Los países en desarrollo están planeando ampliar drásticamente la generación de energía hidroeléctrica en su desesperada necesidad de electricidad y riego. También es una decisión estratégica para utilizar sus propios recursos. Después de la energía nuclear, la hidroeléctrica es una forma excelente de aumentar la producción de energía sin hipotecar el futuro de su país a los suministros de combustibles fósiles de otro país.
En la actualidad se están construyendo más de seiscientas presas hidroeléctricas y hay más de 3.000 previstas para el futuro próximo. La mayoría de estas obras se encuentran en Asia y América Latina (Vox.com). Esto duplicaría la cantidad de energía hidroeléctrica en el mundo (véase la figura siguiente).
Esta cantidad de energía hidroeléctrica requerirá unos 3 billones de dólares de inversión y producirá unos 60 billones de kWhs de electricidad para mediados de siglo. Proporcionaría agua de riego y energía suficiente para sacar a casi mil millones de personas de la pobreza más absoluta. Y esta cantidad de energía hidroeléctrica evitaría que 50.000 millones de toneladas de emisiones de carbono entraran en la atmósfera.
¿A quién no le gustaría esto?
Los países en desarrollo están planeando ampliar drásticamente la generación de energía hidroeléctrica en su… desesperada necesidad de electricidad y riego, y como una decisión estratégica para utilizar sus propios recursos para proporcionar una generación de carga de base fiable y baja en carbono. Pero hay costes ocultos para el planeta y para el sustento de muchos de sus ciudadanos que deben ser mitigados. O nos esperan más consecuencias no deseadas. Aquí se muestra la presa de McNary a lo largo del río Columbia, en la frontera entre Washington y Oregón. Fuente: DOE EERE
Pero esta historia tiene otra cara. Una dramática expansión de la energía hidroeléctrica, especialmente en las regiones tropicales donde están muchos de estos países en desarrollo, también afectará dramáticamente a los ecosistemas fluviales. Incluso se cuestionan los aspectos de baja emisión de carbono de la energía hidroeléctrica, aunque se exagera.
La búsqueda de energía barata puede embalsar la mayoría de los ríos importantes de este planeta.
Las presas hidroeléctricas pueden perjudicar a las especies de peces de río, la mayoría de las cuales ya están en peligro de extinción o en riesgo. De hecho, los peces de agua dulce son uno de los grupos de vertebrados más amenazados de la Tierra. La pérdida de estos peces, incluso a nivel local, puede perjudicar a las sociedades y economías que dependen del río. Dado que la mayoría de estas sociedades son también pobres y están experimentando un rápido crecimiento de la población, esto se convierte en un doble golpe.
Top: Más de seiscientas grandes presas hidroeléctricas están actualmente en construcción (puntos azules – 17%)… y más de 3.000 están previstas para el futuro próximo (puntos rojos – 83%), sobre todo en Asia y América Latina. Este crecimiento hidroeléctrico proporcionaría agua de riego y energía suficiente para sacar a casi mil millones de personas de la pobreza más absoluta y evitaría 50.000 millones de toneladas de emisiones de carbono a mediados de siglo. Obsérvese que no se ha previsto ninguna en Estados Unidos ni en Europa Occidental, donde se encuentran la mayoría de las centrales existentes. Abajo: Presas hidroeléctricas existentes. Fuente: Christiane Zarfl et al, Aquatic Sciences (DOI: 10.1007/s00027-014-0377-0)
Durante la aproximación inicial de los peces a una presa hidroeléctrica, la presión aumenta en la profundidad del agua detrás de la presa. Los peces entran entonces en un tubo de tiro o nadan por debajo de una compuerta, donde se produce una rápida descompresión y un aumento del agua. La velocidad suele ser superior a la que los peces pueden mantener el control de su propia natación, lo que los lanza y los hace chocar contra objetos, paredes u otros peces. Son golpeados mientras son arrastrados por el sistema.
Por último, los peces entran en el río aguas abajo de la presa, donde los fuertes remolinos y la violenta mezcla de diferentes aguas provocan tensiones de cizallamiento que pueden arrancar las escamas y las aletas o causar la muerte.
El daño físico resultante de los rápidos cambios de presión se denomina trauma barométrico o barotrauma (véase la figura de barotrauma más abajo). La descompresión rápida puede arrancar órganos internos como los intestinos, el esófago, el estómago y las vejigas natatorias. Los ojos pueden salirse.
Piense en el barotrauma de Arnold Schwarzenegger al final de Total Recall cuando fue arrojado a la superficie marciana para morir por la descompresión en su delgada atmósfera.
