Presas, cambio climático y fenómenos meteorológicos extremos

Los expertos afirman que 2016 se está convirtiendo en el año en que se dará el mayor registro de calor. Por lo tanto, no sorprende que se hable cada vez más sobre cambio climático y calentamiento global, profundos problemas para el planeta.

La mayoría de los casos de calor extremo que experimentamos es una cuestión de variación natural. Los registros que se remontan a casi dos siglos y las mediciones de cosas como los anillos de los árboles y la variación de isótopos en los núcleos de hielo confirman que hay un componente fuerte y cíclico en relación con la temperatura. Es una apuesta segura que, en este momento, cualquier efecto de calentamiento global es realmente secundario a estos ciclos normales de calentamiento y enfriamiento. Es probable que continúe así al menos durante los próximos 20 años o más. Sin embargo, la tendencia general es que la temperatura asciende de una manera gradual, pero clara. Y, al menos en promedio, de una manera más elevada de lo que cualquier fluctuación natural podría explicar.

Entonces, ¿qué significan las temperaturas más cálidas para las precipitaciones y los niveles de agua? No podemos decirlo con certeza. Lo cierto es que nuestros registros anteriores ya no son indicadores confiables . Por lo tanto, si la variación, ya sea mayor o menor, es muy superior a lo que anticipamos, ¿cómo impactará el futuro de nuestras represas hidroeléctricas, estructuras masivas que dependen de un rango específico de flujo de agua para producir energía, de forma segura y confiable?

En la guerra y la ingeniería, la regla de oro es proteger el flanco. Con las presas, eso significa protegerse adecuadamente de los eventos climáticos extremos, como inundaciones, huracanes, desprendimientos de tierras y desbordamientos de glaciares.

La vida de la presa y el concepto de riesgo

La presa de Proserpina en Mérida, España, fue construida en el primer o segundo siglo DC. Todavía es utilizada por los agricultores locales, ya que acumula y dirige el agua con la que riegan sus cultivos. En la actualidad, las represas están diseñadas para generar electricidad, por lo tanto, lo normal es planificar para que tengan una vida útil de cien años.

Con la infraestructura, las estimaciones de la vida útil se basan en gran medida en los factores de riesgo y su mitigación. Los ingenieros y los financiadores y aseguradores de grandes proyectos como las represas eléctricas están muy familiarizados con estos conceptos. El riesgo está relacionado con la incertidumbre: la probabilidad y la consecuencia. Un evento que es altamente probable y que posiblemente tenga consecuencias graves es la definición misma de alto riesgo.

La gestión de riesgos es todo lo que se relaciona con la inversión prudente del capital. Para proyectos de infraestructura grandes y costosos, como las represas de energía, no podemos diseñar o planificar algo que puede o no ocurrir dentro de cien años. Las posibilidades son demasiadas y excesivamente variadas como para predecirlas con algún tipo de precisión. El principio de desproporcionalidad, y el sentido común, nos indica que si gastamos, por ejemplo, diez veces más para enfrentar un escenario peor que lo que costaría reparar cualquier daño que el evento incierto pudiera realmente causar, estamos frente a una causa perdida. Una estrategia mucho mejor es “pensar con anticipación” qué puede suceder, y diseñar algún tipo de plan de acondicionamiento en la estructura. De esta manera, se puede agregar o ajustar para evitar los daños o efectos nocivos, si surge la necesidad y cuando surja.

El riesgo de una persona es otra oportunidad

En los próximos cien años, el derretimiento glacial va a ser tanto un riesgo como una oportunidad para las represas de energía. En algunos casos, los vertederos que diseñamos hoy, o que diseñamos en el pasado, pueden no ser capaces de manejar los flujos de agua si el derretimiento glacial continúa y aumenta. Por lo tanto, debemos rentabilizar el riesgo de que eso suceda y decidir qué hacer. El diseño de una presa que se puede adaptar fácilmente con un vertedero de laberinto, por ejemplo, podría ser la solución económica que se necesita.

Por otra parte, una mayor cantidad de agua lleva el potencial para una mayor generación. Por lo tanto, con diferentes capacidades de turbina o incluso la selección apropiada de la turbina, podría ser posible seguir operando si se produce un aumento considerable en la cantidad de agua que lo alimenta.

En Islandia, por ejemplo, mis colegas y yo registramos un estudio para un desarrollador hidroeléctrico que examinaba una instalación alimentada por glaciares, un proyecto que fue el tema de una presentación que hicimos recientemente en el seminario de H. G. Acres. En este caso, se recomendó que la planta estuviera “sobreinstalada” en comparación con lo que los flujos históricos predecirían, ya que el agua proveniente del deshielo de los glaciares se estaba acelerando y se esperaba que continuara en el futuro. Al seleccionar turbinas con capacidad instalada variable, la instalación también puede continuar funcionando con una alta eficiencia cuando los flujos comienzan a disminuir.

Las temperaturas más cálidas también pueden significar sequía. Si eso ocurre, el exceso de agua puede ser absorbido en el suelo, reduciendo las posibilidades de inundación. Es posible que haya menos agua que fluya a través de las presas, y eso podría significar menos escorrentía, inundaciones de menor intensidad y menos producción de energía.

Las tormentas más frecuentes y violentas pueden ocurrir si se producen ciertas predicciones de cambio climático. Esto puede suponer riesgos para la seguridad, tanto de las estructuras de presas como de las personas que trabajan allí. A menudo, algunas modificaciones relativamente menores a los planes y las estrategias pueden contribuir considerablemente para evitar el daño que estos eventos pueden causar.

Se busca: energía más limpia y abundante

Las regiones en desarrollo, como China, América del Sur y el norte de la India, se benefician con los nuevos proyectos hidroeléctricos. Sin embargo, los ríos en estas áreas, especialmente los inmaduros en regiones volcánicas o tectónicamente activas, tienden a tener altos rendimientos sedimentarios. Estos flujos pueden moverse drásticamente, remodelando las formas del terreno y el propio sistema fluvial, presentando graves riesgos para las represas en sus trayectos. Lo mismo puede suceder con los desprendimientos de tierra y los cambios en el uso de la tierra, como la deforestación y el transporte. Los materiales finos de la tierra son atraídos hacia el flujo y pueden acumularse cerca del sitio de la presa, evitando el movimiento del agua. El permafrost en el extremo norte también puede verse comprometido por el calentamiento. El deshielo tiene consecuencias en el establecimiento diferencial total y aumenta el potencial de que se produzcan grietas hidráulicas en el núcleo de las presas de terraplén.

Sean cuales sean los factores de riesgo y fragilidad, en climas cambiantes, claramente se debe proporcionar protección y mantenimiento a las represas hidroeléctricas. Con un suministro casi ilimitado de agua a las turbinas de energía, y una infraestructura que puede construirse para que dure por décadas, incluso siglos, las represas hidroeléctricas siguen siendo la fuente de energía más ecológica y limpia que existe en la Tierra. Y probablemente lo serán siempre, si estamos dispuestos a reflexionar sobre los posibles efectos del cambio climático y manejar los riesgos con prudencia a través de un diseño adaptativo e innovador.