Prometeo

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Canal difluente del río Gaira, aguas abajo de la válvula de control de la tubería de carga de la microcentral, hoy inoperante. El caudal derivado es ca. 0,8 m3/s; de éste, unos 280 l/s alimentan la planta de tratamiento de El Roble, propiedad de Metroagua, localizada aguas abajo de la microcentral que abastece al Rodadero, Gaira y otros distritos del SO de Santa Marta.
Foto Lcgarcia, 02.06.2006, comienzo de la estación lluviosa.


Prometeo: proyecto de rehabilitación de pequeñas centrales hidroeléctricas

El proyecto de rehabilitación o repotenciación de pequeñas centrales hidroeléctricas[1] es un concepto desarrollado por el Sr. Rubén Levy y sus colegas de Agrominas S. A. Se inició con una encuesta y comunicación abierta dirigida a ca. 700 alcaldes de municipios colombianos localizados en áreas de montaña, en donde existieron o aún persisten aprovechamientos de acueducto, riego o generación de energía y se encuentra infraestructura que puede ser objeto de recuperación y optimación para aprovechamientos múltiples -v. gr.: presas de desviación, azudes, decantadores, canales, tuberías e incluso turbinas y otras máquinas. Las respuestas han sido copiosas y el interés generado muy amplio.

Concepto

El concepto de Prometeo es simple: seleccionar opciones de inversión mediante la evaluación de la factibilidad técnica y económica de rehabilitar y optimar el aprovechamiento de caudales y cabeza hidráulica para generar energía eléctrica en pequeñas centrales (< 10 MW) para el sistema nacional interconectado, haciendo uso de la infraestructura existente, generalmente ociosa o inoperante y manteniendo y mejorando la perdurabilidad de usos actuales del agua: consumo humano, riego, piscicultura, recreación, industria, etc.

Ventajas de Prometeo

La generación de energía hidroeléctrica -novel o por repotenciación complementaria- tiene además la ventaja de permitir la obtención y comercialización de CERs (certificados de reducción de emisiones de carbono)[2] por el reeemplazo verificado de energía termoeléctrica del sistema interconectado. Esta consideración, sin embargo, no se contempló en la citada consulta con los alcaldes.

De otra parte, la encuesta enfatizó sí las ventajas financieras, sociales y económicas para aquellos municipios que contasen con alternativas técnicamente viables de desarrollo y apoyasen la inversión en proyectos de repotenciación, facilitando los trámites para licenciamiento de los proyectos: adquisición de predios, infraestructura y servidumbres, merced de aguas, permisos para explotación de materiales de préstamo, etc. Algunas de estas ventajas se listan a continuación:

  • Producción de energía limpia (ver comentario más adelante)
  • Generación de recursos financieros para conservación de cuencas y electrificación rural
  • Desplazamiento de generación/reemplazo de energía termoeléctrica, derivada de la combustión de hidrocarburos, gas natural o carbón, etc. y generación de recursos financieros por venta de CREs
  • Impulso al desarrollo local
  • Incremento de ingresos fiscales municipales
  • Estímulo a la participación ciudadana
  • Generación de empleos temporales durante fase de construcción
  • Creación de puestos de trabajo permanentes para operación y mantenimiento de nuevas plantas de generación y subestaciones; para restauración, mantenimiento y conservación de suelos y bosques en micro-cuencas tributarias de las plantas generadoras

Viabilidad de un proyecto

La viabilidad técnico-económica de un proyecto depende de dos aspectos fundamentales: la sustentabilidad[3] del recurso agua: garantía de un caudal mínimo permanente todo el año para generación de energía eléctrica y la disponibilidad legal y social para su aprovechamiento, i. e.: la viabilidad de obtener merced de aguas de la autoridad ambiental competente por un período lo suficientemente largo para recuperar la inversión y la garantía de que otros actores sociales respetarán estas concesiones y los derechos sobre las servidumbres a que hubiere lugar. La legislación vigente contempla los dos conceptos, cuya verificación debe ser establecida por parte del proponente del proyecto[4] , con su solicitud para obtener concesión para el aprovechamiento del recurso agua.

