Estudio sobre el impacto social, económico y ambiental de pequeñas centrales hidroeléctricas ...

365 Pages·2007·3.44 MB·Spanish

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRÉS
INSTITUTO DE HIDRÁULICA E HIDROLOGÍA

INSTITUTO DE HIDRAULICA E HIDROLOGIA

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS INDUSTRIALES

Con el apoyo del
Programa de Pequeñas Donaciones del
FMAM – PNUD Bolivia

Y la participación del Programa Nacional de
Cambios Climáticos del Viceministerio de
Planificación Territorial y Ambiental (Bolivia)
DPER COAGMRBAIOMAS CNLAICMIAOTNIACLOS

Proyecto de Grado

Estudio sobre el impacto social, económico
y ambiental de pequeñas centrales
hidroeléctricas implantadas en
comunidades rurales de La Paz, Bolivia

Postulante:
Egr. Andrés Hueso González
Asesores:
Ing. Emilio Montaño Gonzáles
Ing. José Luis Monroy Cuellar
Ing. Rafael Monterde Díaz

La Paz, junio de 2007

Agradecimientos

• A Emilio Montaño Gonzáles y José Luis Monroy Cuéllar y demás personas del
Instituto de Hidráulica e Hidrología (UMSA) por sus enseñanzas sobre el terreno
y su ayuda.
• A Rubén Salas Espinoza del Programa de Pequeñas Donaciones (FMAM -
PNUD Bolivia) por su apoyo al estudio y al fútbol en la altura.
• A Rafael Monterde Díaz y sus compañeros de la Unidad Docente de Coopera-
ción al Desarrollo y Ética (DPI - UPV) por su asesoramiento y su visión de la
educación.
• Al Programa Nacional de Cambios Climáticos (VPTA), por su participación en
esta investigación y a todas las personas de diversas instituciones que han cola-
borado en este trabajo.
• A los comunarios de las distintas comunidades visitadas, por su cordial acogida
y su cooperación en el levantamiento de información. ¡Yuspagara!
• A Álvaro y su familia, por haberme acogido como uno más y haberme acompa-
ñado durante el tiempo pasado en Bolivia.
• A toda la gente con la que tuve el gusto de compartir los días que he pasado
aquí: amigos, compañeros, visitantes, tribilines de Alalay, etc.
• A mi familia, por todo el apoyo y cariño que me ha dado durante mi estancia
aquí.
• A todas las personas que me acompañaron en el camino que me trajo aquí y me
han acompañado también en la distancia durante estos meses: a los Mueve,
CSUs-Orixos, Kiplings, ISFs-Argentina… y en especial a todos mis Amigos.

Dedicado a mi Familia y mis Amigos

Universidad Mayor de San Andrés Proyecto de Grado
Instituto de Hidráulica e Hidrología Egr. Andrés Hueso González
1. ÍNDICE

