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SUMINISTRO DE ENERGÍA

Lucila Izquierdo Rocha            Enrique Gómez de las Heras
Coordinadora.                     Carbonell
Fundación Energía Sin Fronteras   Gamesa

Mónica Aguado Alonso              Jesús Gómez Martín
CENER                             Fundación Energía Sin Fronteras

Enrique Alcor Cabrerizo           Leire Iriarte Cerdán
ATERSA                            Fundación Energía Sin Fronteras

Leopoldo Antolín Álvarez          Julio Lumbreras Martín
Ingeniería Sin Fronteras          UPM
Asociación para el Desarrollo
                                  Miguel Révolo Acevedo
Miguel Ángel Doménech Rojo        Osinergmin




                                                                    4
Consultor
                                  Thierry Reyners
Julio Eisman Valdés               Energía sin Fronteras
Fundación Acciona Microenergía
                                  Académico revisor
Luis Fernández Narvarte           José Luis Díaz Fernández
UPM
4.1. INTRODUCCIÓN Y PLANTEAMIENTO
                                                                     que se promueven la igualdad entre los sexos, la sa-
GENERAL DEL PROBLEMA                                                 lud, la educación y la sostenibilidad ambiental. Di-
                                                                     chos objetivos también encarnan derechos humanos
4.1.1. Papel de la energía en el desarrollo                          básicos —los derechos de cada una de las personas
                                                                     existentes en el planeta a la salud, la educación, la vi-
La energía está presente en todas las actividades huma-              vienda y la seguridad. Los objetivos de desarrollo del
nas. Su disponibilidad es imprescindible para el desarrollo          Milenio son ambiciosos pero realizables y, junto con
y para llevar una vida digna. La energía es la fuente del ca-        el programa integral de las Naciones Unidas para el
lor de nuestros hogares, de la iluminación, de los servicios         desarrollo, marcan el rumbo para los esfuerzos del
de transportes, de las comunicaciones y de los procesos              mundo por aliviar la pobreza extrema para 2015."
productivos y, en definitiva, un elemento clave para el                              Secretario General de las Naciones Unidas,
bienestar de las personas y el desarrollo de los pueblos.                                                          Ban Ki-moon
Sin energía es imposible promover la economía y el creci-
miento. El acceso a la energía y a los combustibles limpios           A pesar de que en los Objetivos de Desarrollo del
es un elemento clave para conseguir la erradicación de la       Milenio (ODM) no se contempla expresamente la nece-
pobreza y de sus dramáticos efectos sobre las personas,         sidad de proporcionar a todos el acceso a las formas
particularmente sobre las mujeres y los niños, y para enca-     modernas de energía, está reconocido que éste es un
minar a las comunidades aisladas empobrecidas en la             requisito básico que afecta a la consecución de los ocho
senda del desarrollo (Alonso, 2009).                            ODM. En el Plan de Aplicación de la Cumbre de Johan-
                                                                nesburgo, se reconoció expresamente la contribución
     "La erradicación de la pobreza extrema sigue siendo        del acceso a la energía, a la erradicación de la pobreza y
     uno de los principales desafíos de nuestro tiempo y        al logro de los ODM. Sin embargo, y a pesar de los es-
     es una de las principales preocupaciones de la comu-       fuerzos ya realizados, la Agencia Internacional de la
     nidad internacional. Para poner fin a este flagelo se      Energía estima que todavía 1.400 millones de personas
     necesitarán los esfuerzos combinados de todos, los         –aproximadamente el 20% de la población mundial– ca-
     gobiernos, las organizaciones de la sociedad civil y el    rece de acceso a la electricidad, y 2.700 millones –apro-
     sector privado, en el contexto de una alianza mundial      ximadamente el 40% de la población mundial– descansa
     para el desarrollo más fuerte y más eficaz. En los ob-     en el uso tradicional de la biomasa para cocinar y calen-
     jetivos de desarrollo del Milenio se fijaron metas con     tarse (Cuadro 4.1), y calcula que para conseguir los
     plazos determinados, mediante las cuales se pueden         ODM, todavía se requiere dar acceso a la electricidad a
     medir los progresos en lo tocante a la reducción de la     395 millones de personas y proporcionar cocinas eficien-
     pobreza económica, el hambre, la enfermedad, la            tes a 1000 millones más (WEO 2010). El 85% de estas
     falta de vivienda adecuada y la exclusión —al paso         personas vive en áreas rurales.

88 tecnologías para el desarrollo humano de las comunidades rurales aisladas
Cuadro 4.1. Relación de la energía y los ODM

OMD                                  RELACiÓN CON LA ENERGÍA

1. Erradicar la pobreza extrema      La disponibilidad de combustibles modernos y energía eléctrica tiende a mejorar los ingresos de las
y el hambre.                         familias en la medida en que mejora su productividad mediante la creación de más valor añadido, ma-
                                     yor ahorro de tiempo y mejores resultados económicos. En el ámbito rural, el empleo de energía para
                                     irrigación aumenta la producción de alimentos e incrementa el acceso a la nutrición.

2. Lograr la enseñanza primaria      El acceso a la electricidad y a los combustibles modernos libera tiempo para dedicar a tareas educati-
universal.                           vas, mejora las condiciones para el estudio –iluminación, calefacción, etc.– y proporciona mejores me-
                                     dios materiales para facilitar la enseñanza y el aprendizaje.