Marco normativo de Prometeo

Para el desarrollo de un proyecto de rehabilitación de una pequeña central hidroeléctrica se deben contemplar las normas listadas y comentadas a continuación, relacionadas con tres aspectos fundamentales:

  • concesión de aguas
  • evaluación y manejo de problemáticas ambientales asociadas a aprovechamiento hidroeléctrico y a proyecto de rehabilitación
  • tramitación de PHE como MDL

Prometeo: marco normativo[5]
aspecto reglamentado norma pertinente autoridad o agencia responsable, comentarios
concesión de aguas Decreto-Ley 2811 de 1974 Corporación autónoma regional (CAR) con jurisdicción en cuenca de fuente de agua para PHE; gestión mediante formulario único nacional de SINA
Decreto 1541 de 1978
Ley 99 de 1993
Ley 142 de 1994 Ley se servicios públicos domiciliarios. §25 obliga a invertir en mantenimiento y recuperación de cuenca de concesión

Implicaciones ambientales

La derivación de caudales para generación de energía eléctrica, aprovechando una diferencia de nivel entre el sitio de captación y el de generación, constituyen un uso no consuntivo del recurso agua; i. e., el caudal derivado para generar energía retorna al río o arroyo de donde fue tomado en idénticas condiciones de cantidad y calidad[6] . Sin embargo, en casi todos los desarrollos se requiere que el agua del punto elevado (captación) sea conducida al sitio bajo (generación) no por el canal natural del río o quebrada, sino por una tubería o canal que permita la utilización de la energía potencial (salto hidráulico).

Por esta razón, el tramo del río- o quebrada-fuente, entre la captación y la descarga post-turbinación, presentará caudales disminuidos, determinados por el caudal derivado para generación. Este tramo alterado se denomina lecho seco, aunque de facto no lo es pues nunca se deriva el 100% del caudal del río[7] y además hay reposición natural de caudal entre los dos puntos; normalmente las autoridades ambientales exigen que el promotor de un proyecto hidroeléctrico lo diseñe contemplando las necesidades naturales y culturales de agua en dicho tramo, tanto las históricas y actuales como las previsibles hacia el futuro, determinadas por las tendencias demográficas y reflejadas en los instrumentos de planificación, entre ellos el POT/EOT[8] .

Concurrencia de intereses

Si bien un pequeño proyecto hidroeléctrico, como los que interesan a Prometeo, no conlleva implicaciones ambientales inmanejables, es claro que los usos del espacio -ocupación de cauces, servidumbres de conducción, etc.- y en especial del agua, son objeto de intereses concurrentes y en ocasiones conflictivos. A continuación se presenta una lista de entes -personas, gremios, grupos ad hoc, agencias del estado, empresas privadas, etc.- que pueden tener intereses e incidir positiva o negativamente en el desarrollo de un pequeño proyecto hidroeléctrico; estos entes son los que en inglés se denominan stakeholders, término para el cual no hay un equivalente adecuado en castellano[9] . En general se emplea el término actor aunque muchos pueden no ser conscientes de su condición o tomar una actitud totálmente pasiva.

Igualmente, se presenta una matriz de actores vs. objetivos de cada uno de ellos. La matriz no está diligenciada para ningún proyecto en particular ni siquiera están identificados todos los objetivos particulares a un actor dado; simplemente se quiere subrayar que diferentes actores tendrán intereses divergentes y aún conflictivos. Estas diferencias exigen consideraciones de diseño -desde localización de obras, tamaño de instalaciones, tasas de consumo de recursos, hasta reglas de operación especiales- para ser resueltas o incluso pueden llegar a ser tan profundas que impidan la realización de un proyecto por cuestionar su factibilidad técnica o económico-financiera.

