Embed Size (px)
Citation preview
1
Slide 1
CONTRIBUCIÓN DE LA FACULTAD DE MINAS
AL DESARROLLO DE LA
HIDROELECTRICIDAD EN COLOMBIA
Darío Valencia Restrepo
Universidad Nacional de Colombia
Cátedra Sesquicentenario
Sedes Bogotá, Manizales, Medellín y Palmira
Septiembre y octubre de 2017
2
Slide 2
ESTA PRESENTACIÓN PUEDE
SEGUIRSE, CON DIAPOSITIVAS Y NOTAS, EN
para lo cual basta ir a este sitio de internet y en la
primera pantalla dar clic sobre el enlace CONFERENCIAS
CON DIAPOSITIVAS Y NOTAS y buscar allí “Contribución
de la Facultad de Minas al desarrollo de la
hidroelectricidad en Colombia”.
www.valenciad.com
A partir de mañana, ustedes encontrarán en mi sitio de internet esta
exposición, tanto con las diapositivas como con las notas asociadas a cada
diapositiva.
A propósito, el sitio mencionado contiene otras presentaciones, libros,
documentos, artículos, columnas de prensa y grabaciones musicales.
3
Slide 3
Como bien sabemos, las solas diapositivas suelen ser insuficientes para
recordar lo tratado en una presentación.
Por eso prefiero siempre mostrar la diapositiva acompañada de las notas
que la complementan o desarrollan.
En la pantalla se ve cómo encontrarán ustedes la presentación de cada
diapositiva en mi sitio de internet.
4
Slide 4
TEMARIO
1. La hidroelectricidad en el mundo
2. La hidroelectricidad en Colombia
3. Energía eléctrica y desarrollo
4. ¿Qué es un proyecto hidroeléctrico?
5. Los principales proyectos en Antioquia
6. Cultura empresarial de lo público (EPM)
7. Un encuentro interdisciplinario
8. Cultura científica y técnica
9. Avance de la ingeniería y de la consultoría
10.La participación de la Facultad de Minas
Aquí podemos ver el temario de la conferencia.
Iniciamos con unos comentarios en los puntos 1 y 2 sobre la importancia
de la hidroelectricidad en el mundo y en Colombia.
Luego, en el punto 3 veremos algunas relaciones entre energía eléctrica y
desarrollo, tanto en el país como en Antioquia.
En el punto 4 nos ocuparemos en forma muy sintética de lo que es un
proyecto hidroeléctrico, pues así podremos empezar a entender su
complejidad y la necesidad de que en sus diferentes fases intervengan
muy variadas áreas del conocimiento.
Mencionaremos en el punto 5 los principales proyectos hidroeléctricos
construidos en el territorio de Antioquia y en el 6 el significado de las
Empresas Públicas de Medellín al respecto. Centramos el interés en
Antioquia pues es en este departamento donde ha sido de gran
importancia el aporte de la Facultad de Minas.
5
Siguen los puntos 7, 8 y 9 con una discusión sobre los aspectos científicos
y técnicos de los proyectos hidroeléctricos, y con unos comentarios sobre
el impulso que han recibido la consultoría y la ingeniería en el medio.
Y terminamos con el punto 10, en el cual seremos más específicos con
respecto a la contribución de la Facultad de Minas al desarrollo de la
energía hidroeléctrica en el país.
6
Slide 5
TEMARIO
1. La hidroelectricidad en el mundo
2. La hidroelectricidad en Colombia
3. Energía eléctrica y desarrollo
4. ¿Qué es un proyecto hidroeléctrico?
5. Los principales proyectos en Antioquia
6. Cultura empresarial de lo público (EPM)
7. Un encuentro interdisciplinario
8. Cultura científica y técnica
9. Avance de la ingeniería y de la consultoría
10.La participación de la Facultad de Minas
Iniciamos con el punto 1.
7
Slide 6
1. La hidroelectricidad
en el mundo
• La energía hidroeléctrica proporciona el
71 % del total de electricidad generada por
fuentes renovables en el mundo (2016).
• Con 1.064 GW de capacidad instalada
genera el 16,4 % del total mundial de
electricidad generada por las diferentes
fuentes (2016).
• Entre 2005 y 2015 creció con una tasa
anual promedia cercana a 4 %.
Observamos el peso que tiene la hidroelectricidad entre las fuentes
renovables de generación eléctrica en el mundo.
Entre las fuentes renovables incluimos, además de la energía hidráulica,
aquellas como solar, eólica (o del viento), marina (por ejemplo, obtenida
mediante el aprovechamiento de las olas), geotérmica (a partir del calor
interno de la Tierra) y la bioenergía (que aprovecha residuos de materia
orgánica).
La capacidad o potencia de una central de generación de electricidad, sea
por medio hidráulico o térmico, se mide en gigavatios, lo cual corresponde
a un millón de vatios.
Como el vatio es una unidad de potencia, equivale a energía por unidad
de tiempo, en este caso igual a un julio por segundo.
Muy utilizado en la cuenta de los servicios públicos es el kilovatio-hora.
Es la energía eléctrica generado por mil vatios de potencia durante una
hora.
8
Dice la diapositiva que en 2016 la capacidad instalada de la
hidroelectricidad, igual a 1.064 gigavatios, generaba el 16,4 % del total de
electricidad en el mundo.
Y un dato muy revelador: entre el 2005 y el 2015 dicha hidroelectricidad
creció a una tasa anual promedia cercana al 4 %.
9
Slide 7
La figura nos muestra cómo participaron en 2012 las diferentes fuentes de
generación eléctrica en el mundo.
Vemos el gran peso del carbón, seguido del gas natural (ambos
correspondientes a generación térmica). La generación con agua estuvo
en 16 % y ocupó el tercer puesto.
Las otras fuentes renovables de generación eléctrica, como las ya
mencionadas, hacen parte del 3 % (Otros en la figura).
