Cómo las centrales hidroeléctricas mantienen el flujo de energía en condiciones climáticas extremas

Cuando el invierno aprieta con su frío implacable, la energía hidroeléctrica no entra en hibernación. Para algunos de los países más fríos del planeta, se vuelve incluso más crucial. A partir de las aportaciones de Óli Sveinsson, vicepresidente ejecutivo de Investigación y Desarrollo de Landsvirkjun y vicepresidente de la Asociación Internacional de la Energía Hidroeléctrica (IHA), la IHA ha explorado cómo la hidroelectricidad mantiene las luces encendidas durante periodos de nieve, hielo y frío extremo.

En las regiones frías, los ríos no fluyen de manera uniforme a lo largo del año. La nieve se acumula en invierno, se derrite en primavera y el deshielo glaciar alcanza su punto máximo en verano. Para equilibrar este ciclo, los grandes sistemas hidroeléctricos se diseñan con embalses de almacenamiento significativos, que capturan el agua durante los meses más cálidos y húmedos y la liberan en invierno, cuando los caudales naturales son bajos y la demanda eléctrica suele ser más alta.

Países como Canadá, Islandia y Noruega dependen en gran medida de la energía hidroeléctrica como columna vertebral de sus sistemas eléctricos. Incluso en condiciones invernales extremas, la hidroelectricidad proporciona electricidad fiable y flexible durante todo el año.

El hielo, principal preocupación

El hielo es la principal preocupación operativa. Durante los periodos fríos, el agua turbulenta y expuesta puede superenfriarse, lo que provoca la formación de hielo frazil —pequeños cristales de hielo que pueden acumularse en las rejillas de toma de agua—. Cuando esto ocurre, el flujo de agua se restringe y aumentan las pérdidas de energía.

Otras formas de hielo, como el hielo pastoso, el hielo fragmentado y el hielo de fondo, también pueden interferir en las operaciones al obstruir las tomas o reducir el caudal disponible. En los cauces fluviales o canales abiertos, la acumulación de hielo puede dar lugar en ocasiones a presas de hielo, que pueden provocar represamientos de agua o, si colapsan repentinamente, inundaciones aguas abajo. Estos riesgos son especialmente relevantes para las centrales de pasada.

A pesar de estos desafíos, los operadores hidroeléctricos en regiones frías están bien preparados. Los embalses y canales suelen congelarse solo en la superficie, lo que permite que el agua siga fluyendo libremente bajo el hielo. Los operadores a menudo intentan favorecer la formación de una cubierta de hielo estable limitando las fluctuaciones del nivel del agua en invierno, reduciendo así las condiciones que conducen a la formación de hielo frazil.

El funcionamiento fiable de los equipos es especialmente crítico en condiciones de frío extremo. Las compuertas, sellos y marcos suelen estar equipados con sistemas de calefacción para garantizar que sigan operativos durante heladas severas. En embalses con una gruesa capa de hielo, una gestión cuidadosa de los niveles de agua ayuda a evitar que el hielo dañe las estructuras de la presa o las orillas del embalse. En algunas situaciones, los operadores pueden elevar deliberadamente el nivel del agua para romper el hielo y evacuarlo de forma segura más allá de las zonas de toma, en lugar de permitir que se acumule.

Aumentan los ciclos de congelación y deshielo

El cambio climático está incrementando los ciclos de congelación y deshielo, así como los episodios de lluvia invernal. Las instalaciones hidroeléctricas se adaptan mediante una mejor monitorización, previsiones de aportes a más largo plazo y una planificación optimizada de la producción. La gestión de los embalses durante el invierno también ayuda a mitigar los riesgos de inundación.

De cara al futuro, la colaboración y la innovación serán clave para reforzar la resiliencia frente al frío en todo el sector. Guías como la Hydropower Sector Climate Resilience Guide apoyan la integración de buenas prácticas internacionales en la planificación, el diseño y la operación, con un fuerte énfasis en el uso de datos climáticos en lugar de asumir condiciones históricas estables.

Los avances en teledetección, cámaras en tiempo real y vigilancia con drones están creando nuevas oportunidades para supervisar la nieve y el hielo en cuencas, embalses y canales, mientras que la mejora de las mediciones de caudal en ríos cubiertos de hielo sigue siendo un área importante de desarrollo.

Diseñadas para soportar condiciones extremas y concebidas para tener vidas útiles excepcionalmente largas, las instalaciones hidroeléctricas pueden seguir operando durante generaciones con un mantenimiento y una modernización adecuados. Incluso en lo más profundo del invierno, la energía hidroeléctrica continúa demostrando su fiabilidad, flexibilidad y resiliencia, manteniendo el flujo de energía limpia cuando más se necesita.