3. Promover la igualdad entre        Las formas modernas de energía, especialmente la eléctrica, liberan gran cantídad de tiempo a las
los géneros y la autonomía de        mujeres. Permiten que puedan ser educadas para la salud, para mejorar su progreso personal y para
la mujer.                            incorporarse a otras actividades productivas en las mismas condiciones que los varones.

4. Reducir la mortalidad infantil.   La electricidad proporciona la posibilidad de contar con la atención y las prácticas hospitalarias ade-
5. Mejorar la salud materna.         cuadas y, también, de tener y conservar las vacunas y medicamentos en condiciones apropiadas. En
6. Combatir el VIH/SIDA, el pa-      el ámbito de la prevención sanitaria, la energía es crítica para poder disponer de agua potable, de ca-
ludismo y otras enfermedades.        lor para calentarla y de combustibles más limpios que permitan una mejor calidad del aire en las vi-
                                     viendas.

7. Garantizar la sostenibilidad      El acceso a la energía moderna permite el empleo de combustibles limpios, el uso de energías reno-
del medio ambiente.                  vables y el incremento de la eficiencia energética. Se aumentan, por tanto, las posibilidades de mitigar
                                     impactos medioambientales en los ámbitos local, regional y global. Por otra parte, se pueden emplear
                                     de forma responsable algunos recursos naturales que, como la biomasa, son críticos para la conserva-
                                     ción y estabilidad medioambiental.

8. Fomentar una asociación           No es esperable que únicamenle el mercado sea capaz de proporcionar los servicios energéticos ne-
mundial para el desarrollo.          cesarios para cubrir las demandas de las comunidades más pobres y vulnerables. Es preciso lograr
                                     una asociación eficaz entre los gobiernos, las entidades públicas, las agencias de desarrollo, la socie-
                                     dad civil y el sector privado. Además, las cuestiones de energía y cambio climático requieren un trata-
Fuente: UNDP 2005.                   miento global, no solo local, que aconseja crear y fomentar asociaciones de ámbito mundial.


                                                                                                        capítulo 4. suministro de energía 89
Cuadro 4.2. Número de personas sin acceso
                                                                           tes; ello es debido a que los gobiernos dan más importan-
  a electricidad o que descansan en el uso tradicional
            de la biomasa en 2009 (millones)                               cia al acceso a la electricidad en sus programas de
                                                                           desarrollo, aunque el acceso a ambas, electricidad y com-
                         Nº de personas    Nº de personas que              bustibles limpios, es esencial en la erradicación de los
                          sin acceso a     descansan en el uso             efectos perniciosos de la pobreza y en el desarrollo de las
                          electricidad  tradicional de la biomasa          comunidades más pobres.
África                          587                    657
                                                                           4.1.2. El acceso universal a la energía, complejidad
 África subsahariana            585                    653
                                                                           y dificultad del problema
Asia (países en desarrollo)     799                   1.937
 China                           8                     423                 Aunque no existe un consenso general sobre qué se en-
 India                          404                    855                 tiende como “acceso universal a la energía”, nos sumamos
 Otros países de Asia           387                    659                 aquí a la interpretación que hace el Grupo Asesor del Se-
Latinoamérica                    31                     85                 cretario General de Naciones Unidas para la Energía y el
Países en Desarrollo           1.438                  2.679                Clima en su documento “Energy for a Sustainable Future”
Mundo                          1.441                  2.679                (UN AGECC 2010 ), que define el “Acceso Universal”
                                                                           como “el acceso a unos servicios de energía limpios, fia-
Fuente: Energy Poverty. ¿How to make modern access universal? IEA, 2010.
                                                                           bles y asequibles para cocinado, calentamiento, ilumina-
                                                                           ción, salud, comunicaciones y usos productivos”, es decir,
      La comunidad internacional es consciente, desde                      los niveles 1 y 2 de la figura 4.1.
hace tiempo, de la estrecha correlación que existe entre                         Hemos adoptado esta definición porque entende-
el nivel de ingresos de las familias y el acceso a la energía              mos que el acceso a una cantidad de energía suficiente
moderna. No es sorprendente que países con una gran                        para cubrir las necesidades humanas básicas y algunos
proporción de población viviendo con menos de 2 dólares                    usos productivos representa el nivel de energía necesario
al día tengan un bajo nivel de electrificación y un alto nivel             para mejorar la calidad de vida de los países más pobres y
de población descansando en la biomasa tradicional. Pero,                  promover su desarrollo económico sobre una base soste-
por otro lado, el acceso a la energía, especialmente a la                  nible.
electricidad, permite incrementar el nivel de ingresos de                        Lograr el acceso a la energía abre muchos frentes
las familias al facilitar el acceso a medios de producción y               de análisis, tanto de índole cualitativa como cuantitativa,
mercados ahora inaccesibles.                                               sobre los que es necesario reflexionar. Desde el punto de
      Se observa que a medida que el nivel de ingresos                     vista cualitativo, es necesario hablar de dos campos dife-
sube, el acceso a la electricidad crece más rápidamente                    rentes y complementarios de necesidades, ya que condi-
que el acceso a combustibles modernos y cocinas eficien-                   cionan la búsqueda de las soluciones óptimas; por un