Actores

  1. inversionistas: Ruben Levy y asociados ¿Podría considerarse una sociedad con participación de una ESAL existente o nueva? ¿Copropiedad con usuarios?
  2. municipio y propietario de planta (actual): pueden ser dos entes independientes con intereses diferentes, definidos -al menos en forma parcial- en cuanto a permisos y restricciones para el uso del espacio y sus recursos dentro del marco del POT o EOT.
  3. usuarios actuales de recurso agua: en tramos superior e inferior y en tramo de lecho seco[10]
  4. población asentada en cuenca tributaria: esta población puede tener usos y consumos crecientes de otros recursos (v. gr., suelo urbano o tierras de cultivo) que potencialmente afectan la sostenibilidad del recurso agua discutida con anterioridad
  5. entidades crediticias internacionales y nacionales: con frecuencia las restricciones ambientales y sociales de un proyecto están impuestas por los criterios de las entidades crediticias que pueden participar potencialmente en el desarrollo de un proyecto, en particular las internacionales, v. gr., Banco Mundial, BID, CAF, Unión Europea, etc. En algunos aspectos particulares dichas restricciones pueden ser más drásticas que las impuestas por la legislación nacional.
  6. autoridad ambiental: para la gran mayoría de los proyectos es la corporación autónoma regional con jurisdicción en la cuenca de la fuente.
  7. autoridad energética: (ver cuadro 1.)

Objetivos complementarios

  1. financieros
  2. económicos
  3. sociales
  4. ambientales
  5. políticos

Matriz de actores vs. objetivos

Cuadro 1. Matriz para análisis multiobjetivo (con ejemplos, incompletos por ahora)
actor
(ente con intereses en proyecto)
financieros económicos sociales ambientales políticos
inversionistas minimizar gastos de inversión, operación y mantenimiento maximizar TIR minimizar conflictos con otros usuarios de agua garantizar persistencia de recurso (cuanti- cualitativo) obtener concesión por período mínimo de 50 años
municipio/propietario planta ampliar base fiscal, reducir costos de energía eléctrica maximizar beneficios de aprovechamiento multipropósito de recursos hídrico e hidráulico maximizar número de beneficiarios de aprovechamiento de RRNN generar recursos para conservación de cuencas garantizar disponibilidad de RRNN a todo usuario
población cuenca y
usuarios de agua
reducir:
- costos de servicios
- costos de aprovechamiento de RRNN
- impuestos
maximizar beneficios de aprovechamiento de RRNN maximizar número de beneficiarios de aprovechamiento de RRNN maximizar persistencia de RRNN y garantizar carácter comunal de los mismos obtener o mantener autonomía sobre RRNN
entidades crediticias nacionales (e. g., FEN) e internacionales (e. g., WB, BID…) minimizar gastos de inversión, operación y mantenimiento maximizar beneficios de aprovechamiento de RRNN en algunos casos o maximizar TIR en otros maximizar número de beneficiarios de aprovechamiento de RRNN garantizar sustentabilidad de RRNN para usos futuros obtener o mantener respaldo ciudadano a las inversiones en proyectos de desarrollo
autoridad ambiental Ley 99 de 1993 minimizar costos de control y vigilancia de usuarios de recursos garantizar aprovechamiento perdurable de RRNN persistentes (sustentabilidad) garantizar ecuanimidad en aprovechamiento de recursos garantizar persistencia de RRNN y minimizar alteraciones y deterioro de base de RRNN
autoridad energética (Ley 143 de 1994) propiciar política de mínimos costos en desarrollos públicos o privados para generación, transmisión, distrubución de electricidad propiciar políticas de libre competencia para maximizar número de beneficiarios propiciar políticas que favorezcan en particular a estratos I, II y III propiciar política de sostenibilidad en uso de RRNN (en generación y consumo) eficiencia, calidad, continuidad, adaptabilidad, neutralidad, solidaridad y equidad

Ciclo de proyecto

El ciclo del proyecto consiste en las fases de desarrollo de un proyecto típico Prometeo. Incluye los pasos a seguir para evaluación de factibilidad multiobjetivo: técnica, económico-financiera y ambiental. Los pasos se representan esquemáticamente en el diagrama 1. y se definen brevemente a continuación. [Este aparte no está totálmente desarrollado; aquí se hace referencia principalmente a los aspectos ambientales requeridos para la obtención de la licencia de aprovechamiento y concesión del recurso agua. Estudios ambientales similares en objetivos y alcances son normalmente exigidos también por las entidades crediticias internacionales y por las Naciones Unidas o sus agencias para consideración de un proyecto como MDL]

Diagrama 1. Propuesta de ciclo de desarrollo típico de proyectos Prometeo. TEFA es el acrónimo de la evaluación de factibilidad multiobjetivo: i.e., Técnica, Económica, Financiera y Ambiental.