10
Slide 8
Tendencias en el consumo
de energía en el mundo
Tomado del World Energy Outlook (2014)
También es de interés constatar la tendencia prevista en 2014 por una
importante organización mundial de energía.
Parte de lo ocurrido en 2012 y hace una predicción para 2040.
Destacamos que se trata de consumo mundial de energía en general y no,
como antes, de solo energía eléctrica.
La energía producida por fuentes renovables, entre las cuales está la
generación hidráulica, pasaría del 14 % al 19 %, en tanto que las
correspondientes a carbón y petróleo perderían participación.
Lo anterior estaría de acuerdo con una decisión de eliminar
progresivamente la dependencia de energía fósil, aquella proveniente del
carbón y del petróleo especialmente.
Se trata de predicciones muy difíciles de hacer y que hoy deberían tener
en cuenta el acuerdo de París sobre cambio climático. Pero como no todo
el mundo está conforme con ese acuerdo, existe incertidumbre sobre
decisiones futuras al respecto.
11
Slide 9
TEMARIO
1. La hidroelectricidad en el mundo
2. La hidroelectricidad en Colombia
3. Energía eléctrica y desarrollo
4. ¿Qué es un proyecto hidroeléctrico?
5. Los principales proyectos en Antioquia
6. Cultura empresarial de lo público (EPM)
7. Un encuentro interdisciplinario
8. Cultura científica y técnica
9. Avance de la ingeniería y de la consultoría
10.La participación de la Facultad de Minas
Pasamos ahora al punto 2 del temario.
12
Slide 10
2. La hidroelectricidad en Colombia
• La generación hidráulica participa con el 67 %
del total de electricidad generada en Colombia.
• El restante 33 % es de origen térmico (UPME,
2015).
• Entre el 2012 y el 2015 la generación hidráulica
pasó de 79 % a 67 %.
• Entre 2010 y 2020 la participación de la
electricidad permanecerá más o menos
constante
• Aumentará el consumo de carbón y disminuirá el
de petróleo y derivados.
Nuestro país posee una riqueza en aguas y desniveles topográficos que
han facilitado un gran desarrollo de grandes, medianos y pequeños
proyectos hidroeléctricos.
Ha sido tradicional el mayor peso de la generación hidráulica frente a la
térmica. En 2015 la relación fue de 2 a 1, aunque como vemos, en el 2012
era un poco mayor el porcentaje de participación de la primera.
En la diapositiva siguiente veremos las participaciones entre 2012 y 2015
y en la diapositiva subsiguiente nos ocuparemos de la predicción para
2020 mencionada en esta diapositiva.
La UPME es la Unidad de Planeación Minero energética del Ministerio de
Minas y Energía de Colombia.
13
Slide 11
2012 (%) FUENTE 2015 (%)
79 Hidráulica 67
4 Carbón 10
16 Gas 14
1 Otros 9
Participación de fuentes en la generación de electricidad en Colombia (UPME)
En la pantalla observamos el peso de la generación hidráulica en el
contexto de la generación eléctrica en el país.
Registramos la mencionada disminución del porcentaje de generación
hidráulica entre 2012 y 2015, y ahora destacamos cómo aumentó
sustancialmente la correspondiente al carbón.
La originada en el gas se mantuvo más o menos constante.
Muy pequeña es la participación de la generación eólica pues solo existe el
proyecto Jepírachi en la Guajira, de propiedad de las Empresas Públicas
de Medellín.
14
Slide 12
Consumo energético por fuentes
en Colombia (2010-2020)
Terminamos el segundo punto con una predicción para 2020, a partir de
lo ocurrido en 2010. Aclaramos que se trata de una matriz para energía
en general en el caso colombiano.
La participación de la electricidad permanece más o menos constante,
disminuye drásticamente la correspondiente a petróleo y derivados pero
aumenta en forma considerable la generación de energía con base en
carbón.
15
Slide 13
TEMARIO
1. La hidroelectricidad en el mundo
2. La hidroelectricidad en Colombia
3. Energía eléctrica y desarrollo
4. ¿Qué es un proyecto hidroeléctrico?
5. Los principales proyectos en Antioquia
6. Cultura empresarial de lo público (EPM)
7. Un encuentro interdisciplinario
8. Cultura científica y técnica
9. Avance de la ingeniería y de la consultoría
10.La participación de la Facultad de Minas
El punto 3.
16
Slide 14
3. Energía eléctrica y desarrollo
• Apenas podemos vislumbrar lo que
pudo significar la llegada del
alumbrado a los sitios públicos y
domésticos
• Las amenidades
• La educación y la investigación
• La salud
• El impulso a la industria y el comercio
• El transporte
Mencionamos pocos de los muchos aspectos que nos indican beneficios
propiciados por la energía eléctrica desde hace más de un siglo.
17
Slide 15
CRECIMIENTO DEL PIB Y LA ELECTRICIDAD
Tasas anuales en Colombia (1975-2016)
0
2
4
6
8
10
1975-79 1980-84 1985-89 1990-94 1995-99 2000-06 2007-11 2012-16
PO
RC
EN
TA
JE
A
NU
AL
AÑOS
Crecimiento Producto Interno Bruto
Crecimiento demanda eléctrica
El gráfico nos muestra con claridad que las tasas de crecimiento del PIB y
la demanda de electricidad en Colombia tienen tendencias parecidas. La
ocurrencia de picos y valles coincide bastante bien.
Los puntos son muy representativos pues cada uno de ellos refleja un
promedio anual durante varios años.
Lo anterior pone de presente una buena correlación entre el crecimiento
de la economía y la demanda de electricidad.