90 tecnologías para el desarrollo humano de las comunidades rurales aisladas
Nivel 3
                                                                                                 Necesidades de una sociedad moderna
                                                  Nivel 2
                                                  Usos productivos                               Servicios de energía para muchas aplicacio-
 Nivel 1                                                                                         nes domésticas, requisitos avanzados para
 Necesidades humanas básicas                      Electricidad, combustibles modernos y          calefacción y cocinado, transporte privado.
                                                  otros servicios de energía para mejorar la     (Uso de electricidad alrededor de 2000 kWh
 Electricidad para iluminación, salud, educa-     productividad. Ej.                             por persona y año).
 ción, comunicación y servicios comunita-           - Agricultura: bombeo de agua para irriga-
 rios.                                              ción, fertilización, cosechas mecanizadas.
 (50-100 kWh por persona y año).                    - Comercio: procesado agrícola, indus-
                                                    trias domesticas o locales.
 Tecnologías y combustibles modernos para           - Transporte: Combustible.
 calefacción y cocinado.
 (50-100 kgoe de combustibles modernos o co-
 cinas de biomasa eficiente por persona y año).

Figura 4.1. Niveles crecientes de acceso a los servicios de energía. Fuente: Energy for a sustainable future. UN AGECC, 2010.


lado, las necesidades de calor para cocina y calefacción, y               mecánica, admiten soluciones diferentes, como pueden
por otro, las necesidades de electricidad o de energía                    ser el suministro de energía eléctrica o de energía mecá-
mecánica para aplicaciones más sofisticadas, como ilumi-                  nica directamente obtenidas de las corrientes de agua o
nación, industria y telecomunicaciones. La necesidad de                   del viento. Su correcta selección exige estudios más cui-
energía en forma de calor puede obtenerse eficiente-                      dadosos.
mente mediante procesos de combustión directa de                                Cuantitativamente, se deben estimar las necesida-
combustibles sólidos, líquidos o gaseosos, con rendimien-                 des en tres grupos. El primero lo constituyen las necesida-
tos elevados y costes inferiores a los que requieren las                  des de uso doméstico. Es urgente estandarizar la cantidad
formas más sofisticadas de energía; su estudio debe                       de energía que se considera necesaria para cubrir las ne-
orientarse a cómo incrementar la eficiencia y disminuir                   cesidades básicas en el seno de las familias; queremos lla-
los impactos desfavorables en la salud o el medio am-                     mar la atención sobre la gran dispersión de los datos que
biente. Sin embargo, los problemas que se plantean en la                  se manejan en este concepto. El siguiente lo forman las
provisión de servicios que requieren formas más sofisti-                  necesidades de carácter comunitario, como la escuela, el
cadas de energía, como es la electricidad o la potencia                   centro de salud y otras necesidades de uso común de la

                                                                                                         capítulo 4. suministro de energía 91
comunidad. El tercer grupo lo constituyen las necesida-        mento del consumo de energía provocado por este obje-
des para usos productivos, en un nivel mínimo que pueda        tivo tendrá un impacto modesto sobre la demanda de
constituir la base del desarrollo de las comunidades. En       energía primaria y las emisiones de CO2. En 2030, la ge-
la figura 4.1 se dan algunas cifras para los niveles de co-    neración global de electricidad sería un 2.9% mayor, la de-
bertura de las necesidades humanas básicas comparadas          manda de petróleo subiría menos de un 1% y las emisiones
con las necesidades de una sociedad moderna (UN                de CO2 serían un 0.8% más altas. El problema no es,
AGECC, 2010).                                                  pues, el capital necesario, ni el aspecto medioambiental, ni
      Desde el punto de vista económico, conviene aclarar      tampoco se trata de un problema tecnológico –las tecno-
que, en este contexto, el término “asequible” significa que    logías necesarias están disponibles– sino que más bien se
el coste de la energía para los usuarios finales debe ser      trata de problemas de carácter político, institucional, logís-
compatible con su nivel de ingresos, es decir que todos        tico, financiero etc., que requieren análisis pormenoriza-
deberían ser capaces, querer y pagar el incremento de          dos de cada uno de ellos y un gran esfuerzo conjunto de
coste que pueda suponer el acceso a una forma de ener-         toda la sociedad.
gía de más calidad. El coste de los servicios de energía no
debe ser superior a una fracción del orden del 10-15% de       4.1.3. La electricidad como vector de desarrollo
sus ingresos; ello puede hacer necesaria la provisión tem-
poral de subsidios hasta que se alcance un desarrollo eco-     El acceso al suministro eléctrico en los hogares es particu-
nómico suficiente de la zona lo deje de aconsejar. Este ar-    larmente imprescindible para el desarrollo humano, ya
gumento proporciona una razón adicional para apreciar la       que posibilita el alumbrado, la refrigeración y el funciona-
importancia de incluir en el acceso universal los usos pro-    miento de los electrodomésticos. El acceso a la electrici-
ductivos: facilitar a los usuarios la capacidad de pagar por   dad es uno de los indicadores más claros del bienestar de
la energía lo que se establezca, cuestión clave para una       las personas. La electricidad es también imprescindible
viabilidad financiera de los servicios energéticos en el       para la mayoría de las aplicaciones de desarrollo produc-
largo plazo.                                                   tivo local. En este caso, es necesario, no solo el acceso
      La AIE ha estimado en su documento WEO 2010,             sino también la garantía de un suministro suficiente, fiable
que para cumplir los ODM se requiere una inversión anual       y duradero. Por último, no son concebibles servicios sani-
en el periodo 2010-2015 de 41.000 millones de dólares, lo      tarios adecuados sin el acceso a la electricidad.
que representa solo el 0.06% del PIB mundial. Lograr el              El Servicio Universal de electricidad es un elemento
acceso universal a una energía moderna en el 2030, va a        básico en las políticas de combate a la pobreza; implica
requerir un esfuerzo adicional de 756.000 millones de dó-      dar acceso a la electricidad a todos los ciudadanos en
lares, es decir, 36.000 millones de dólares anuales. Esto es   igualdad de condiciones. La mayor parte de los países tie-
menos del 3% de las inversiones globales de energía pre-       nen entre sus objetivos alcanzar el servicio universal y se
vistas en el escenario “Nuevas políticas” al 2030. El incre-   diseñan planes de electrificación rural que están obte-

