Análisis de la producción hidroeléctrica en base a las implicaciones en la sostenibilidad energética

Abstract

(English) Technical, ecological, territorial, and cultural transformations at various levels and spaces of society where hydroelectric projects exist often involve conflicts, new knowledge regimes, different local practices, global mitigation frameworks, and water resource management. Therefore, the fact that hydroelectricity does not rely on fossil fuels should not imply the absence of adverse environmental effects. In fact, its development and construction require dams, concrete infrastructure, road openings, water channels, transmission power towers, and other facilities that are not new, but they do possess specific characteristics, benefits, and disadvantages. Globally, hydroenergy production presents a macro view of advantages, but little is discussed about the disadvantages and issues that arise from the construction of these structures and their surrounding systems. This research aimed to analyze hydroelectric production based on implications for energy sustainability. Through an analytical-experimental methodology with a quantitative approach, several axes were investigated. In the analysis, the thesis first involved visits to various hydroelectric projects in Ecuador, mainly, and adjacent communities to verify the environment, infrastructure, operation, collect water samples, and gather information through surveys of people living in these areas. These activities provided research elements and data on the changes contrasted since the construction of hydropower plants. Additionally, the research conducted 183 surveys to gather information and perspectives from communities near Ecuador's largest project, collected 10 water samples for physicochemical water analysis in five hydropower projects, established a relationship between hydroelectric production and technical, social, and environmental variables, and developed a connection between hydroelectricity and sustainability. The research concludes that hydroelectric energy presents itself as a renewable technology that provides benefits such as water supply to communities, flood control, greenhouse gas reduction, and clean energy as a low-carbon option. However, emerging problems exist due to unregulated exploitation and large-scale infrastructure with dams that alter the environment, making this source not entirely sustainable. Furthermore, there are parameters that impact hydroelectricity; socially, changes in customs and movements of people from their places of origin were observed; environmentally, parameters include changes in water quality, wildlife death, reduction in river fish populations, erosion, and seasonal changes; technically, parameters such as water usage for generation, construction type, and water variations that reduce plant efficiency were verified. It is conclusive that there are hidden impacts for every megawatt produced through hydroelectricity, and its generation structure is not highly clean due to the significant water resource requirement per kWh. However, hydroelectricity significantly contributes to climate change mitigation compared to fossil fuel energy production, but the availability of water resources varies, altering ecosystems and requiring careful attention due to the hidden, often intangible costs such as environmental, social, and technical parameters that occur.

(Català) Les transformacions tècniques, ecològiques, territorials i culturals en diferents nivells i espais de la societat on hi ha projectes hidroelèctrics sovint impliquen conflictes, nous règims de coneixement, pràctiques locals diferents, marcs globals de mitigació i gestió de recursos hídrics. Per això, el fet que la hidroelectricitat no depengui de l'ús de combustibles fòssils no ha de relacionar que no hi ha efectes adversos sobre l'ambient de fet el seu desenvolupament i construcció requereix preses, infraestructura de concret, obertura de carreteres, canals hídrics, torres elèctriques de transmissió i altres instal·lacions que no són una novetat, però que si ubiquen particularitats, beneficis i desavantatges. Globalment la producció d'hidroenergia presenta una visió macro dels avantatges, però es discuteix poc dels desavantatges i problemes que es desenvolupen per la construcció d'aquestes estructures i els seus sistemes propers, per això la investigació va buscar analitzar la producció hidroelèctrica en base a implicacions en la sostenibilitat energètica. Per això, mitjançant una metodologia analítica – experimental d'enfocament quantitativa s'investiga diversos eixos. A l'anàlisi, en primer lloc, la tesi va consistir en visites a diversos projectes hidroelèctrics a l'Equador principalment i comunitats limítrofes per tal de verificar l'entorn, infraestructura, operació, generar la recol·lecció de mostres d'aigua i aixecament d'informació amb enquestes a persones que viuen en aquestes àrees, els quals van facilitar elements investigatius i dades dels canvis contrastats des de la construcció de centrals hidroenergètiques. Addicional, a la investigació es va executar, 183 enquestes per a l'aixecament d'informació i perspectives en comunitats properes al projecte més gran de l'Equador, es va col·lectar 10 mostres d'aigua per a una anàlisi física química hídrica en cinc projectes hidroenergètics, es va establir una relació entre la producció hidroelèctrica de variables tècniques, socials i ambientals, i desenvolupament una relació entre la hidroelectricitat i la sostenibilitat. De la investigació, es conclou que l'energia hidroelèctrica es presenta com una tecnologia renovable que brinda beneficis com a subministrament d'aigua a comunitats, control d'inundacions, reducció dels gasos d'efecte hivernacle i energia neta com a opció disponible d'energia baixa en carboni. no obstant això, hi ha alguns problemes emergents a causa de la seva explotació desordenada, i infraestructures a gran escala amb preses que produeixen canvis al seu entorn, cosa que determina que aquesta font no sigui completament sostenible. D'altra banda, hi ha paràmetres que impacten la hidroelectricitat; a manera social es va verificar els canvis de costums i moviments de persones dels llocs dorigen; a manera ambiental hi ha paràmetres com a modificació de la qualitat de l'aigua, mort de la vida silvestre limítrofa, reducció de la quantitat de peixos de rius, erosió, i canvis estacionals, i tècnicament es va verificar que els paràmetres són l'ús de l'aigua necessari per generar , tipus de construcció, i variacions hídriques que redueixen l'eficiència de les centrals. És concloent que hi ha impactes emmascarats per cada mega watt que es produeix amb hidroelectricitat, i que la seva estructura de generació no és altament neta, a causa de la gran quantitat de recurs hídric per cada kWh. Tot i això, la hidroelectricitat contribueix significativament a la mitigació del canvi climàtic a relació de la producció energètica mitjançant fonts fòssils, però varia la disponibilitat dels recursos hídrics el que canvia ecosistemes i requereix una atenció acurada perquè augmenta els costos no visibles, moltes vegades intangibles com els paràmetres ambientals, socials i tècnics que es produeixen.

