El movimiento del agua es una de las primeras formas de energía que utilizó la humanidad. Sumerios y babilonios construyeron complejos sistemas de canalización para el riego de sus amplios cultivos, utilizando ingeniosos sistemas de esclusas que aprovechaban la gravedad para alcanzar zonas muy alejadas del cauce de los ríos; y los molinos accionados por una corriente de agua ya fueron utilizados en la Grecia antigua tanto para el riego como para la molienda de grano.

La gran transformación de la energía hidráulica llegó con la obtención de electricidad. En el siglo XIX se comenzaron a utilizar pequeñas turbinas, pero no fue hasta 1878 que se logró obtener electricidad a gran escala. Fue cuando se fundó la Niagara Falls Hydraulic Power & Manufacturing Company, una empresa creada específicamente para aprovechar la enorme energía del agua de las cataratas del Niágara. La electricidad generada in situ era enorme y, en 1882, el asesor de la compañía, el prestigioso físico británico Lord Kelvin, encargó a un equipo de ingenieros, dirigido por George Westinghouse, que resolviera un problema fundamental: ¿Cómo transportar esa electricidad a larga distancia?

Los trabajos de Westinghouse fructificaron y, en noviembre de 1896, se logró transportar 1.000 caballos de vapor de potencia eléctrica a la compañía de tranvías de la ciudad de Buffalo, recorriendo una distancia cableada de unos 30 km. Westinghouse utilizó para ello la corriente alterna, gracias a que obtuvo las patentes de Nikola Tesla, por entonces enfrentado a Thomas Edison, ferviente defensor de la corriente continua.

La energía hidroeléctrica fue así crucial para ganar a favor de la corriente alterna la denominada ”guerra de las corrientes”, lo que desencadenó la distribución masiva de electricidad a larga distancia, a la que pronto se sumó la termoeléctrica, obtenida de la combustión del carbón. Dio comienzo la Segunda Revolución Industrial, un proceso que transformó la Tierra.

Desde entonces, la tecnología evolucionó a grandes pasos. La idea básica era almacenar agua para aprovechar su energía potencial – la debida a la altura – para conducirla, mediante tuberías forzadas, hacia las paletas de turbinas, hacerlas girar y transmitir esta rotación a un alternador que generaba la electricidad. El agua retornaba al cauce del río, aguas abajo de la presa.

La humanidad dispuso de una energía “renovable”, ya que aprovechaba como recurso el ciclo del agua. Cada vez se construyeron presas y embalses mayores en todo el mundo, y la producción de energía hidroeléctrica fue aumentando hasta alcanzar, en 2021, según la International Hydropower Association (IHA), más del 15% de la electricidad mundial y el 70% de las energías renovables en términos de potencia instalada.

Sin embargo, la profusión de centrales alteró significativamente el curso de los ríos. Esta tendencia se intensificó en el mundo industrializado durante el siglo XX y pronto alcanzó a los países de economía emergente, especialmente los que contaban con grandes cursos de agua.

La primera intervención que se hizo famosa por afectar a este ciclo ecológico fue la de la presa de Asuán, en Egipto, que se completó en 1970. Su construcción obligó al desplazamiento forzoso de más de 100.000 personas debido a la creación del gran embalse. La presa acabó con el ciclo ancestral de las crecidas del Nilo, que tenía una vida de cientos de miles de años, disminuyó el transporte de sedimentos y causó problemas de salinidad en el delta del Nilo y otras zonas en las que el agua de las crecidas se llevaba las sales minerales acumuladas.

La vorágine de las grandes presas siguió. En 1984, la de Itapú, sobre el río Paraná, entre Brasil y Paraguay, se construyó con una capacidad instalada de alrededor de 14.000 MW y superó a la Central Hidroeléctrica Simón Bolívar, en el río Caroní, en Venezuela, que se completó en la década de 1970 con una capacidad instalada de unos 10.235 MW.

En 2006 se conectó a la red la instalación hidroeléctrica de mayor potencia asociada a un embalse de mayor tamaño: la de la Presa de las Tres Gargantas, en el cauce del río Yangtsé, en China, que tiene una capacidad instalada de aproximadamente 22.500 MW. La enorme obra hidráulica, que implicó la construcción de un dique de 185 metros de altura y 2.310 de longitud, forma un embalse de unos 39.300 millones de m³ de capacidad y ocupa una superficie promedio de 632 km2. Se tuvo que remover más de 100 millones de m³ de tierra, y desplazar a cerca de un millón y medio de personas.