92 tecnologías para el desarrollo humano de las comunidades rurales aisladas
Cuadro 4.3. El reto de lograr el acceso universal a la
                                                                   riencias de éxito con diferentes sistemas y tecnologías, que
electricidad no es insuperable, sería similar al esfuerzo
     realizado en la década 1990-2000 (Millones)                   se comentan más adelante. La selección de las tecnologías
                                                                   más adecuadas depende fuertemente de las condiciones
                              Asia          Resto          Total   locales. Para la selección de la tecnología más adecuada a
                             Oriental     del mundo
                                                                   cada zona concreta, será necesario en muchos casos el dis-
Nuevas conexiones                                          240     poner de encuestas de carácter sociológico y de bases de
1990-2000                                                          datos de recursos renovables y, si es posible, del uso de he-
Nuevas conexiones              210            30           240     rramientas de mínimo coste (EsF, 2009).
por década requeridas                                                    Las actuales tecnologías energéticas renovables per-
para el acceso universal
                                                                   miten su utilización directa en aplicaciones de bombeo y
en 2030
                                                                   depuración de agua en proyectos locales, por lo que pa-
Fuente: Energy for a sustainable future. UN AGECC, 2010.           rece evidente la capacidad de optimización que pueden
                                                                   implicar las aplicaciones conjuntas de agua y energía en
niendo buenos resultados en muchos casos. La mayoría               regiones aisladas de las redes de suministro. Los sistemas
de estos planes ha considerado, hasta ahora, la extensión          de gestión conjunta de ambos suministros también pre-
de las redes de suministro como única estrategia para              sentan sinergias importantes. La relación entre agua y
electrificar las zonas rurales, pero de esta forma, queda-         energía es tan íntima, tiene un impacto de tal calado en la
rán todavía amplios grupos de población, ubicados en zo-           economía y el bienestar de nuestras sociedades, que de-
nas más aisladas, que van a quedar muy lejos de lograr el          bería tener una atención especial por parte de los pode-
acceso a la electricidad; dar acceso a estas comunidades           res públicos y un análisis riguroso por parte de la industria,
debe reconocerse como una responsabilidad de los Esta-             las instituciones académicas y la sociedad civil.
dos e implementarse a través de planes de electrificación                Aunque los pequeños sistemas eléctricos renovables
rural específicos para estas zonas aisladas que estén en           implementados a nivel local son claves para resolver el
coordinación con las políticas sociales de los gobiernos y         problema de la electrificación rural, existen, como se ha
con otros programas concretos de desarrollo rural.                 visto en el capitulo 2, barreras para su desarrollo que ne-
      La utilización de fuentes de energía renovables me-          cesitan ser superadas. Estas barreras incluyen los inexis-
diante sistemas aislados de la red, ya sea en sistemas indivi-     tentes o insuficientes marcos políticos y legales, las dificul-
duales o microrredes, proporciona soluciones operativas y          tades financieras, y la falta de capacidad de muchas regio-
reales para aquellas zonas donde el coste de la extensión          nes. Hay tres temas que conviene analizar con cuidado: la
de la red es prohibitivo. En lugares donde el coste por            sostenibilidad integral de los proyectos, en sus aspectos
punto de conexión mediante extensión de redes es supe-             económico, social y medioambiental, el modelo econó-
rior a 1.000 dólares USA, los microsistemas eléctricos reno-       mico que se utilice y el marco regulatorio que lo haga sos-
vables parecen ser una estrategia adecuada. Existen expe-          tenible. Dado el conjunto variado de agentes públicos y