18
Slide 16
GUADALUPE I: UN CASO CÉLEBRE1930 1932 1938 1939 1943 1945
Entradas deGuadalupe I
(MW)10 10 10 10
Consumo industrial(MW-h)
3.058 ND 24.232 29.854 38.501 53.644
Consumo comercial(MW-h)
5.282 ND 12.077 13.358 18.315 21.495
Crecimiento consumo industrial (1930-1945) = 1754% (21% anual)Crecimiento consumo comercial (1930-1945) = 407% (10% anual)
Fuente: Revista EPM, Vol. IV, No.3
Otros factores: Ahorro de comerciantes, cafeteros
y mineros; ferrocarril; navegación…
Un caso muy estudiado relaciona a Guadalupe I, una central de las
Empresas Públicas de Medellín inaugurada en 1932, con el crecimiento y
desarrollo de la ciudad.
Las cifras que muestra el cuadro son de veras impresionantes.
Crecimientos de esa envergadura son muy raros. Obsérvese cómo se
dispara el consumo de la industria y cómo éste supera el del comercio.
En 15 años el consumo de la industria se multiplicó más de 17 veces, y el
del comercio cuatro veces. Lo primero corresponde a una tasa de
crecimiento anual y compuesta del 21 %, y lo segundo a una tasa del 10
%.
Es claro que dichos crecimientos van acompasados con la entrada
secuencial, de diez en diez megavatios, de las cuatro unidades del proyecto
hidroeléctrico Guadalupe I.
Por supuesto que hubo otros factores que incidieron en ese notable
crecimiento, tal como muestra la diapositiva.
19
Pero está claro que la industria consumió y necesitó las cantidades que
allí se muestran. Si no hubiera existido la energía abundante y barata de
Guadalupe I, seguramente el crecimiento no habría sido el mismo. Se
habría tenido que recurrir a fuentes energéticas más costosas.
20
Slide 17
TEMARIO
1. La hidroelectricidad en el mundo
2. La hidroelectricidad en Colombia
3. Energía eléctrica y desarrollo
4. ¿Qué es un proyecto hidroeléctrico?
5. Los principales proyectos en Antioquia
6. Cultura empresarial de lo público (EPM)
7. Un encuentro interdisciplinario
8. Cultura científica y técnica
9. Avance de la ingeniería y de la consultoría
10.La participación de la Facultad de Minas
Punto 4.
21
Slide 18
4. ¿Qué es un proyecto hidroeléctrico?
PRESA Y EMBALSE
TUBERÍA DE PRESIÓN
CASA DE MÁQUINAS
TRANSFORMACIÓN
TRANSMISIÓN
DOS CONVERSIONES
FUNDAMENTALES:
De energía potencial
a energía cinética
De energía cinética a
energía eléctrica
Aparecen en pantalla los elementos principales de un proyecto
hidroeléctrico, no todos. Así mismo, enunciamos los dos principios o
conversiones que permiten aprovechar ciertas corrientes de agua para
producir energía eléctrica.
En el primero, cómo pasar de energía potencial a energía cinética, y en el
segundo, cómo pasar de energía cinética a energía eléctrica.
22
Slide 19
EL SALTO DEL
RÍO GUADALUPE
1932: primera etapa
de Guadalupe I.
Se observa:
Tubería de presión
Casa de máquinas
Descarga al río.
Una primera imagen nos va a ayudar. Vemos el famoso salto del río
Guadalupe, situado en la vecindad de los municipios antioqueños de
Guadalupe y Carolina.
Se trata del aprovechamiento que las Empresas Públicas de Medellín
(EPM) han hecho de las aguas del río Guadalupe.
A la derecha se encuentra la caída natural del agua. A la izquierda, en
paralelo, las llamadas tuberías de presión que llevarán el agua hacia la
denominada casa de máquinas.
Aguas abajo, vemos las aguas descargadas al lecho del río después de su
eventual aprovechamiento por turbinas, como lo veremos más adelante.
No se muestran los elementos presa y embalse, pues están situados aguas
arriba de lo que muestra la fotografía.
23
Slide 20
El embalse con mayor capacidad de regulación en Colombiaes El Peñol, situado en el oriente de Antioquia, ya que
tiene capacidad de regulación interanual.
PRESA Y EMBALSE
Un gran proyecto es el que aprovecha aguas de los ríos Nare y Guatapé en
el oriente del departamento de Antioquia. Aquí vemos aspectos parciales
del gran embalse El Peñol, el más grande de Colombia, el cual hace parte
del aprovechamiento que hizo EPM de las aguas de dichos ríos.
Un embalse es un cuerpo artificial de agua, originado en una presa que
cierra el curso del río con el fin de regular el agua del mismo. En esencia,
guarda agua en los períodos húmedos para utilizarla en los períodos
secos. De esta manera se busca garantizar que a la casa de máquinas
llegue un caudal tan constante como sea posible y necesario.
24
Slide 21
Otra fotografía del mismo embalse El Peñol.
25
Slide 22
Embalse, presa y descarga en elproyecto hidroeléctrico Guavio
(departamento de Cundinamarca)
PRESA Y EMBALSE
Presa del proyecto Miel I188 m de altura
(departamento de Caldas)
A la izquierda observamos un embalse en el fondo, luego la presa que
cierra el curso natural del río, y más abajo la descarga, todo ello
perteneciente al proyecto Guavio situado en Cundinamarca.
A la derecha otra presa, esta vez del proyecto Miel I en Caldas.
26
Slide 23
Un esquema básico de la generación de electricidad.
Aa la derecha, el embalse con su correspondiente presa.
Unas compuertas permiten el paso del agua hacia una tubería o un túnel
que va a transportar el agua hacia abajo. Es lógico pensar que esa
conducción va a soportar presiones del agua.
El agua hace rotar una turbina que está acoplada a un generador. Como
vamos a ver la rotación de dicho generador producirá electricidad.
Dicha electricidad sufre luego una elevación de su voltaje, se dice una
transformación, de modo que las pérdidas de energía en las líneas de
transmisión no sean muy altas.