Las lesiones sufridas por los peces al pasar por las presas hidroeléctricas incluyen ser golpeados contra objetos en las… aguas violentas y el barotrauma – daño inducido por la presión, como sacar parte de las entrañas del pez, visto aquí como émbolos (burbujas) en el ojo de un salmón Chinook juvenil cuando sus ojos salieron. Cuando se descomprime rápidamente, la vejiga natatoria del pez, utilizada para mantener la flotabilidad, puede romperse y el gas puede entrar en los órganos, los tejidos y, en este caso, el ojo. Crédito: PNNL Ecology Group
La gravedad de estos efectos nocivos se decide por:
– la altura de funcionamiento o la diferencia de elevación de las aguas delante y detrás de la presa
– el diseño de la planta
– la hidrología del lugar
– la tolerancia individual de cada especie de peces
El conocimiento de estos efectos debería permitirnos diseñar presas hidroeléctricas más adecuadas para los peces. Este tema se está estudiando ahora seriamente.
Richard Brown y sus colaboradores del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico están estudiando detenidamente el barotrauma. Brown señala que las vejigas natatorias son un órgano objetivo particularmente común, ya que tiene mucho aire. Y la mayoría de los peces tienen vejigas natatorias. Dos de las pocas excepciones son las lampreas y los mixinos.
Especies como el salmón tienen un único episodio reproductivo en el río antes de morir. Por tanto, la única etapa vital que puede verse afectada por el paso aguas abajo es el salmón juvenil. Otros peces, como la trucha, pasan por las turbinas más de una vez al migrar de vuelta al océano después del desove y se mueven de un lado a otro dentro del río.
Otro problema, según Brown et al, 2014, tiene que ver con los grandes ríos de llanura de inundación en el sudeste asiático, Sudamérica y Australia, donde la deriva de huevos y larvas es una parte común de la vida de muchos peces y aumenta la probabilidad de encontrar presas. Incluso en Norteamérica, los huevos, larvas y pequeños juveniles de lucioperca y esturión pueden ir a la deriva durante largas distancias y su fragilidad los hace muy susceptibles al barotrauma.
«Comprender la ecología y el momento de la deriva de las larvas, así como el momento en que se infla por primera vez la vejiga natatoria en la vida de un pez, será fundamental para entender su susceptibilidad a los barotraumatismos»
Conocer la hidráulica de las presas y la biología, los ciclos vitales y el desarrollo de los peces jóvenes, permitirá diseñar mejor las presas hidroeléctricas. Las turbinas pueden modificarse para evitar cambios rápidos y grandes de presión. Esto también ayudará a reducir el desgaste de las propias turbinas. Las rutas alternativas de los peces a través del sistema, sin desviar mucha agua, permitirán a los peces sobrevivir mejor a este guante.
Pero las opciones de mitigación son caras. Y no se sabe si los países en desarrollo pueden permitírselas o decidirán aplicarlas. En nuestro propio río Columbia, aquí en el noroeste del Pacífico, se han gastado más de 7.000 millones de dólares desde 1950 en esfuerzos para salvar a las especies de salmón mediante la mejora de las poblaciones, la construcción de vías de pesca como escaleras o escalones, el cribado de los desvíos de riego, la rehabilitación del hábitat y la provisión de paso aguas abajo. Aun así, seguimos dependiendo de la producción de los criaderos a lo largo del río para salvar a estas especies de la extinción.
Sin embargo, las soluciones actuales en Estados Unidos se han desarrollado en gran medida para el salmón, y puede que no se transfieran bien a varias especies de agua dulce en diferentes lugares del mundo.
Las presas de las regiones tropicales presentan un reto diferente al de las zonas templadas. Los peces de muchos ríos tropicales de llanura de inundación están adaptados a cambios extraordinarios entre las estaciones húmedas y secas. La reproducción y el crecimiento se optimizan durante la estación húmeda, cuando los enormes caudales de agua generan un hábitat de desove, cría y alimentación para los peces adultos y juveniles.
Durante la estación seca, la desecación completa o la generación de una serie de charcas de refugio dificultan la búsqueda de un hábitat que permita la supervivencia. En ambos casos, la alta conectividad de los hábitats es crítica para permitir el libre movimiento de los peces dentro y entre los hábitats del río y de la llanura de inundación.
Es fácil imaginar la dificultad de diseñar una presa hidroeléctrica en estos ecosistemas que pueda preservar las condiciones estacionales húmedas y secas correctas y operar permitiendo al mismo tiempo el libre movimiento entre los diferentes hábitats.
Por lo tanto, es esencial que en el mundo desarrollado ayudemos a educar a los gobiernos que quieren construir presas hidroeléctricas y proporcionemos nuevos diseños respetuosos con los peces que, de ser adoptados, vendrían acompañados de incentivos económicos por parte del Banco Mundial y las Naciones Unidas.
Si el mundo va a duplicar su producción hidroeléctrica, más vale que la hagamos segura. Y podemos hacerlo.
De lo contrario, los costes para el planeta y sus habitantes pueden ser mayores de lo que podemos permitirnos.
Nota posterior: un artículo publicado hoy mismo en la revista Review of Scientific Instruments del Instituto Americano de Física describe un pez sintético, el Sensor Fish, que es un pequeño dispositivo tubular lleno de sensores que analizan las tensiones físicas que experimentan los peces durante su paso por las presas hidroeléctricas y que proporcionará datos esenciales para diseñar presas más respetuosas con los peces.