                                                                                              capítulo 4. suministro de energía 93
privados que intervienen en la electrificación rural –desde     que si se continúa así, su empleo no será sostenible. Se cal-
la administración central, regional y local, hasta los promo-   cula además, que en las comunidades aisladas que no tie-
tores de proyectos y los propios consumidores o sus órga-       nen acceso a combustibles limpios, las mujeres y los niños
nos de representación– es necesario también analizar el         dedican, por término medio, 4 horas diarias para la recolec-
papel de cada uno de ellos, en aras de lograr la adecuada       ción de los combustibles tradicionales que necesitan.
gestión técnica y económica de los proyectos.                          La eficiencia de la biomasa puede ser incrementada,
                                                                proporcionando a las familias biocombustibles limpios y
4.1.4. El problema y el papel de la biomasa                     facilitando la instalación de cocinas y hornos mejorados y
                                                                sistemas de ventilación adecuados. La provisión de for-
Todavía hoy, 2.700 millones de personas que habitan en paí-     mas modernas de energía basadas en las oportunidades
ses en desarrollo dependen de los combustibles tradiciona-      que hoy ofrecen las energías renovables constituye una
les (leña, carbón vegetal, residuos agrícolas o residuos ani-   esperanza para frenar este proceso de muertes prematu-
males) para cocinar y calentarse, y las proyecciones son        ras y deforestación. Las alternativas que ofrece la tecno-
que esta situación subirá a 2.900 millones en 2030 si no se     logía son muy amplias y pueden satisfacer todo tipo de
ponen en marcha las acciones necesarias (WEO IEA, 2010).        necesidades en función del área geográfica, empleando
La mayoría de estas personas viven en zonas rurales y mu-       recursos autóctonos, con tecnologías sencillas y econó-
chas de ellas en comunidades aisladas. Como se ha comen-        micamente viables.
tado, cambiar esta situación es el segundo eje en el que se
basa el uso de la energía moderna como factor para la eli-      4.1.5. Visión de los organismos internacionales
minación de la pobreza y de sus consecuencias.
       Aunque, como hemos dicho, el acceso a la electrici-      En el momento actual, se percibe un notable cambio en la
dad es un objetivo prioritario para incrementar el              visión que los organismos internacionales presentan en re-
desarrollo, eliminar el uso ineficiente de la biomasa en los    lación con la estrategia en materia energética. Si en la úl-
hogares es una necesidad urgente por varias razones. Por        tima década del siglo XX los objetivos prioritarios eran la
un lado, el uso de cocinas tradicionales de biomasa en los      independencia energética y los cambios estructurales ba-
hogares, sin ningún tipo de chimenea o ventilación, eleva       sados en la privatización y la introducción de la competen-
los niveles de contaminación en el interior de las viviendas    cia en los mercados energéticos, en el comienzo del siglo
varias veces por encima del nivel de contaminación en el        XXI, sin que de ninguna manera se hayan cambiado estos
exterior, incluso en las ciudades más contaminadas. Esto        objetivos, la prioridad está focalizada en conseguir el ac-
tiene un efecto pernicioso sobre la salud de las personas y     ceso universal a la energía, en promover el cambio hacia
particularmente de los niños. Por otro lado, el uso tradicio-   una matriz energética que resulte medioambientalmente
nal de la biomasa es la primera causa de deforestación en       sostenible, y en estimular el uso racional de la energía.
las zonas circundantes a los núcleos urbanos, de manera         Este cambio está basado en dos pilares, el primero de

94 tecnologías para el desarrollo humano de las comunidades rurales aisladas
ellos es la toma de conciencia de que el acceso a la ener-          4.2. ASPECTOS BÁSICOS EN EL ACCESO A LA
gía es crítico para el desarrollo económico y la reducción          ENERGÍA DE LAS CRA
de la pobreza, y el segundo es el convencimiento de la ne-
cesidad urgente de tomar medidas orientadas a la reduc-             4.2.1. El acceso a la electricidad de las comunidades rura-
ción del impacto global del cambio climático.                       les aisladas
      El acceso a la energía está siendo recogido ya en las
estrategias de los principales organismos internacionales           La electricidad es imprescindible para algunos servicios
del sector energético y en las estrategias de la coopera-           como iluminación eficiente o alimentación de equipos
ción internacional. En el documento “Access to sustaina-            electrónicos para comunicación y entretenimiento. Pasar
ble energy sources at the local level in developing coun-           de las sombras y penumbras a la luz y del aislamiento al
tries” propuesto por la Comisión Europa en abril de 2009,           conocimiento de lo que pasa en el mundo sólo es posible
se reconoce que las soluciones energéticas locales soste-           con electricidad.
nibles, implementadas por actores locales y con compro-                    Para lograr el objetivo de que en 2030 sea realidad
miso del sector privado, deben tener un creciente papel             el acceso universal a los servicios básicos de electricidad
en la cooperación europea al desarrollo.                            de los 1.200 millones de personas sin acceso que se es-
      Se ha mencionado varias veces el documento elabo-             tima habría en dicha fecha, de no tomarse las medidas
rado por la AIE, en colaboración con UNDP y UNIDO,                  adecuadas, la AIE evalúa que el 38% debería ser conec-
“Energy Poverty” y también el redactado por el Grupo                tado a redes eléctricas por su ubicación próxima a ciuda-
Asesor para la Energía y el Cambio Climático del Secreta-           des y a redes existentes, mientras que el 62% debería
rio General de la ONU “Energy for a Sustainable future”.            abastecerse con microrredes (46,5% núcleos poblaciona-
En ellos el acceso universal a la energía se considera una          les muy alejados de redes) y con sistemas domiciliarios
de las máximas prioridades de los próximos años. Institu-           (15,5% casas con alta dispersión). Por tanto, el abasteci-
ciones como el Grupo Banco Mundial o el Banco Inter-                miento eléctrico de comunidades rurales aisladas se basa
americano de Desarrollo, han modificado también en este             en microrredes y sistemas domiciliarios en función de su
sentido sus estrategias energéticas.                                grado de dispersión.
                                                                           En principio, de los tres modos de suministro, red, mi-
     “Uno de los principales desafíos claves que encaran            crorred y sistema domiciliario, el suministro con red tiene
     los gobiernos de los países en desarrollo es aumentar          importantes ventajas en cuanto a disponibilidad de poten-
     la confiabilidad y eficacia del suministro de energía, y       cia y posibilidad de aumento progresivo de la demanda
     permitir, al mismo tiempo, que los servicios energéticos       energética. Sin embargo, en algunos países, el suministro
     modernos sean accesibles y asequibles para todos”              mediante red es muy poco fiable, debido fundamental-
                                            Grupo Banco Mundial     mente a un déficit de energía disponible, consecuencia de
            Síntesis Sectorial de Estrategia Energética, Oct 2009   la falta de inversión en generación. Por otro lado, los costes

