal y vertical.
Río Baker, Aysén (Linde Waidhofer)
Los caudales líquidos y
sólidos son impuestos
desde aguas arriba por
la cuenca de drenaje.
En un tramo de río
aluvial, éstos
interactúan con los
materiales del lecho y
las riberas, y con la
vegetación ribereña
presente, creando así
las formas fluviales y
de la planicie.
Los ríos alcanzan un
régimen o equilibrio
dinámico: al ocurrir erosión
y sedimentación, las formas
fluviales cambian
contínuamente, pero todo se
sigue viendo “igual”.
Debido a lo anterior, la
“forma de cambiar” de un río
cambiará si se alteran los
regímenes de caudal y
sedimento. ¡Esto es
exactamente lo que causan
las represas!
Tramo aluvial, Río Los Ñadis
Corolario:
Ambiente diverso
mayor diversidad de
hábitats mayor
biodiversidad
Ambiente uniforme,
homogéneo sólo
puede ser usado por
pocas especies
Ecológicamente
hablando, el
impacto típico
causado por la
humanidad es la
simplificación de
los ecosistemas.
Los objectivos de
gestión no
pueden ser los
mismos en
sistemas prístinos
vs ya impactados.
Sin embargo, la
heterogeneidad de
hábitats no es una
condición suficiente
para tener un
ecosistema
saludable.
Se requiere también
conectividad entre los
distintos parches de
hábitat.
Los humedales en las
zonas ribereñas son un
hábitat fundamental, y su
estructura queda dada
principalmente por su
período de inundación
(duración y timing).
¿Cuáles son los efectos
de fluctuaciones diarias
del mismo orden que las
que naturalmente
ocurrirían de una estación
a otra?
Todos los organismos
acuáticos son
ectotérmicos (“de
sangre fría”). Por ende,
el régimen de
temperatura también es
un factor fundamental
para comprender qué
especies pueden habitar
en un cierto tramo.
¡Regímenes naturales de caudales, sedimentos y temperatura son fundamentales para mantener la integridad ecológica de un sistema fluvial!
Río Murta, cuenca del Baker, Aysén
En resumen:
La hidrología (el régimen hidrológico) es el
determinante fundamental de un ecosistema fluvial
Las crecidas y sedimentos, interactuando con la
vegetación y el caudal, determinan el patrón
morfológico y de hábitat en el corredor fluvial
La morfología, interactuando con caudales, clima y
vegetación, determina el régimen de temperatura
Todos estos regímenes determinan la ecología
Los proyectos hidroeléctricos afectan todos y cada
uno de estos aspectos, pero se puede minimizar
Se tiene altos niveles de integridad ecológica sólo
con los regímenes naturales de Q, T° y sedimento
Hemos ejemplificado que el impacto ambiental de un
proyecto depende, entre otras cosas, de:
• Su ubicación (¿río principal, tributario, cañón?)
• El sistema ubicado aguas abajo (¿río, lago, fiordo?)
• El tipo de central (embalse, paso) y su diseño
• La operación elegida
• Su tamaño
• El área embalsada
5. Impactos ambientales de la hidroelectricidad
Según la WCD (2000):
“La naturaleza de los impactos de las grandes
represas sobre los ecosistemas se conoce
generalmente bien, y científicos, ONGs y sociedades
profesionales han escrito ampliamente sobre el tema”.
Desagüe del Lago General Carrera en Guadal (Foto: Juan E. Undurraga)
La disciplina de la ecología de ríos regulados nació en
los 60 y 70, y ha tenido un fuerte desarrollo, con
textos, un journal internacional, conferencias, etc.
¿Qué sabemos en Chile? ¿Qué aparece de todo esto
en los EIAs para los proyectos? Ignorancia supina
RAE: que procede de negligencia en aprender o inquirir lo que puede y debe saberse
Las presas pueden causar una serie de impactos
ambientales, varios de los cuales pueden evitarse o
minimizarse. El más obvio, inevitable y a la vez
irreversible es la inundación de un valle fluvial y su
conversión en un embalse. Es el precio a pagar.
Sin embargo, y más aún en el caso chileno, los
principales impactos ambientales son aquellos
causados sobre los sistemas fluviales aguas abajo de
las presas. Petts (“Impounded Rivers: Perspectives for
Ecological Management”, Wiley,1984) propuso el
siguiente esquema jerárquico:
Es una opinión
comúnmente
difundida en Chile
que “las centrales de
paso tienen menores
impactos que las de
embalse”.
Si son pequeñas, se
refuerza aún más
esta idea. Pero,
¿cómo será el
impacto por MW∙hr
producido?
¿Qué impactos
causamos sobre el
ambiente natural al
operar una CH de
paso?
¿Es necesario
preocuparnos, o
podemos asumir que
por ser una obra
menor los impactos
también lo serán, y
“basta con una DIA”?