1. ÍNDICE........................................................................................................................1
2. RESUMEN DEL PROYECTO.....................................................................................4
3. ANTECEDENTES.......................................................................................................6
4. JUSTIFICACIÓN.........................................................................................................8
5. OBJETIVOS................................................................................................................9
5.1. OBJETIVO GENERAL............................................................................................................9
5.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS....................................................................................................9
6. CONTEXTO..............................................................................................................10
6.1. CONTEXTO GENERAL Y ENERGÉTICO NACIONAL DE BOLIVIA.................................................10
6.2. CONTEXTO GENERAL Y ENERGÉTICO DEL MEDIO RURAL......................................................12
6.3. ENERGÍA Y DESARROLLO...................................................................................................14
7. PROYECTO TIPO DE MICROCENTRAL HIDROELÉCTRICA...............................17
7.1. INTRODUCCIÓN.................................................................................................................17
7.2. ESTUDIOS PREVIOS...........................................................................................................18
7.2.1. Datos generales......................................................................................................18
7.2.2. Estudios hídricos....................................................................................................19
7.2.3. Estudios sobre demanda y oferta de energía........................................................20
7.2.4. Estudios económicos..............................................................................................21
7.3. OBRA CIVIL.......................................................................................................................21
7.3.1. Diseño de la obra de toma.....................................................................................21
7.3.2. Canal de aducción..................................................................................................22
7.3.3. Desarenador y cámara de carga............................................................................22
7.3.4. Tubería de presión..................................................................................................24
7.3.5. Casa de máquinas..................................................................................................24
7.4. GENERACIÓN Y DISTRIBUCIÓN...........................................................................................25
7.4.1. Equipo de generación.............................................................................................25
7.4.2. Control de carga.....................................................................................................26
7.4.3. Líneas de transmisión.............................................................................................26
7.5. ORGANIZACIÓN.................................................................................................................27
7.6. OBJETIVOS Y EFECTOS ESPERADOS...................................................................................28
8. METODOLOGÍA DE EVALUACIÓN.........................................................................31
8.1. INTRODUCCIÓN.................................................................................................................31
8.2. MARCO TEÓRICO..............................................................................................................31
8.2.1. Evaluación de impacto............................................................................................31
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8.2.2. Diseños de evaluación............................................................................................32
8.2.3. Estudio de caso.......................................................................................................33
8.2.4. Fases de la evaluación...........................................................................................34
8.3. DISEÑO UTILIZADO EN LA EVALUACIÓN................................................................................38
8.3.1. Limitaciones de la presente evaluación..................................................................38
8.3.2. Metodología utilizada..............................................................................................38
8.3.3. Diagrama del proyecto............................................................................................40
8.3.4. Indicadores empleados...........................................................................................45
8.3.5. Métodos de recolección de datos...........................................................................49
9. EVALUACIÓN DE LOS DISTINTOS PROYECTOS................................................58
9.1. INTRODUCCIÓN.................................................................................................................58
9.2. AGUA BLANCA..................................................................................................................59
9.2.1. Ficha de la evaluación............................................................................................59
9.2.2. Resultados de la visita............................................................................................61
9.2.3. Conclusiones sobre el impacto del proyecto..........................................................89
9.3. CAMATA...........................................................................................................................91
9.3.1. Ficha de la evaluación............................................................................................91
9.3.2. Resultados de la visita............................................................................................92
9.3.3. Conclusiones sobre el impacto del proyecto........................................................113
9.4. CH'ALLAPAMPA...............................................................................................................115
9.4.1. Ficha de la evaluación..........................................................................................115