Abajo, a la izquierda, se muestra la descarga.
27
Slide 24
De energía potencial a energía cinética
• Cuando el agua pierde altura, la energía potencial se convierte en energía cinética.
• La energía cinética adquirida por el agua es proporcional al peso del agua que cae y al cambio de altura.
• La potencia aprovechable del salto es la energía cinética por unidad de tiempo.
• Hay pérdidas.
Aquí indicamos cómo la energía potencial, debida a la altura del agua en
el embalse, se convierte en energía cinética (energía de velocidad) en
razón de la caída.
Esa energía cinética es aprovechada para mover una turbina, la cual a su
vez mueve un generador que produce la electricidad.
28
Slide 25
TURBINA PELTON
Un importante tipo de turbina es la llamada Pelton.
Aquí vemos un esquema básico que nos muestra cómo el agua que viene
de la tubería de presión mueve las paletas de la rueda.
29
Slide 26
08/02/2001 5ELECTRABEL GENERATION
Hydropower • diagramHydropower • diagram
upper tanksupper tanks
gravitational energygravitational energy
kinetic energykinetic energy(running water)(running water)
turbineturbinegeneratorgenerator
electricityelectricity
lower tankslower tanks
Energía Potencial
Tanque Superior
Energía Cinética(caída de agua)
Turbina
Generador
Electricidad
Taque Inferior
ESQUEMA SIMPLIFICADO DE LAGENERACION HIDROELÉCTRICA
Otro esquema sencillo que destaca, en especial, el acople turbina
generador.
30
Slide 27
De energía cinética a energía eléctrica
• El chorro de agua hace girar una turbina.
• Se ha aprovechado la energía cinética del agua.
• La turbina hace rotar un generador.
• Como los conductores del generador se mueven en un campo magnético, se induce electricidad en aquellos.
Aquí nos ocupamos del otro principio antes mencionado.
31
Slide 28
El fenómeno electromagnéticoy la generación de electricidad
Una corriente eléctrica engendra un campo magnético según la conocida
ley de la mano derecha. Si la corriente sigue la dirección del pulgar, los
restantes dedos indicarán el sentido de la líneas magnéticas. Es el
fenómeno electromagnético.
Recíprocamente, si un conductor se mueve con respecto a un campo
magnético, en dicho conductor se inducirá una corriente eléctrica.
Es lo que pasa en el generador. Allí hay conductores que se mueven en el
seno de un campo magnético. De manera que el acople turbina generador
producirá electricidad.
32
Slide 29
Guadalupe I
TIPOS DE CASA DE MÁQUINAS
La Tasajera
SUBTERRÁNEASSUPERFICIALES
Los dos tipos principales de central.
33
Slide 30
Transformación y distribución
• La electricidad generada es transformada.
• Se eleva su voltaje.
• Unas líneas de transmisión llevan la energía hasta los centros de distribución.
• De dichos centros pasa a los consumidores.
Fases finales del proceso.
34
Slide 31
Transformación Subestación
Transformación y distribución.
Las líneas de alto voltaje, llamadas de transmisión, llevan la energía a una
subestación en donde dicho voltaje es reducido para facilitar su
distribución a los usuarios.
35
Slide 32
ESQUEMA DEL SERVICIO ELÉCTRICO
Un resumen final de este primer punto de la exposición.
Generación, transformación, transmisión, subestación, líneas de
distribución y consumo.
36
Slide 33
TEMARIO
1. La hidroelectricidad en el mundo
2. La hidroelectricidad en Colombia
3. Energía eléctrica y desarrollo
4. ¿Qué es un proyecto hidroeléctrico?
5. Los principales proyectos en Antioquia
6. Cultura empresarial de lo público (EPM)
7. Un encuentro interdisciplinario
8. Cultura científica y técnica
9. Avance de la ingeniería y de la consultoría
10.La participación de la Facultad de Minas
Seguimos con el punto 5.
37
Slide 34
5. LOS PRINCIPALES PROYECTOS EN ANTIOQUIAAÑO DE ENTRADA PROYECTO CAPACIDAD TOTAL (MW) CAPACIDAD INICIAL (MW)
1898 Santa Elena 0,5 0,25
1921 Piedras Blancas 10
1932 Guadalupe I 40 10
1952 Riogrande 75 25
1963 Guadalupe III 270 90
1979 Guatapé 560 280
1985 Guadalupe IV 213
1987 San Carlos 1 240 620
1988 Playas 200
1988 Jaguas 170
1993 La Tasajera 303
2001 Porce II 392
2011 Porce III 660
2014 37 centrales < 20 MW 306
2018 Hidroituango 2 400 1 200
Aquí registramos los principales proyectos hidroeléctricos
construidos en territorio antioqueño, con indicación de su fecha de
entrada en operación y su potencia.
Por su valor histórico incluimos la modesta planta de Santa Elena
con apenas medio megavatio de potencia.
Observemos cómo va creciendo la potencia instalada que medimos
en megavatios.
Se destacan los aprovechamientos de los ríos Guadalupe, Nare y
Guatapé, propiedad EPM, y del río San Carlos, propiedad de Isagen.
Recientemente han cobrado importancia los aprovechamientos del
río Porce. En 2001 entró en operación Porce II y en 2011 Porce III,
de una capacidad superior a la del anterior. Ambos propiedad de
EPM.
Para 2018 se espera la entrada en operación de la primera etapa del
gran proyecto Hidroituango, el cual tendrá una capacidad final de
38
2.400 megavatios. Está siendo construido por EPM aunque la
participación mayoritaria en la propiedad la tiene el Departamento
de Antioquia.
Ver más detalles en una nota escrita por el ingeniero Luis Fernando
Múnera López (http://tinyurl.com/LFMunera).