                                                                                              capítulo 4. suministro de energía 95
de inversión por punto de suministro aumentan exponen-                 Las fuentes de energía usadas tanto en microrredes
cialmente a medida que el grado de cobertura eléctrica au-       como en sistemas domiciliarios pueden ser renovables (fo-
menta, como consecuencia de la alta dispersión y las difi-       tovoltaica, eólica, microhidráulica) o basadas en combusti-
cultades de acceso físico. En esta tesitura, para electrificar   bles fósiles. En muchos estudios se pone de manifiesto
las comunidades rurales aisladas sólo existe la vía práctica     que la generación basada en combustibles fósiles, aunque
de recurrir a microrredes o a sistemas domiciliarios, aun-       tiene un menor coste de inversión inicial, tiene un mayor
que tengan algunas desventajas, como la limitación de po-        coste medio (inversión más operación y mantenimiento,
tencia o, en algunos casos, el suministro de corriente conti-    más combustible, durante la vida del proyecto) de la ener-
nua. Por tanto, para la electrificación rural se debe buscar     gía producida. Esta tendencia se acentúa en la medida en
la mejor opción socioeconómica en cada caso, contem-             que las comunidades están más remotas y el coste de su-
plando los tres modos de suministro.                             ministrar productos petrolíferos aumenta. Por tanto, las
                                                                 energías renovables desempeñan un papel crítico en la
4.2.2. Microrredes y Sistemas Domiciliarios                      electrificación de comunidades rurales aisladas.
                                                                       La selección de la energía renovable más apropiada
Las microrredes son una buena solución para electrificar         en cada caso viene condicionada por la disponibilidad del
pequeños núcleos de población. Pueden estar alimenta-            recurso. Así, la microhidráulica sólo se puede utilizar, y ha-
das por centrales fotovoltaicas, microeólicas o microhi-         brá que hacerlo de forma preferente, en los sitios donde
dráulicas. Es muy habitual recurrir a los sistemas híbridos,     exista un cauce de agua con caudal y salto suficiente. El
donde los grupos electrógenos pueden proveer una re-             uso de la eólica y la fotovoltaica está condicionado, res-
serva para aumentar la fiabilidad y para conseguir una al-       pectivamente, por la existencia de viento e insolación sufi-
ternativa más eficiente en coste que sólo energías renova-       cientes. En ambos casos, es muy importante disponer de
bles. En muchos casos existe una complementariedad na-           mediciones adecuadas en todas las épocas del año, que
tural entre la fotovoltaica y la eólica.                         permitan un dimensionamiento fiable de los sistemas. La
      Las microrredes necesitan de una pequeña red de            mayoría de los países en desarrollo están ubicados entre
distribución, con instalación de contadores de energía, li-      los paralelos 35º N y 35º S, en el denominado “cinturón
mitadores de carga en cada usuario y un sistema de regu-         del sol”, lo cual hace de la energía fotovoltaica una refe-
lación de tensión y potencia que adapte en cada mo-              rencia muy importante para la electrificación de las comu-
mento la generación de energía necesaria para el con-            nidades rurales aisladas de los países en desarrollo.
sumo y que evite el colapso del sistema por sobrecarga.                Dentro de los sistemas domiciliarios, se han desarro-
      Los Sistemas Domiciliarios se adaptan mejor a las po-      llado, en los últimos años, productos de coste reducido
blaciones dispersas, ya que no requieren redes de distri-        para cubrir las necesidades de iluminación y pequeñas car-
bución. El generador puede ser fotovoltaico, microeólico o       gas a 12Vcc. Son lámparas y linternas con focos leds que in-
grupo electrógeno.                                               tegran un pequeño panel fotovoltaico de carga de energía

96 tecnologías para el desarrollo humano de las comunidades rurales aisladas
Figura 4.2. Esquema de microrred. Fuente: Elaboración
del autor.