9.4.2. Resultados de la visita..........................................................................................116
9.4.3. Conclusiones sobre el impacto del proyecto........................................................128
9.5. CHARÍA..........................................................................................................................129
9.5.1. Ficha de la evaluación..........................................................................................129
9.5.2. Resultados de la visita..........................................................................................130
9.5.3. Conclusiones sobre el impacto del proyecto........................................................151
9.6. CHORO...........................................................................................................................153
9.6.1. Ficha de la evaluación..........................................................................................153
9.6.2. Resultados de la visita..........................................................................................154
9.6.3. Conclusiones sobre el impacto del proyecto........................................................172
9.7. CHUCURA.......................................................................................................................173
9.7.1. Ficha de la evaluación..........................................................................................173
9.7.2. Resultados de la visita..........................................................................................174
9.7.3. Conclusiones sobre el impacto del proyecto........................................................190
9.8. FLOR DE MAYO...............................................................................................................191
9.8.1. Ficha de la evaluación..........................................................................................191
9.8.2. Resultados de la visita..........................................................................................192
9.8.3. Conclusiones sobre el impacto del proyecto........................................................211
9.9. LA CALZADA...................................................................................................................212
9.9.1. Ficha de la evaluación..........................................................................................212
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9.9.2. Resultados de la visita..........................................................................................213
9.9.3. Conclusiones sobre el impacto del proyecto........................................................234
9.10. SAMAÑAPAMPA.............................................................................................................235
9.10.1. Ficha de la evaluación........................................................................................235
9.10.2. Resultados de la visita........................................................................................236
9.10.3. Conclusiones sobre el impacto del proyecto......................................................249
9.11. COMUNIDADES DE COMPARACIÓN..................................................................................250
9.11.1. Fichas de la evaluación......................................................................................250
9.11.2. Resultados de las visitas....................................................................................252
9.11.3. Conclusiones......................................................................................................254
10. RESULTADOS GLOBALES.................................................................................255
10.1. ANÁLISIS CONJUNTO POR INDICADORES E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS...................255
10.2. IMPACTO DE LOS PROYECTOS EN EL ÁMBITO ECONÓMICO................................................289
10.3. IMPACTO DE LOS PROYECTOS EN EL ÁMBITO SOCIAL.......................................................292
10.4. IMPACTO AMBIENTAL DE LOS PROYECTOS......................................................................294
10.5. GRADO DE SOSTENIBILIDAD...........................................................................................299
11. CONCLUSIONES.................................................................................................301
11.1. LECCIONES APRENDIDAS...............................................................................................301
11.1.1. Ventajas comparativas.......................................................................................301
11.1.2. Consideraciones sobre los impactos..................................................................302
11.1.3. Factores clave....................................................................................................302
11.1.4. Aprendizajes para posibles mejoras...................................................................303
11.2. RECOMENDACIONES.....................................................................................................306
11.2.1. Estudiar la posibilidad de conexión al SIN.........................................................306
11.2.2. Fortalecer el diseño y la puesta en práctica de los cursos de capacitación......308
11.2.3. Renovar el enfoque sobre el aspecto productivo...............................................310
11.2.4. Posibles mejoras en el diseño de los proyectos................................................311
11.2.5. Posibles mejoras en equipos y obra...................................................................312
11.2.6. Posibles mejoras en el apoyo a la conclusión del proyecto...............................314
11.2.7. Creación de una red de microcentrales hidroeléctricas.....................................315
11.2.8. Fortalecer y potenciar la implementación de pequeñas centrales
hidroeléctricas en comunidades aisladas.......................................................................315
12. BIBLIOGRAFÍA Y FUENTES DE INFORMACIÓN...............................................317
12.1. BIBLIOGRAFÍA UTILIZADA...............................................................................................317
12.2. FUENTES DE INFORMACIÓN CONSULTADAS.....................................................................318
13. ANEXOS.................................................................................................................320
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2. RESUMEN DEL PROYECTO