Fases típicas del ciclo

  1. Identificación: catálogo de opciones de desarrollo, y selección de alternativas para estudio posterior (¿Es el estado actual de Prometeo?)
  2. Reconocimiento: caracterización y jerarquización TEFA de opciones
  3. Factibilidad:
    1. evaluación de cantidad y calidad de recurso agua
    2. definición de sostenibilidad de suministro y de aprovechamiento de recurso agua
    3. evaluación de disponibilidad legal y social de recurso agua
    4. posibilidades de aprovechamiento complementario: acueducto, riego, piscicultura, industria, recreación, etc.
    5. recomendaciones para diseño de aprovechamiento
    6. recomendaciones de manejo ambiental durante fases de construcción y funcionamiento
  4. Diseño:
    1. gestión ante CAR para concesión de agua
    2. gestión ante UPME, MAVDT y UNFCCC para declaración de proyecto Prometeo como proyecto MDL[11]
    3. gestión financiera
      1. obtención de crédito nacional o internacional para desarrollo de proyecto
      2. búsqueda de mercado/compradores para energía
      3. obtención de CREs y búsqueda de compradores
  5. Construcción
    1. implementación de recomendaciones ambientales de supervisión de construcción
  6. Pruebas y puesta en servivio
    1. implementación de recomendaciones ambientales de supervisión de funcionamiento


Autoridades del sector eléctrico

Este cuadro se incluye para ilustrar la complejidad institucional del sector eléctrico en Colombia. Tal como se indica en el cuadro 1. las funciones, políticas y objetivos están definidos por la Ley 143 de 1994. Realmente existen otras entidades gubernamentales relacionadas con la generación y transmisión de electricidad, pero no se incluyen porque no se consideran relevantes en el contexto de proyectos de Prometeo.

Cuadro 2. Entidades del estado relacionadas con los proyectos de rehabilitación de plantas hidroeléctricas
entidad funciones director teléfono, correo-e
IPSE: Instituto de Planificación y Promoción de Soluciones Energéticas - jurisdicción en áreas no interconectadas a red nacional
- auspicia estudios
- financia estudios y proyectos
Edigson Enrique Pérez Bedoya (051) 6224010 - 6224020 ext. 202
Comisión de Regulación de Energía y Gas - regulación tarifaria
- control a monopolios
- promoción de competencia en ESP
Ricardo Ramírez Carreño (051) 3122020
Financiera Eléctrica Nacional sociedad mixta, 90% capital estatal
clientes: empresas de energía eléctrica públicas o privadas de
- generación
- transmisión
-distribución
Luz Esperanza Rojas Jiménez (051) 3264990
Unidad de Planeación Minero Energética UPME  plan de referencia de expansión
- generación
-transmisión
promoción de estudios de viabilidad
Carlos Arturo Florez Piedrahita (051) 2220601
Sociedad Promotora de Energía de Colombia S.A. sociedad accionaria; dependencia de la Presidencia, creada por reforma de Ecopetrol (decreto 1760 de 2003) ¿? mínima información

Proyectos

A continuación se listan en el cuadro 3. las opciones más promisorias tomadas de la tabla resumen suministrada por Christian Aguilera, con pequeñas modificaciones cosméticas y la adición de los registros para los proyectos de los ríos Gaira y Piedras en Santa Marta y de la quebrada Nueva en Puerto Libertador. El propósito de la tabla es presentar en forma sencilla los datos acopiados sobre estas opciones -que pueden haber sido revaluados ya por los colegas de Agrominas S. A.- y establecer la posibilidad de su complementación. Los vínculos rojos, v. gr.: Téllez, no contienen información y conducen a una hoja en blanco que puede ser alimentada con cualquier tipo de datos por un usuario registrado.