El gigantesco embalse ha alterado el clima de la zona y ha provocado un notable daño medioambiental. Según los expertos de la NASA, la masa de agua acumulada ha provocado incluso que la Tierra haya alterado su rotación, lo que supone un incremento de las horas de luz de 0,06 milésimas de segundo, algo imperceptible pero que demuestra la magnitud de la obra.

En 2011, Etiopía anunció la construcción de la Gran Presa del Renacimiento Etíope (GERD, por sus siglas en inglés), un megaproyecto para albergar 70.000 millones de m3 en un embalse de 247 km2. La potencia instalada, de 6.450 MW, es esencial para los planes del Gobierno etíope para industrializar el país y vender energía a sus vecinos.

En 2022, China fue el máximo consumidor de energía hidroeléctrica del mundo, con aproximadamente 12,2 exajulios (trillones de julios). Esta cantidad, muy superior a la de resto de potencias, supuso además alrededor del 30% del consumo mundial de este tipo de energía limpia durante dicho año, en el que la hidroeléctrica fue la mayor entre todas las energías “verdes”, superando en alrededor de 300 gigavatios (GW) la procedente de la eólica y en unos 40 GW la de la fotovoltaica.

En el contexto de la transición global a energías renovables, la hidroeléctrica tiene la ventaja de poder complementar a la solar y la eólica, que son intermitentes: de noche no se genera electricidad fotovoltaica y cuando no hay viento los molinos no giran; es entonces cuando la hidroeléctrica puede entrar y salir fácilmente del sistema, estabilizando la red.

A corto plazo, es una fuente fiable, ya que sólo está limitada por el agua embalsada. A largo plazo, sin embargo, su predictibilidad no es tan exacta, al estar sujeta a las precipitaciones. Es uno de los problemas que está causando el cambio climático: muchos embalses ven reducido su volumen de agua por las sequías y, debido a ello, su capacidad energética disminuye.

En la segunda mitad del siglo XX se construyeron más de 45.000 grandes presas en todo el mundo. En conjunto, cubren un área aproximada de 337.000 km2, y han alterado radicalmente la distribución global de agua dulce, cambiando los patrones naturales de variación hidrológica y de transporte de sedimentos fluviales.

Por otra parte, la presión ejercida por la masa de agua superficial y por la infiltración del agua en el subsuelo, incluyendo los cimientos de la presa, puede producir alteraciones geológicas, como seísmos en zonas tectónicamente activas. Hasta ahora, los seísmos detectados no sobrepasan el grado 6 de la escala Richter y no han causado daños severos, aunque los sismólogos siguen estudiando el fenómeno.

Desde la perspectiva ecológica, los embalses cambian drásticamente el entorno. Allí donde entra la inundación, el manto vegetal desaparece y los ecosistemas adyacentes quedan afectados. Aguas abajo, los mencionados efectos sobre los ciclos de crecidas y la sedimentación también quedan alterados. Además, las presas suponen una barrera infranqueable para la migración de especies acuáticas, y el agua que sale de las turbinas tiene una temperatura diferente a la natural en el río, lo que también altera el ecosistema.

También hay que tener en cuenta que, si bien la energía hidroeléctrica tiene una huella de carbono muy baja, el agua embalsada, al evaporarse o disminuir, como ocurre en las sequías, o en los desfogues (la liberación controlada del agua de un embalse), provoca la emisión de dióxido de carbono (CO2). Un estudio del Helmholtz Centre for Environmental Research, de Alemania, y del Instituto Catalán de Investigación del Agua (ICRA), de España, concluye que la desecación del agua dulce continental tiene un impacto significativo en su ciclo de carbono: basta con que el nivel de las aguas baje para que las presas comiencen a liberar más carbono del que almacenan.

El Banco Mundial estima que 660 millones de personas, la mayoría de ellas en el África Subsahariana, seguirán sin tener acceso a la electricidad en 2030; es decir, el ODS 7 está lejos de cumplirse. A pequeña escala, la energía hidroeléctrica puede ser de gran ayuda para el acceso a energía segura, siempre y cuando las instalaciones eviten los daños al capital natural de los cauces de agua.

En muchos casos, las pequeñas centrales hidroeléctricas descentralizadas son una solución, ya que cuentan con una tecnología madura, de bajo costo, con un impacto ambiental mínimo. Están contribuyendo a lograr la electrificación rural y la reducción de los niveles de pobreza en muchas partes del mundo. Son el núcleo de la denominada “energía hidroeléctrica verde”, que busca un equilibrio entre el desarrollo social y económico, y la protección del medio ambiente en las zonas rurales más alejadas.