Gleick (1992) indica que los impactos acumulativos
de muchas CHPs pueden ser superiores a los de una
sola gran presa, diseñada y operada con criterios
ambientales.
INTRODUCTION
Expansion of renewable sources of energy
has produced an increased development,
because they cause lower environmental
impacts
Expansion in the use of hydroelectricity
Assumption: Smaller hydroelectric plants produce less
impacts than larger ones
Many of the environmental impacts of small facilities
are comparable to, or even worse than conventional,
large hydroelectric plants, when measured on a unit-
energy basis
Ahora, se debe considerar
que muchas CHs de paso no
están emplazadas en ríos
aluviales complejos, con
planicie de inundación, sino
que en esteros menores, o
ríos de montaña, que pueden
ser no-aluviales.
Los impactos ecológicos
suelen ser menores en estos
casos, ¿pero
acumulativamente? Embalse de re-regulación Rucacura, río Duqueco
En el caso de CHs de
paso, hay dos impactos
preponderantes durante
la operación:
1.Efectos de disminuir
los caudales en el
tramo by-passeado, en
estiaje
2.Desconección
longitudinal, al impedir
el paso de organismos
hacia arriba
Una CH de paso:
• No altera el régimen de
crecidas
• “Ni el de sedimentos”
• Y por ende, no afecta la
morfología fluvial
• No altera la calidad del agua
(excepto T° en estiaje)
• No inunda grandes
extensiones
Pero ¿qué pasa en sistemas fluviales como el Laja o
el futuro Tinguiririca, donde ya no queda río sino sólo
“centrales de paso”?
Casos de estudio: a. La CH San Pedro
Un muro de 50 m, en construc-
ción(¿?) en el río San Pedro,
aguas abajo del Lago Riñihue
(78 km2, 320 m de prof).
Caudal medio ~ 390 m3/s
Qdiseño = 440 m3/s, P = 144 MW
Aemb = 282 ha
10% Acuenca son lagos → regu-
lación natural de caudales,
pocas fluctuaciones
Río San Pedro con proyecto (simulado)
Basándonos en principios
ecológicos, pero sin datos,
convencimos a la compañía
que sería una mala idea
generar de punta (con
fluctuaciones horarias de
caudal – “el yoyó”), así
como peraltar los niveles del
lago Riñihue.
Nos creyeron y operarán sin
alterar los caudales
naturales del río.
Río San Pedro en el Desagüe del Lago Riñihue
Si bien se trata de una presa grande, no afecta:
i. Los caudales
ii. Los sedimentos
iii. La temperatura del agua del río
→ minimiza los impactos río abajo
Hay algunos impactos, por cierto, pero éste
es lejos el proyecto hidroeléctrico “más verde”
jamás propuesto en Chile (ojo, sólo operación)
Río San Pedro (Foto: Claudio Valdovinos)
A pesar de ello, el EIA fue
originalmente rechazado
por la “institucionalidad
ambiental”, si bien otras
presas en Chile, en
funcionamiento o
planeadas, causan o
causarán impactos
muchísimo peores.
Estos otros proyectos, al
pasar por el SEA, no
sufren modificaciones
relevantes…¿Por qué?
b. Las presas en el Biobío
Hay dos grandes presas en el
Alto Biobío (Qmedio = 280 m3/s):
Pangue (1996): 115 m de alto,
Vemb = 175 hm3, Aemb = 540 ha,
P = 450 MW, Qdiseño = 500 m3/s
Ralco (2003): 155 m de alto,
Vemb = 1200 hm3, Aemb = 34.7 km2
P = 700 MW, Qdiseño = 370 m3/s
Cada una tiene dos turbinas
gigantes, que no permiten
flexibilidad alguna con bajos Qs.
Poco cambio en la forma del río
Disminución de la turbidez, por sedimentación de
la harina glacial, con vastos efectos ecológicos
Impactos sobre otros usos del río, como riego,
dilución de riles, etc.
Peligro para usuarios recreacionales
Varazón de organismos acuáticos
Efectos de barrera, etc.
El estudio de impacto para Pangue fue muy malo.
Los impactos que predijimos para Pangue (1991),
los cuales en gran medida ocurrieron, fueron:
Para mitigar los peores
impactos, en 1991
propusimos:
• Implementar un caudal
mínimo ecológico
• Instalar turbinas de
tamaño desigual
• Considerar múltiples
bocatomas
• Asistir el paso de peces
No se hizo nada.
ENDESA dijo que las fluctuaciones bajo Pangue
pararían con Ralco, pero ello no ha ocurrido:
From 3 to 560 m3/s, daily!
c. El Proyecto HidroAysén
HidroAysén, pretende construir 6 centrales en los ríos
Baker and Pascua , en Aysén (2800 MW, 54 km2 de
embalses).