39
Slide 35
CRECIMIENTO DE LA CAPACIDAD INSTALADAEN ANTIOQUIA
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
CA
PAC
IDA
D IN
STA
LAD
A (M
W)
AÑOS
San
ta E
len
a
Pie
dra
s B
lan
cas
Gu
adal
up
e I
Gu
adal
up
e I
I
Rio
gran
de
Gu
adal
up
e I
IITr
on
era
s
Gu
atap
éI
Gu
adal
up
e I
VSa
n C
arlo
s I
Gu
atap
éII Sa
n C
arlo
s II
Jagu
asP
laya
s
La T
asaj
era
Po
rce
II
Po
rce
III
Ce
ntr
ale
s <
20
MW
Hid
roit
uan
go(c
on
stru
cció
n)
Cal
de
ras
Observamos en este gráfico el crecimiento de la capacidad instalada en
Antioquia. En las abscisas vemos los años, indicados con intervalos de
cinco en cinco, y en las ordenadas la capacidad en megavatios.
Destacamos el significativo crecimiento en la década de los años ochenta
del pasado siglo. Debió ser una respuesta a la mayor atención de la
demanda, el crecimiento demográfico, la urbanización del país, el
consumo industrial y comercial, y la política de construir plantas con
dineros públicos.
En la década del noventa se introduce la competencia en los servicios
públicos domiciliarios, la cual permite la participación de agentes
privados. Se propicia que éstos construyan las nuevas plantas necesarias
pero hasta ahora las grandes plantas son sólo han sido construidas por
EPM.
40
Slide 36
CAPACIDAD INSTALADAEN ANTIOQUIA Y EN COLOMBIA (MW EN 2014)
Antioquia posee el 35 % de la capacidad instalada en el país. Y el 47 % si se considera sólo la hidroelectricidad.
En Antioquia se construían en 2014 seis centrales hidroeléctricas con un total de 3.503 MW.
Se destaca la central Hidroituango, la mayor del país, con 2.400 MW.
Tipo de generación ANTIOQUIA COLOMBIA
HIDRÁULICA 4.571 (91 %) 9.706 (67 %)
TÉRMICA 455 (9 %) 4.688 (33 %)
TOTAL 5.026 (100 %) 14.394 (100 %)
La electricidad de que hablamos en las dos diapositivas anteriores puede
tener origen hidráulico o térmico. Las centrales térmicas aprovechan
combustibles como el carbón y el gas.
El cuadro que observamos muestra la preponderancia de Antioquia en la
producción de energía eléctrica en Colombia, sobre todo si consideramos
aquella energía de origen en el agua.
Un estudio de 2011 sobre el potencial hidroeléctrico de Antioquia señaló
que este alcanza los 20.418 megavatios para centrales de más de 100
megavatios y de 3.529 para centrales menores a 100 megavatios. Como en
ese momento existían en el departamento 45 centrales hidroeléctricas con
una capacidad agregada de 3.802 megavatios, deducimos que solo se
había aprovechado apenas un 16 % del potencial del departamento.
Por supuesto que se han construido los proyectos más atractivos y que del
potencial restante no todo es interesante desde los puntos de vista técnico
y económico.
Se sigue considerando que la hidroelectricidad es una riqueza importante
del departamento. Se han puesto muchas esperanzas en el gran proyecto
41
Hidroituango, en el río Cauca, con una capacidad de 2.400 megavatios.
Sería la central de mayor capacidad en Colombia y debemos decir que su
costo es bien atractivo, aunque por supuesto considerable. Se ha pensado
que la energía podría impulsar industrias con uso intensivo de energía o
exportarse a otros países.
El proyecto es construido por EPM.
42
Slide 37
TEMARIO
1. La hidroelectricidad en el mundo
2. La hidroelectricidad en Colombia
3. Energía eléctrica y desarrollo
4. ¿Qué es un proyecto hidroeléctrico?
5. Los principales proyectos en Antioquia
6. Cultura empresarial de lo público (EPM)
7. Un encuentro interdisciplinario
8. Cultura científica y técnica
9. Avance de la ingeniería y de la consultoría
10.La participación de la Facultad de Minas
A continuación, el punto 6.
43
Slide 38
6. Cultura empresarialde lo público
• Empresas Públicas de Medellín (EPM) como ejemplo nacional e internacional
• Varios servicios integrados
• Una entidad pública que ha sido manejada pulcra y eficientemente
• La empresa colombiana del siglo XX
• Patrimonio y ahorro considerables
Las Empresas Públicas de Medellín fueron creadas con un aporte inicial
del municipio de Medellín en 1955.
Dicho aporte ha sido multiplicado muchas veces, sin que se haya recibido
capitalización adicional del municipio. Al contrario, la entidad ha venido
transfiriendo a su dueño una parte de sus utilidades anuales, al punto de
que en la actualidad las transferencias están contribuyendo en forma muy
significativa al plan de desarrollo de la ciudad.
Tampoco ha recibido la entidad ningún aporte de la Nación, lo cual no ha
ocurrido con muchas otras empresas del sector eléctrico del país que han
tenido que ser ayudadas o rescatadas con recursos del presupuesto
nacional.
El sostenimiento y la expansión de las empresas han sido resultado del
buen manejo y de una cultura de pago y ahorro de los suscriptores. Bien
decía el presidente Belisario Betancur que la entidad ha sido una especie
de gran alcancía de los antioqueños.
Como un caso extraordinario en el mundo, EPM reúne los servicios de
acueducto, saneamiento, energía y telecomunicaciones, lo cual permite
44
ciertas sinergias, integración de aspectos como la facturación y
optimización de algunos costos gerenciales y administrativos.
En los últimos años las empresas se han convertido en un complejo grupo
empresarial con inversiones fuera del departamento de Antioquia e
incluso fuera del país.
Las Empresas han mostrado que una empresa del sector público sí puede
funcionar bien, sin clientelismo y sin corrupción.