La presente investigación es un estudio del impacto que se ha generado desde el punto de
vista social, económico y ambiental con la implementación de microcentrales y picocentrales
hidroeléctricas en comunidades rurales aisladas del Departamento de La Paz, Bolivia. Estos
proyectos han sido ejecutados por docentes del Instituto de Hidráulica e Hidrología de la
UMSA y financiados por el Programa de Pequeñas Donaciones (GEF –PNUD) y el Programa
Nacional de Cambios Climáticos (VPTA). Consisten en la realización de obras civiles y la
dotación de los equipos necesarios para poner en marcha una pequeña central que suminis-
tre electricidad a la comunidad a partir de los recursos hídricos locales. Los comunarios, que
aportan parte del presupuesto en forma de materiales y mano de obra, son capacitados para
gestionar y mantener la central, y se convierten en propietarios de la misma. En el marco de
los programas de intercambio académico y de la labor en cooperación al desarrollo de la
Universidad Politécnica de Valencia, el egresado Andrés Hueso González ha realizado esta
evaluación.
Este estudio es de gran importancia por ser el primero que se realiza en este ámbito en Boli-
via, y se ha desarrollado una metodología de evaluación específicamente adaptada a proyec-
tos de electrificación rural.
El objetivo general de este estudio es evaluar el impacto económico, social y ambiental gene-
rado por la implementación de estas pequeñas centrales hidroeléctricas, así como analizar la
sostenibilidad en el tiempo de las mismas, para poder generar campos de aprendizaje y re-
comendaciones. En el ámbito económico se pretende analizar la contribución de los proyec-
tos a la reducción de la pobreza por ahorro doméstico en energía, ingresos derivados del
aumento de la productividad y beneficios comunales. En lo social, se busca evaluar los cam-
bios en salud, educación, relaciones sociales, confort, acceso a medios para la comunicación
y desarrollo de nuevas capacidades por parte de los comunarios. El análisis medioambiental
consiste principalmente en el cálculo de la reducción de emisión de gases de efecto inverna-
dero. Finalmente se pretende analizar el grado de sostenibilidad de los proyectos en el tiem-
po. A partir de estos análisis, se extraen una serie de lecciones aprendidas y recomendacio-
nes que permitan la mejora de la formulación, implementación y evaluación de futuros pro-
yectos.
En Bolivia, solo el 33% de los habitantes del área rural contaba con electricidad en el 2005
según datos del Viceministerio de Electricidad y Energías Alternativas. La carencia de ener-
gía eléctrica es un freno para el desarrollo de las comunidades rurales, pues conlleva una
serie de limitaciones en el ámbito de la salud, de la educación, de lo productivo, etc. En la
línea de fomentar el Desarrollo Humano Sostenible de la población rural boliviana, la utiliza-
ción de energías renovables se revela como una opción interesante. La generación eléctrica
mediante pequeñas centrales hidroeléctricas suele ser la alternativa más adecuada cuando
se dan las condiciones de caudal y caída requeridas.
Estas centrales constan de una obra de toma en el río, que permite la entrada de agua al
canal de derivación, que, tras pasar por el desarenador, desemboca en la cámara de carga.
De la cámara de carga parte la tubería de presión, por donde el agua baja hasta la turbina y
la hace girar junto al generador eléctrico acoplado. La electricidad generada pasa por el re-
gulador electrónico de carga, que mantiene la tensión y frecuencia de la corriente en los valo-
res adecuados disipando la energía excedentaria a través de resistencias eléctricas. A través
de las líneas y las instalaciones domiciliarias, esta electricidad llega a cada hogar de la co-
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munidad, además de iluminar las calles y espacios comunes (escuela, plaza, etc.) y, en al-
gunos casos, suministrar energía a posibles procesos productivos.
La metodología empleada en el diseño de evaluación consiste en el análisis de la situación
de las comunidades que participaron en los proyectos para identificar los impactos de la in-
tervención. También se analiza la situación de grupos de comparación, es decir, comunida-
des que no cuentan con central hidroeléctrica. Para estos análisis se han estudiado distintos
documentos y se han visitado 9 comunidades beneficiarias y 2 comunidades de compara-
ción, donde ha realizado estudios de campo. Las herramientas utilizadas para el levanta-
miento de información han sido las entrevistas con preguntas preestablecidas, las entrevistas
guiadas con informantes clave, la observación directa y la revisión de las instalaciones. Las
herramientas han sido preparadas de manera que permitan evaluar una serie de indicadores
establecidos previamente y comprender en profundidad las causas y factores que han contri-
buido a los resultados observados. Las encuestas se han mejorado y adaptado al lenguaje
utilizado en el área rural tras una prueba en campo.
Estas investigaciones han permitido identificar los impactos económicos, sociales y ambien-
tales generados por el proyecto en cada una de las comunidades, así como su sostenibili-
dad.
El análisis conjunto de los resultados ha permitido ver los factores que han llevado a cada
uno de los efectos observados, revelando así la contribución real del proyecto a cada uno de
ellos.
Gracias a esta labor de estudio se han podido obtener varias conclusiones que permiten ex-
traer una serie de lecciones aprendidas, como por ejemplo que una gran parte de los impac-
tos de los proyectos son potenciales, pues dependen de factores externos –que también son
analizados. Otras lecciones interesantes tratan de las causas del escaso éxito de las aplica-
ciones productivas incluidas en algunos proyectos y de las amenazas existentes a la soste-
nibilidad de las centrales, como la extensión de la línea eléctrica del Sistema Interconectado
Nacional (SIN) y el excesivo tiempo durante el que se mantienen funcionando las centrales
cuando tienen averías pequeñas.
A partir de estas lecciones aprendidas, se han elaborado una serie de recomendaciones.
Una de ellas propone buscar espacios de coordinación y encuentro para poder promover la
elaboración de una ley sobre energías renovables que favorezca la conexión de las peque-
ñas centrales a la red del SIN. En otra, se señala la importancia de reforzar el diseño y la
calidad de los cursos de capacitación para las comunidades. Por un lado, se deben mejorar
los medios y recursos utilizados, dedicando más tiempo y elaborando manuales y otros ma-
teriales formativos para las comunidades. Por otro lado, es importante que en la capacitación
se haga hincapié en una serie de aspectos que permitirían fortalecer los impactos positivos
de los proyectos, como sería el establecimiento de tarifas que permitan tener un fondo consi-
derable, cuyo excedente se dedique al desarrollo de la comunidad a través de mejoramientos
y otros programas. En cuanto a las aplicaciones productivas, se realiza una serie de obser-
vaciones y se indican posibles líneas a estudiar para dar un nuevo enfoque a las mismas y
aumentar el grado de consecución de resultados al respecto. Se propone también una serie
de posibles mejoras en el diseño, la ejecución y el apoyo posterior a los proyectos. Otra idea
que se sugiere es la creación de una red de microcentrales para compartir conocimientos e
inquietudes. Finalmente, se recomienda la búsqueda de mecanismos para aumentar los re-
cursos financieros y técnicos dedicados a la implementación de micro y picocentrales y así
poder multiplicar el número de proyectos que se realizan y su impacto sobre el área rural
boliviana.
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3. ANTECEDENTES