Cuadro 3. Opciones de desarrollo más promisorias
municipio departamento respuesta remitente y cargo fuente
Río o Quebrada
riego acueducto potencia
(kW)
caida
(m)
caudal
(l/s)
Ø tubería
(cm)
longitud
(km)
Santa Marta Magdalena proyectos no identificados en encuesta de Agrominas S. A.
Información de Gaira suministrada por ing. R. Muskus
Gaira [12] X 385 165 280 - 3.600
R Piedras X 450 - 800 ?
Puerto Libertador Córdoba proyecto no identificado en encuesta de Agrominas S. A.
- información suministrada por el Ing. David Puerta Z,
Q Nueva X 128 48 340 -
Funes Nariño e-mail Miguel Antonio Lasso Medina
Alcalde
R Angasmayo X 100 90 25,4 45
R Téllez X 100
Q Chorrera Negra X 200 30 10,16
Q Orinoco 100
Macanal Boyacá e-mail Jairo Andrés Guerrero Valencia
Planeación
X
San Jose de Pare Boyacá e-mail Victor Jose del Rio
Alcalde
R Suarez X 86,83 7,62
Buena Vista Quindío e-mail Edwin Muñoz
Planeación
X 100
Güicán Boyacá e-mail Erwin Blanco
designado por el Alcalde: Joaquin Eduardo Ussa Carreño
X X abandonada
150 - 200
100
Villa del Rosario Norte de Santander e-mail Paulo Cesar Umbarila
Director Técnico Operativo Servir S. A.
X 30
X 20 35,56 1,5
Cerinza Boyacá Rigo Antonio Boada Castro
Alcalde
X 200 15,24
Guadalupe Huila e-mail Francisco Javier Sierra
Alcalde
Q La Viciosa X 80 6000 15,24
R Suaza X 14000
Cáchira Norte de Santander e-mail Iván Ordoñez Parada
Alcalde
X 60 10
Guacarí Valle e-mail Fabio Humberto Navarro
Alcalde
X abandonada
63
18 50