Conviene recordar que la entidad fue declarada por directivos
académicos como la empresa colombiana del siglo xx.
Durante varios años fue la empresa de mayor patrimonio en Colombia.
Para resumir, diremos que EPM ha creado una cultura empresarial que
es ejemplo en Latinoamérica, como lo han reconocido las entidades
multilaterales de crédito y otros prestamistas internacionales.
Y agregamos que es una fortuna que dicha cultura empresarial de lo
público se haya extendido a otras dos entidades del sector eléctrico,
ambas de carácter nacional y domiciliadas en Medellín: ISA e Isagen.
45
Slide 39
MOMENTOS HISTÓRICOSEN LA VIDA DE EPM
AÑO HITO
1890 Compañía Antioqueña de Instalaciones Eléctricas
1920 Empresas Públicas Municipales
1955 Constitución de las Empresas Públicas de Medellín
1967 Interconexión Eléctrica S. A.
1994 Competencia en los servicios públicos domiciliarios
2006 Separación de telecomunicaciones (UNE)
2007 Extensión del servicio eléctrico al departamento (adquisición de
EADE)
2013 Consolidación Grupo Empresarial EPM. Expansión internacional
En el cuadro aparecen los principales hitos en la vida de EPM. Los dos
primeros corresponden a antecedentes de la constitución propiamente
dicha en 1955.
La creación de ISA significó la interconexión con líneas de alta tensión de
los principales generadores y centros de consumo del país. EPM fue uno
de los mayores accionistas de ISA. Dicha interconexión proporciona
mayor seguridad en la atención del consumo de energía eléctrica y
abarata los costos al permitir la combinación más adecuada de las plantas
que atienden dicho consumo.
Hacia mediados de la década del 90 se introdujo la competencia en los
servicios públicos domiciliarios, lo que permitió la presencia de agentes
privados en su prestación. Ello obligó a empresas como EPM a perder su
monopolio y sus mercados cautivos, es decir, a desarrollar una nueva
cultura empresarial.
Bien conocido es el debate reciente que llevó a la separación e integración
de los servicios de telecomunicaciones en una nueva entidad de nombre
UNE.
46
Importantes debates se dieron también debido a la diferencia entre las
tarifas de energía eléctrica correspondientes a EPM y las vigentes en la
empresa departamental Eade. Como se concluyó que era de justicia
buscar unas tarifas semejantes, se decidió que EPM adquiriera a Eade y
ello permitió iniciar durante el año 2007 ese proceso tarifario.
Para terminar este punto, debemos señalar que los ingenieros de la
Facultad de Minas han tenido una participación decisiva en la creación y
manejo de EPM, así como de las entidades antecesoras en los servicios
públicos domiciliarios. Desde EPM, esos ingenieros han contribuido a la
realización de los proyectos hidroeléctricos que son propiedad de dicha
entidad.
47
Slide 40
TEMARIO
1. La hidroelectricidad en el mundo
2. La hidroelectricidad en Colombia
3. Energía eléctrica y desarrollo
4. ¿Qué es un proyecto hidroeléctrico?
5. Los principales proyectos en Antioquia
6. Cultura empresarial de lo público (EPM)
7. Un encuentro interdisciplinario
8. Cultura científica y técnica
9. Avance de la ingeniería y de la consultoría
10.La participación de la Facultad de Minas
Punto 7 del temario.
48
Slide 41
7. Un encuentro interdisciplinario
• Más allá de la retórica
• Cómo facilitar el trabajo interdisciplinario
• Numerosas disciplinas y profesiones concurren en la preparación y realización de un proyecto hidroeléctrico
• La necesidad de la cultura científica y técnica
Se oye hablar mucho de la importancia del trabajo interdisciplinario pero
qué poco se practica. Una manera muy apropiada para propiciar este
encuentro entre disciplinas y profesiones lo constituye el proyecto real y
concreto que exige la participación de conocedores y especialistas de
diversa índole.
Tal es el caso del proyecto hidroeléctrico.
49
Slide 42
FASES DE UN PROYECTO HIDROELÉCTRICO
1• RECONOCIMIENTO
2• PREFACTIBILIDAD
3• FACTIBILIDAD
4• DISEÑO
5• CONSTRUCCIÓN E
INTERVENTORÍA
6• OPERACIÓN
Iniciales (estudios) Finales
Estas son las fases principales de un proyecto hidroeléctrico, en las cuales
intervienen las disciplinas y profesiones que se mencionarán más
adelante.
Las tres primeras corresponden a estudios que deben señalar finalmente
si el proyecto es viable desde los puntos de vista técnico, social, económico,
financiero, ambiental, jurídico… e inclusive político. De ser ello positivo,
se pasaría a las tres fases finales señaladas en la imagen.
50
Slide 43
PRINCIPALES DISCIPLINAS Y PROFESIONES
ClimatologíaHidrologíaGeologíaMatemáticaEstadísticaGeografíaEcologíaHistoriaArqueologíaSociología…
Ingenierías:CivilMecánicaEléctricaElectrónicaForestalde Sistemas…
EconomíaAdministración…
Una lista no exhaustiva de las disciplinas y profesiones que deben
interactuar en los proyectos hidroeléctricos.
Como es de esperar, los diferentes científicos, profesionales y especialistas
deben poseer una cultura científica y técnica mínima, un lenguaje básico
común, que les permita interactuar entre ellos y entenderse alrededor del
trabajo que venimos comentando.
51
Slide 44
TEMARIO
1. La hidroelectricidad en el mundo
2. La hidroelectricidad en Colombia
3. Energía eléctrica y desarrollo
4. ¿Qué es un proyecto hidroeléctrico?
5. Los principales proyectos en Antioquia
6. Cultura empresarial de lo público (EPM)
7. Un encuentro interdisciplinario
8. Cultura científica y técnica
9. Avance de la ingeniería y de la consultoría
10.La participación de la Facultad de Minas
Continuamos con el punto 8.