Figura 4.3. Esquema de Sistema Fotovoltaico Domiciliario.
Fuente: Perú Microenergía.




                 capítulo 4. suministro de energía 97
y un enchufe para carga de móvil o conexión de radio. Con-        yan al desarrollo de proyectos dando soporte a empren-
forman la denominada picofotovoltaica, y se ha demos-             dimientos sociales.
trado de una gran utilidad en muchos países de África.          • Los emprendedores que ven una oportunidad de
      Se puede asegurar que conseguir el acceso universal         desarrollo de mercado en esta actividad.
a la energía en el 2030 no será posible sin el concurso de
las energías renovables. Se estima que la electrificación              La planificación eléctrica debe recoger, en el escena-
con energías renovables, tanto en microrredes como en           rio de 10 años, los proyectos de electrificación rural con su
sistemas domiciliarios, debe alcanzar a más de 1.000 millo-     programación temporal y su presupuesto. Esta planifica-
nes de personas, generando 571 TWh, con una inversión           ción debe ser vinculante y debe conllevar un proceso exi-
estimada superior a 441.000 Millones de USD en los pró-         gente de seguimiento anual. La planificación conlleva
ximos 20 años o 20.800 Millones de USD al año.                  identificar las necesidades (ubicación y demanda) y los re-
                                                                cursos energéticos locales disponibles, y, mediante aplica-
4.2.3. Política energética, planificación y regulación          ciones informáticas específicas, establecer con criterios
                                                                claros y transparentes el modo de suministro eléctrico
Sobre los estados pesa la principal responsabilidad de fa-      más adecuado en cada caso: extensión de redes, micro-
cilitar el acceso a la electricidad. Es prácticamente imposi-   rredes o sistemas domiciliarios. Ya se vio como las micro-
ble conseguir el acceso universal a los servicios eléctricos    rredes y los sistemas domiciliarios son el modo de sumi-
básicos si los gobiernos nacionales no contemplan de            nistro más relevante para las comunidades rurales aisla-
forma prioritaria este objetivo en las políticas energética y   das. Un plan bien concebido pone de manifiesto las nece-
de desarrollo, la planificación eléctrica y la regulación.      sidades y el modo de abordarlas, facilitando la coordina-
       La política energética debe contemplar el objetivo       ción entre los diferentes actores y posibilitando las apor-
prioritario de acceso eléctrico universal en el 2030, con       taciones de las organizaciones multilaterales, agencias
los hitos intermedios que aseguren el progreso adecuado.        internacionales, sector privado y sociedad civil.
Esta política debe coordinarse con la política de                      Ante la magnitud del problema, es necesaria la parti-
desarrollo rural, educación, infraestructuras y lucha contra    cipación de todos los grupos de interés, para lo cual los
la pobreza.                                                     gobiernos deben crear el entorno adecuado. Aunque el
       En aquellos países cuyos gobiernos, por diferentes       mercado potencial global de microrredes y sistemas domi-
razones, no asumen explícitamente su responsabilidad de         ciliarios es de una magnitud atractiva, existen barreras cla-
suministrar energía a todos los ciudadanos mediante el          ramente definidas para el desarrollo de este mercado y la
uso de energías renovables, esta actividad es llevada a         principal de ellas es el elevado coste de las instalaciones
cabo por dos tipos de emprendimientos:                          comparado con los niveles de renta de las comunidades
• Las agencias de cooperación y otras instituciones de          rurales aisladas. Estas barreras de carácter económico tie-
  cooperación al desarrollo, que fundamentalmente apo-          nen dos manifestaciones, una, posiblemente la más impor-

98 tecnologías para el desarrollo humano de las comunidades rurales aisladas
Figura 4.4. Árbol de
                                                                                                          problemas de la
                                                                                                          electrificación de
                                                                                                          comunidades rurales
                                                                                                          aisladas.
                                                                                                          Fuente: Elaboración
                                                                                                          del autor.




tante, es el elevado coste de la inversión inicial y otra, el   electrificación, y dado que las comunidades rurales aisla-
elevado coste del mantenimiento de las instalaciones, en        das resultan vulnerables, es necesario que se establezca
particular la reposición de baterías en el caso de la ener-     una regulación específica para la electrificación rural. Nor-
gía fotovoltaica y eólica. Es necesario que los gobiernos       malmente, existe regulación para el suministro por redes,
creen el marco adecuado para que resulte atractiva la par-      pero no así para el suministro no convencional (microrre-
ticipación de todos los grupos de interés.                      des o sistemas domiciliarios) debido a su reducida poten-
      En la medida en que los gobiernos facilitan las condi-    cia unitaria. Por tanto, el primer paso es establecer dicha
ciones para que los diferentes actores participen en la         regulación específica, si no existiera. En el caso de la pico-