El Baker es el río más
grande de Chile:
Q = 1100 m3/s
A = 27,000 km2
Parte de la cuenca fue quemada, pero es aún un área de alto valor ecológico
El Baker nace del Lago General Carrera, con una superficie de cerca de 2000 km2, y una profundidad de unos 600 m.
Al desaguar un lago grande, tiene Qs muy regulares:
Mean daily flows of the Baker, before and after resumption of GLOFs in 2008 (Brian Reid)
¡A menos que esté ocurriendo un GLOF! Éstos fueron
frecuentes hasta los años 50, y luego pararon. Se
reiniciaron el 2008 y ya van ocho…
¿Cuánto sedimento aportan (vs EIA)? ¿Pueden afectar
la seguridad de Baker2? ¿Importa? ¿Deglaciación?
Los GLOFs se originan en el lago Cachet 2, y viajan
luego por el río Colonia y el Baker.
Hay evidencia geológica de GLOFs anteriores de
hasta 16,000 m3/s, pero ¡ni los estudios ambientales
ni el diseño de la presa han considerado esto!
Confluence of the Colonia and Baker Rivers
En confluencia:
Baker:
Q = 850 m3/s
W ≈ 200 m
Colonia:
Q = 110 m3/s
W ≈ 1500 m
El Pascua tiene un caudal medio de 700 m3/s, y es
una cuenca prístina, que no ha sido tocada.
Muy poco sabemos acerca
de estos dos grandes ríos,
el 1o y el 5o por caudal en
Chile.
Las fluctuaciones en el
Baker “serían sólo de 4X”:
se pasaría de caudales
menores al mínimo
histórico, todas las
mañanas, a una crecida
anual típica todas las
tardes…
5. Hidroelectricidad ambientalmente amigable
¿Qué necesitamos
hacer en Chile para
lograr proyectos
hidroeléctricos que
sean sustentables
desde el punto de
vista ambiental?
¿Mejoró en algo el proyecto HidroAysén después
de los tres años de “pinponeo” en el SEA?
El “enfoque a la antigua” para el desarrollo hidroeléctrico
Oud & Muir in IUCN-WB 1997
Esto es exactamente lo que hacemos en
Chile, pero además:
• Código de agua muy especial
• Licencias sin plazos
• Términos de referencia para estudios
no son independientes
• Todas las decisiones importantes las
toman privados (bottomline)
• No hay EIAs acumulativas
• No hay alternativas en las EIAs
• No hay revisión independiente de EIAs
• OO.PP. desfinanciados, sin experiencia
• Estudios (LBs y EIAs) para el olvido
• Asimetrías privados-Estado-público (t,$)
• Marco regulador de papel
Río Baker (Foto: Juan E. Undurraga)
Todas las controversias en
torno a los impactos
ambientales de presas se
han judicializado, con
demandas entre ecologistas
y las compañías. Los
aspectos técnicos del debate
quedan fuera.
Más recientemente, algunos
servicios públicos habían
comenzado a opinar con
mayor fuerza.
Necesitamos tomarnos más en serio los Estudios
de Impacto Ambiental, particularmente, las Líneas
de Base.
Los costos usuales de los estudios ambientales
están en torno al 2 %, en países desarrollados
donde hay mucha información disponible.
Hoy, vemos que proyectos propuestos en zonas sin
conocimiento, ni siquiera de la hidrología, tienen
LBs totalmente insuficientes, con estudios
ambientales cuyo costo oscila en torno al 0.1% del
proyecto. ¡Estos proyectos se pagan en 7 años!
Parece evidente que el Estado debe exigir mejores
Líneas de Base y EIAs para proyectos de represas.
¿Para qué sirve una
Línea de Base?
1. Para sustentar la
EIA
2. Para comparar pre-
post
3. Para ajustar gestión
Las LBs hoy, en
nuestro sistema,
¿sirven acaso de algo?
Lo anterior no basta, sin embargo: Más importante
es que se debiera cambiar radicalmente el proceso
de planificación:
Oud & Muir in IUCN-WB 1997
El desarrollo hidroeléctrico debiera insertarse
dentro de un plan nacional estratégico, sectorial.
Oud & Muir in IUCN-WB 1997
Goodland in IUCN-World Bank 1997:
Goodland in IUCN-World Bank 1997:
Si Nepal, uno de los países más pobres
del mundo, puede hacerlo, porque no
puede Chile?
¿Acaso no podemos
aprender nada de los
errores que hicieron
los países más
desarrollados hacen
décadas atrás?
¿Tenemos que seguir
tropezando con la
misma piedra?
Debemos cambiar el
proceso de evaluación
ambiental de proyectos
hidroeléctricos, ahora.
Río Jeinimeni (Foto: Juan E. Undurraga)