52
Slide 45
8. cultura científica y técnica
• Escuela de capacitación para profesionales, empleados y obreros.
• Apoyo a la investigación
• Fortalecimiento académico
• Avance de disciplinas y profesiones
• Entidades estatales más cercanas a la ciencia y a la técnica
Se ven en la pantalla algunos aspectos que muestran un claro desarrollo
de la cultura científica y técnica como consecuencia de las actividades
relacionadas con los proyectos hidroeléctricos.
Han aparecido grupos de investigación y nuevas actividades de posgrado,
tal el caso del programa de aprovechamiento de recursos hidráulicos en la
Facultad de Minas.
Así mismo, los proyectos se han constituido en una verdadera escuela
para entidades estatales, educativas y de consultoría. En particular, en
algunas entidades del estado se han fortalecido áreas relacionadas con la
ciencia y la tecnología.
53
Slide 46
PRINCIPALES DISCIPLINAS Y PROFESIONES
ClimatologíaHidrologíaGeologíaMatemáticaEstadísticaGeografíaEcologíaHistoriaArqueologíaSociología…
Ingenierías:CivilMecánicaEléctricaElectrónicaForestalde Sistemas…
EconomíaAdministración…
Para continuar, recordamos una diapositiva anterior.
54
Slide 47
AVANCE DEL CONOCIMIENTO EN:
• Descripción y aprovechamiento del territorio
• Hidrología regional y colombiana• Caracterización de suelo y subsuelo• Propiedades físicas de materiales• Planeamiento, diseño e interventoría• Evaluación y gerencia de proyectos• Optimización y simulación de sistemas• Técnicas de construcción y montaje
Una lista que no pretende ser exhaustiva y que intenta sintetizar los
principales avances del conocimiento que han sido propiciados por el
trabajo con proyectos hidroeléctricos.
Resaltamos el mejor conocimiento de nuestro territorio y de nuestros
recursos.
Los grandes períodos de estudio y realización de dichos proyectos han
creado una cultura del planeamiento a largo plazo, algo prácticamente
desconocido entre nosotros.
Prácticamente en todos esos campos puede indicarse la presencia de
egresados y profesores de la Facultad de Minas. Debemos también
reconocer la participación de otras facultades de la región.
Un importante complemento a esta conferencia se encuentra en internet
(http://valenciad.com/PaginaAuxiliar/MinasHidroelectricidad.pdf). Allí se
detalla cuál ha sido la contribución de la Facultad de Minas a las
diferentes áreas de conocimiento y se citan los egresados y profesores que
más se han distinguido al respecto.
55
Slide 48
TEMARIO
1. La hidroelectricidad en el mundo
2. La hidroelectricidad en Colombia
3. Energía eléctrica y desarrollo
4. ¿Qué es un proyecto hidroeléctrico?
5. Los principales proyectos en Antioquia
6. Cultura empresarial de lo público (EPM)
7. Un encuentro interdisciplinario
8. Cultura científica y técnica
9. Avance de la ingeniería y de la consultoría
10.La participación de la Facultad de Minas
Penúltimo punto.
56
Slide 49
9. Avance de la ingeniería y dela consultoría
• Inicialmente, se dependió mucho de valiosa asesoría del exterior.
• Con posterioridad, hubo transferencia y apropiación de tecnología.
• Finalmente, desarrollos propios.
• La consultoría nacional ha incursionado allende las fronteras.
• Se ha modernizado la ingeniería: más base científica y mejor tecnología.
Se destacan algunos aspectos de ese progreso que son dignos de mención.
Con respecto a desarrollos propios, es fundamental señalar que en el
trópico encontramos muchas diferencias con respecto a lo que ocurre en
las altas latitudes.
Por ejemplo, los regímenes hidrológicos son muy distintos y ello obliga a
elaborar estudios y modelos propios para nuestras condiciones. En
particular, ha sido importante conocer cómo ocurren las crecientes de los
ríos en grandes zonas tropicales.
También nuestros suelos tienen un origen y unas condiciones peculiares
que obligan a desarrollar ensayos, equipos y procedimientos específicos
para la construcción de presas y túneles. Lo anterior exigió así mismo
estudio e investigación para el diseño antisísmico de las presas
construidas con dichos suelos.
Es imprescindible destacar el trabajo institucional realizado por firmas
consultoras como Integral S. A. y Sedic S. A., y así mismo el de las
entidades estatales EPM, Interconexión Eléctrica S. A., conocida como
ISA, e Isagen en el campo de los regímenes pluviales y fluviales de
57
Antioquia, así como en lo relativo a la producción y transporte de
sedimentos, con énfasis en las implicaciones de su depósito en embalses.
El ya citado complemento a esta conferencia incluye mayor información
sobre este tema de la consultoría
(http://valenciad.com/PaginaAuxiliar/MinasHidroelectricidad.pdf).
58
Slide 50
TEMARIO
1. La hidroelectricidad en el mundo
2. La hidroelectricidad en Colombia
3. Energía eléctrica y desarrollo
4. ¿Qué es un proyecto hidroeléctrico?
5. Los principales proyectos en Antioquia
6. Cultura empresarial de lo público (EPM)
7. Un encuentro interdisciplinario
8. Cultura científica y técnica
9. Avance de la ingeniería y de la consultoría
10.La participación de la Facultad de Minas
Terminamos con el punto 10.
59
Slide 51
10. LA PARTICIPACIÓN DE LAFACULTAD DE MINAS
• Trabajo pionero de egresados de la Facultad de Minas
• Participación en algunas áreas de interés
• Presencia de otras facultades de la región
• Trabajo de profesores y estudiantes
Los egresados de la antigua Escuela de Minas fueron pioneros en la
identificación, estudio y realización de los primeros proyectos
hidroeléctricos con el fin de aprovechar la abundancia de las aguas y la
mucha presencia de montañas en el territorio regional.