Apostillas

  1. ^  El nombre del proyecto es mnemotécnico y simbólico, en honor del titán griego Prometeo (Προμηθεύς) cuyo nombre significa anticipo o previsión), responsable de entregar el fuego divino al hombre.
  2. ^  La quema de combustibles fósiles (gas natural, petróleo y derivados, carbón, etc.) contribuye con el ingreso a la atmósfera de gases de efecto invernadero (GEI: CO2, O3, CH4, NO, SF6, etc.), responsables del cambio climático. La consecuente reducción de estos gases al reemplazar energía termoeléctrica por hidroeléctrica, eólica u otra que no implique tal combustión es el elemento fundamental del Mecanismo de desarrollo limpio (MDL) advocado por el Protocolo de Kyoto del cual Colombia es país signatario. A manera de ejemplo, cabe citar el proyecto hidroeléctrico Santa Ana (8 MW), de la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá EAAB, recientemente aprobado por la United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC), cuyos detalles se pueden ver en: http://cdm.unfccc.int/Projects/registered.html.
  3. ^  El concepto de sostenibilidad o sustentabilidad se equipara al aprovechamiento perdurable (durante un período prolongado, superior a una generación humana) de un recurso persistente (aquel cuyos procesos naturales de reposición no son interrumpidos). Es una acepción restringida del concepto original formulado por e. g., la Comisión Brundtland.
  4. ^  La autoridad ambiental en el caso de mercedes de agua para pequeñas centrales, es por lo general una Corporación Autónoma Regional (CAR). La concesión para el aprovechamiento del agua, se otorga de acuerdo con el Decreto 1541 de 1978 y el Código Nacional de Recursos Naturales Renovables y de Protección al Medio Ambiente/Decreto-ley 2811 de 1974.
  5. ^  Todo cambiaría si se llega a aprobar la nueva Ley del Agua, actualmente en trámite en la Cámara de Representantes.
  6. ^  Los desarrollos hidroeléctricos contemplados por Prometeo son, en general, a filo de agua, i. e., sin almacenamiento regulado por un embalse, por tanto no conllevan desnaturalización de los regímenes de caudales de los cursos fuente (caudales reducidos en época de creciente para reponer agua en el embalse y caudales aumentados en estiaje por desembalses para generación de energía) ni los cambios en las propiedades físicas, químicas y biológicas del agua asociados a los grandes depósitos de agua, derivados del efecto de trampa de los embalses, la estratificación térmica y otros procesos complejos.
  7. ^  Lecho seco es la denominación dada en castellano al tramo de un río que presenta caudales menores al promedio, debido a una derivación de caudal. El régimen de menor flujo artificialmente inducido afecta los organismos acuáticos y los procesos ecológicos en el río (producción, colonización, sucesión…), directamente y como consecuencia de cambios en el régimen de transporte y depósito de sedimentos. Igualmente puede afectar también organismos de hábitats riparios (biotopos en islas fluviales y sobre depósitos aluviales) y usos y usuarios consuntivos y no consuntivos.
  8. ^ Caudal ecológico es el término empleado en la literatura ambiental castellana para definir el caudal mínimo remanente en un curso natural después de una derivación que permite la continuación satisfactoria de los procesos físicos (solución de materiales, arrastre y transporte de sedimentos y materiales. etc.), biológicos (colonización, sucesión y reproducción de organismos acuáticos y anfibios, etc.) y socioculturales (aprovechamiento de agua y demás recursos…). En inglés el término empleado es:flow for in-river needs. El concepto ha evolucionado como un asunto práctico, pero se basa en un entendimiento sólido de los procesos físicos, biológicos y culturales que determinan las características ecológicas de los ríos. Los enfoques modernos más adecuados para la definición de caudal ecológico tienen en consideración la naturaleza dinámica de la calidad de un hábitat. Los organismos (acuáticos, anfibios y terrestres) difieren en sus tolerancias a las variaciones en flujo y demás factores físicos asociados (velocidad de corriente, profundidad…), la calidad del hábitat es entonces reflejada por las respuestas de los organismos, en general vistas como un fenómeno demográfico. Estos métodos demandan grandes cantidades de datos cuantitativos de campo y análisis estadísticos complejos (PCA, CA, etc.) y arrojan resultados difíciles de interpretar.
  9. ^  El Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial emplea el término tercer interviniente pero éste tiene una connotación legal estricta: i. e., es una persona natural o jurídica con intereses en un asunto o proceso particular y que ha sido reconocida como tal por una autoridad competente.
  10. ^  Tanto la sostenibilidad del recurso agua, como su disponibilidad dependen de la estructura y dinámica de la población de usuarios y son por tanto el aspecto más importante a ser evaluado en el análisis de factibilidad y la consideración más crítica para obtención de la concesión de agua. Las derivaciones para consumo doméstico (consumo humano, animal, beneficio de productos agrícolas, etc.) u otros usos consuntivos pueden retornar a la fuente aguas en igual cantidad a la derivada pero de una calidad objetable para muchos propósitos, incluso el de generacin de energía. También suele ocurrir que las derivaciones no repongan ni los sobrantes ni las aguas usadas al curso-fuente sino a una cuenca vecina. En cualquier caso, los usos irreglamentarios y clandestinos -individuales- del agua suelen ser pequeños (orden de magnitud de l/s) y por tanto no son objeto de una vigilancia estricta por parte de las autoridades ambientales, por esta razón también su cuantificación y evaluación es fundamental en el análisis de factibilidad de un proyecto Prometeo.
  11. ^  MDL es el acrónimo de Mecanismo de Desarrollo Limpio, uno de los tres mecanismos flexibles aceptados por el Protocolo de Kyoto para alcanzar las metas de reducción de emisiones acordadas. MDL es un mecanismo para reducción de emisiones basado en actividades de proyectos en países en desarrollo. Los certificados se generarán mediante el MDL a partir de proyectos que derivan en una reducción de emisiones que no ocurriría de otra forma, es lo que se conoce como adicionalidad. Información complementaria sobre el Protocolo de Kyoto, los mecanismos flexibles, MDL y temas afines se pueden ver en esta página. Los pequeños proyectos de generación de energía (<15 MW) reciben tratamiento especial de acuerdo con la VII COP a fin de simplificar trámites, reducir costos de transacción y hacerlos más competitivos. Sobre el particular puede consultarse la siguiente página del MAVDT
  12. ^  Para la CHE-Gaira se han contemplado varias opciones de repotenciación determinadas por diferencias en caudal o salto hidráulico. La indicada aquí es la de menor potencia, utilizaría la caida existente y el caudal empleado por el acueducto de Metroagua, cuya planta de tratamiento El Roble está localizada aguas abajo.