El Instituto de Hidráulica e Hidrología (IHH) de la Universidad Mayor de San Andrés (UMSA)
en La Paz viene realizando desde hace años proyectos de implementación de microcentrales
hidroeléctricas en comunidades rurales aisladas. Una gran parte de estos proyectos han sido
financiados por el Programa de Pequeñas Donaciones del Fondo para el Medio Ambiente
Mundial, enmarcado en el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo de Bolivia
(PPD - PNUD), dentro de su estrategia de apoyar iniciativas de grupos de base comunitaria y
ONGs para mejorar la vida de sus comunidades a la vez que se fomenta la utilización de
energías renovables limpias, que reducen las emisiones de gases causantes del efecto in-
vernadero (GEIs). De la misma manera, el Programa Nacional de Cambios Climáticos del
Viceministerio de Planificación Territorial y Ambiental (PNCC - VPTA) comenzó hace pocos
años a implementar picocentrales hidroeléctricas, principalmente con el objetivo de reducir
las emisiones de GEIs y mitigar el impacto del cambio climático.

Estas pequeñas centrales hidroeléctricas se implementan en comunidades rurales aisladas
de la red eléctrica nacional y se conocen como centrales de derivación. Dependiendo de las
condiciones específicas de cada lugar, varía el diseño de la planta, pero suele tener una se-
rie de elementos comunes. En el lecho del río se construye un pequeño azud para que el
agua pase a través de una bocatoma, atraviese el desgravador hasta el canal o tubería de
aducción. Este canal es de longitud variable y desemboca en el desarenador, adjunto a la
cámara de carga. Desde esta cámara parte la tubería de presión que conduce el agua hasta
la casa de máquinas, donde hace girar la turbina hidráulica que está acoplada al generador
eléctrico. El tipo de turbina a utilizar depende de las características del aprovechamiento (al-
tura y caudal). El generador suele ser trifásico, con una tensión fase-fase de 380 V a 1500
revoluciones por minuto. La corriente pasa por el tablero de control, que se encarga de ga-
rantizar la seguridad y controlar la calidad de la corriente manteniendo la tensión y frecuencia
constantes. Esto se consigue mediante dispositivos electrónicos, que disipan la energía so-
brante a través de resistencias eléctricas. Del tablero de control salen las tres líneas que lle-
van la electricidad hasta los usuarios. En caso de grandes consumos y distancias mayores a
unos 1000 metros, se instalan transformadores para realizar el transporte en media tensión.
Para aumentar la productividad y los ingresos de la comunidad, estos proyectos suelen in-
cluir una componente productiva, como procesado de productos agrícolas, carpintería, taller
de tejidos y otros procesos que requieran mucha energía. Aprovechando que el consumo
energético en el área rural se concentra principalmente en la noche, se puede subvencionar
el consumo eléctrico de esta actividad productiva si se realiza durante el día.
Estos proyectos se ejecutan con la modalidad de autoconstrucción, es decir, los comunarios
aportan mano de obra y materiales locales para la construcción, corriendo así con una parte
considerable del costo del proyecto. Una vez finalizado, los comunarios se convierten en
socios-propietarios de la planta, que gestionan ellos mismos a través de comités o asocia-
ciones de electrificación, donde deciden las tarifas a pagar, eligen al operador que se encar-
ga de la operación y el mantenimiento, etc. Este proceso es generado a través de los cursos
de capacitación en administración, gestión, operación y mantenimiento que forman parte del
proyecto.
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