Puede afirmarse que en los últimos cien años los graduados de dicho
centro educativo, así como de otras facultades de ingeniería de la región,
han venido sustituyendo la dependencia que inicialmente se tuvo de la
ingeniería del exterior, gracias al avance de sus conocimientos en campos
como climatología e hidrología, hidráulica, geología, equipos
electromecánicos, construcciones civiles, investigación de operaciones,
estudios socioeconómicos, ecología…
La afirmación anterior puede extenderse a profesores, estudiantes de
pregrado y estudiantes de posgrado de dicha Facultad por su
participación en trabajos de grado, tesis de posgrado, consultorías y
estudios relacionados con los proyecto hidroeléctricos.
Tal como se explicó antes, los estudios relacionados con los proyectos
hidroeléctricos han contribuido al desarrollo de una cultura científica y
tecnológica en el medio.
60
Slide 52
EL PROGRAMA DE POSGRADO ENAPROVECHAMIENTO DE RECURSOS HIDRÁULICOS
• Creación de una maestría en 1984
• Primer doctorado en ingeniería del país en la década de 1990
• Áreas relacionadas con los proyectos hidroeléctricos
• Nuevos desarrollos transdisciplinarios
• Un programa de excelencia
La maestría incluyó las siguientes áreas de investigación: Planeamiento y
Manejo de Recursos Hidráulicos, Hidrología Estocástica, Sistemas
Hidrológicos, Hidrología del Agua Subterránea e Hidráulica.
El programa en cuestión contribuye a la formación del recurso humano,
no solo con asignaturas sino con trabajo de investigación en los temas del
ejercicio profesional. Descuellan los campos de hidrología; influencia del
clima; asuntos hidráulicos y de hidrodinámica; la cuestión del ambiente;
y planeamiento, en muy diversas escalas y bajo marcos diferentes.
Como los proyectos hidroeléctricos propician el encuentro
interdisciplinario, los mismos han tenido un efecto estimulante sobre
diversas disciplinas de las ciencias naturales y sociales. La consiguiente
creación de conocimiento ha dado lugar a nuevos desarrollos
transdisciplinarios con aplicaciones en salud humana (malaria, dengue,
leishmaniasis), agricultura (café, banano, cítricos), riesgos y desastres
naturales (tormentas intensas, inundaciones, deslizamientos, sequías,
definición de rondas de inundación, planificación territorial, etc.),
oceanografía y procesos costeros, calidad de aguas y del aire,
contaminación y remediación, entre otros. Lo anterior ha puesto de
presente un proceso dinámico digno de mención.
61
El programa ha sido reconocido como grupo de excelencia en todas las
convocatorias de Colciencias, y en el 2007 recibió el Premio Nacional al
Mérito Científico en la categoría de Grupos de Investigación de
Excelencia, otorgado por la Asociación Colombiana para el Avance de la
Ciencia (ACAC).
62
Slide 53
APORTE DE TESIS DE POSGRADO YPROYECTOS DE INVESTIGACIÓN Y EXTENSIÓN
• Tesis de maestría en ingeniería: 32
• Proyectos de investigación y extensión: 27
• Primera tesis doctoral en ingeniería del país: efectos sobre la hidrología colombiana de fenómenos macroclimáticos que ocurren en escalas de tiempo interanuales, tales como El Niño y La Niña (1998).
• Ver mayores detalles en el antes citado complemento de la conferencia: (http://valenciad.com/PaginaAuxiliar/MinasHidroelectricidad.pdf)
Sustancial ha sido la contribución del mencionado programa de posgrado
al aprovechamiento de la hidroelectricidad.
Puede mencionarse que existen 32 tesis de maestría relacionadas con el
tema, así como 27 proyectos de investigación y extensión.
Deben destacarse los estudios para una mejor comprensión de los
regímenes de las variables del ciclo hidrológico, en especial lluvias y
caudales de ríos en Colombia, tanto en diversas escalas de tiempo como
de espacio, con particular interés en promedios y valores extremos
(mínimos y máximos) y en la influencia de fenómenos como El Niño y La
Niña.
Se desarrolló un Sistema de Información Geográfica de la
Hidroclimatología de Colombia que permite conocer las variables más
importantes del ciclo hidrológico sobre cualquier cuenca de Colombia.
Se construyó luego un Atlas Hidrológico de Colombia que incluye una
novedosa metodología para estimar caudales extremos, máximos y
mínimos, para distintos períodos de retorno.
63
Correspondió al ingeniero Germán Poveda Jaramillo la presentación de
la primera tesis doctoral en ingeniería del país. La tesis estudió los efectos
sobre la hidrología colombiana de fenómenos macroclimáticos que
ocurren en escalas de tiempo interanuales, tales como El Niño y La Niña
(las dos fases del ENSO: El Niño-Oscilación del Sur), y otros como la
Oscilación del Atlántico Norte (NAO), la Oscilación Decadal del Pacífico
(PDO), y en escalas intra-anuales como la Oscilación de Madden-Julian,
las ondas tropicales del este, los huracanes, y sus efectos sobre la
hidroclimatología de Colombia.
Dicha tesis recibió en 1995 el Premio a la mejor Tesis de Doctorado en el
Congreso “Hydrology Days” de la American Geophysical Union.
Finalmente, son de importancia las investigaciones sobre evidencias y
señas del cambio climático en Colombia, al igual que sobre la existencia
de una relación entre la variabilidad climática y la salud humana.
En el complemento de la conferencia se detalla cada tesis, con indicación
de su respectiva contribución principal.
64
Slide 54
MUCHAS GRACIAS
Para terminar, espero que haya aprovechado esta oportunidad para
transmitir la importancia del tema. Y ojalá haya despertado un interés
por el estudio y la investigación en un sector tan trascendental para la
región y el país.