(Español) Las transformaciones técnicas, ecológicas, territoriales y culturales en diferentes niveles y espacios de la sociedad donde existen proyectos hidroeléctricos a menudo implican conflictos, nuevos regímenes de conocimiento, prácticas locales diferentes, marcos globales de mitigación y, gestión de recursos hídricos. Por esto, el hecho de que la hidroelectricidad no dependa del uso de combustibles fósiles no debe relacionar que no existen efectos adversos sobre el ambiente de hecho su desarrollo y construcción requiere de represas, infraestructura de concreto, apertura de carreteras, canales hídricos, torres eléctricas de transmisión y demás instalaciones que no son una novedad, pero que si ubican particularidades, beneficios y desventajas. Globalmente la producción de hidroenergía presenta una visión macro de las ventajas, pero poco se discute de las desventajas y problemas que se desarrollan por la construcción de estas estructuras y sus sistemas cercanos, de ahí que la investigación buscó analizar la producción hidroeléctrica en base a implicaciones en la sostenibilidad energética. Para esto mediante una metodología analítica – experimental de enfoque cuantitativa se investiga varios ejes. En el análisis, en primer lugar, la tesis consistió en visitas a varios proyectos hidroeléctricos en Ecuador principalmente y comunidades aledañas con el fin de verificar el entorno, infraestructura, operación, generar la recolección de muestras de agua y levantamiento de información con encuestas a personas que viven en estas áreas, los cuales facilitaron elementos investigativos y datos de los cambios contrastados desde la construcción de centrales hidroenergéticas. Adicional, en la investigación se ejecutó, 183 encuestas para el levantamiento de información y perspectivas en comunidades cercanas al proyecto más grande del Ecuador, se colectó 10 muestras de agua para un análisis físico químico hídrico en cinco proyectos hidroenergéticos, se estableció una relación entre la producción hidroeléctrica de variables técnicas, sociales y ambientales, y desarrollo una relación entre la hidroelectricidad y la sostenibilidad. De la investigación, se concluye que la energía hidroeléctrica se presenta como una tecnología renovable que brinda beneficios como suministro de agua a comunidades, control de inundaciones, reducción de los gases de efecto invernadero y energía limpia como una opción disponible de energía baja en carbono, sin embargo, existen algunos problemas emergentes debido a su explotación desordenada, e infraestructuras a gran escala con represas que producen cambios en su entorno, lo que determina que esta fuente no sea completamente sostenible. Por otra parte, existen parámetros que impactan a la hidroelectricidad; a manera social se verificó los cambios de costumbres y movimientos de personas de los lugares de origen; a manera ambiental existen parámetros como modificación de la calidad del agua, muerte de la vida silvestre aledaña, reducción de la cantidad de peces de ríos, erosión, y cambios estacionales, y técnicamente se verificó que los parámetros son el uso del agua necesario para generar, tipo de construcción, y variaciones hídricas que reducen la eficiencia de las centrales. Es concluyente que existen impactos enmascarados por cada mega watt que se produce con hidroelectricidad, y que su estructura de generación no es altamente limpia, debido a la gran cantidad de recurso hídrico por cada kWh. Sin embargo, la hidroelectricidad contribuye significativamente a la mitigación del cambio climático a relación de la producción energética mediante fuentes fósiles, pero varía la disponibilidad de los recursos hídricos lo que cambia ecosistemas y requiere una cuidadosa atención porque aumenta los costos no visibles, muchas veces intangibles como los parámetros ambientales, sociales, y técnicos que se producen.