                                                                                          capítulo 4. suministro de energía 99
fotovoltaica, no se requiere regulación específica de la ac-     lación, a cuyo nombre están los activos de la instalación; la
tividad, remitiéndose a la regulación general sobre produc-      propiedad puede ser un particular o una municipalidad o
tos/servicios.                                                   una cooperativa capaz de conseguir la financiación corres-
      La regulación específica de la actividad de suministro     pondiente y gobernar la iniciativa. Y la figura del explota-
eléctrico mediante microrredes o sistemas domiciliarios          dor, que opera y mantiene la instalación y es contratado
debe ser muy sencilla y fácil de aplicar, evitando costes        por la propiedad para que gestione sus activos. Al explo-
transaccionales. Debe establecer las condiciones de sumi-        tador se le requiere la capacidad de gestionar la actividad
nistro o tipo de concesión, la calidad del servicio, los nive-   y de hacerlo de forma eficiente. Dadas las características
les de suministro: potencia, tensión, frecuencia y energía,      de las comunidades rurales aisladas, parece conveniente
las condiciones de conflicto: impago, manipulación y co-         desarrollar las capacidades de explotador a nivel local, fo-
municaciones, así como las tarifas o cuotas a abonar.            mentando la capacitación y la formación de organizacio-
      Otro efecto que se consigue con la regulación es que       nes que asuman este rol.
los usuarios de microrredes y sistemas domiciliarios pue-              En el caso de los Sistemas Domiciliarios existe una
dan acceder, al menos, al mismo grado de subsidios que           gran variación y disparidad de modelos de gestión, que
existen en las redes, ya sea para inversión inicial o subsi-     podemos agrupar en tres bloques: venta al contado, venta
dios sobre las tarifas (tarifa social). Y es deseable, dado el   a crédito y cuota por servicio. En la venta, tanto al contado
mayor nivel de pobreza de las comunidades rurales aisla-         como a crédito, existe una transferencia de propiedad li-
das, que los subsidios se focalicen en estos casos de ma-        mitada por las condiciones de venta, mientras que en el
yor necesidad. En todo caso, al establecer la tarifa hay que     modelo de cuota por servicio, no se transfiere la propie-
considerar la asequibilidad de la misma para los usuarios y      dad, sino sólo la electricidad a disposición (generada y al-
la sostenibilidad a largo plazo.                                 macenada) o el servicio eléctrico.
                                                                       En los modelos de venta a crédito aparece la figura
4.2.4. Modelos de gestión                                        de la institución crediticia o de microcrédito. Se pueden
                                                                 clasificar por el sujeto del crédito: al comprador o al ven-
En la explotación de microrredes, la variedad en los mode-       dedor. En el caso del crédito al vendedor, éste asume el
los de gestión es muy limitada. Se deben considerar tres fi-     riesgo de impago del comprador, mientras que este riesgo
guras, que pueden ser independientes o solaparse. La fi-         es asumido por la institución crediticia en caso de la venta
gura del promotor, que concibe y desarrolla el proyecto,         con crédito al comprador. Una variante es el alquiler con
analizando su viabilidad técnica y económica y buscando          opción de compra, aunque hay pocas experiencias con
la financiación; esta figura es típica del emprendedor, que      este modelo.
puede ser el mismo propietario, o una empresa, o una                   Finalmente, en los modelos de cuota por servicio, lo
ONG o cualquier otro actor con imaginación, voluntad y           que se vende es el servicio eléctrico. Es el modelo más pa-
capacidad para ello. La figura de la propiedad de la insta-      recido al de las empresas distribuidoras convencionales,

100 tecnologías para el desarrollo humano de las comunidades rurales aisladas
con la salvedad de que la instalación del proveedor de         adecuadamente el uso y manejo de elementos contami-
servicio está situada en el domicilio del usuario. Este mo-    nantes, como baterías de plomo y aceites de engrase o
delo, a su vez, puede tener concesión o no.                    dieléctricos.
      Se puede decir que no existe un modelo mejor que               Pero el verdadero caballo de batalla en la electrifica-
los demás. Al analizarlos bajo los diferentes aspectos de      ción de comunidades rurales aisladas es la sostenibilidad
riesgos, coste, sostenibilidad, etc., cada modelo tiene sus    económica. Poder comprar y mantener un sistema, o pa-
ventajas, inconvenientes y factores críticos de éxito. Exis-   gar una cuota periódica que permita cubrir los costes
ten casos de éxito de cada tipo de modelo de gestión. Lo       (costes de capital y operación y mantenimiento), es poco
que parece que es crítico es el conjunto de modelo, tipo       compatible con los niveles de ingresos de estos usuarios.
de producto/servicio y condiciones específicas del en-         Como ya se ha indicado, el coste de inversión inicial de las
torno.                                                         energías renovables es alto, y es cierto que, como conse-
                                                               cuencia del desarrollo de los mercados, especialmente en
4.2.5. El problema de la sostenibilidad                        países desarrollados, se prevé una reducción de los costes
                                                               (por ejemplo, una reducción del 40% en paneles solares
La sostenibilidad de las soluciones planteadas para la         de 2010 a 2015). También el desarrollo tecnológico pre-
electrificación de comunidades rurales aisladas debe ser       visto en las baterías apunta hacia una reducción de coste
un planteamiento irrenunciable. Cualquier actividad que        y aumento de prestaciones. Sin embargo, todavía la inver-
se lleve a cabo debe contemplar ineludiblemente su sos-        sión inicial es una fuerte barrera. Esta barrera no se re-
tenibilidad social, medioambiental y económica.                suelve exclusivamente con financiación, pues aunque se
      Respecto a la sostenibilidad social, debe contem-        consiguiera su financiación a coste muy reducido, el peso
plarse la participación de los usuarios en todas las fases     que tiene sobre la cuota periódica la haría inasequible
del proyecto, directamente o mediante sus órganos repre-       para las comunidades rurales aisladas. Por tanto, es nece-
sentativos existentes, o creados para este objetivo. Es im-    sario un subsidio a la inversión inicial, que puede provenir
portante considerar la participación activa de las mujeres     de los gobiernos centrales, provenientes a su vez de sus
en los órganos de representación ya que son el colectivo       presupuestos o de préstamos de organismos multilatera-
al que más suelen afectar las condiciones de las viviendas.    les o bilaterales, o de la cooperación internacional.
También es muy conveniente la participación y colabora-              Por otro lado, todos los equipos requieren algún
ción de las administraciones locales y regionales.             mantenimiento, ya sea para facilitar su correcta opera-
      Como la generación eléctrica para alimentar las mi-      ción o para reparar sus averías. Dar la atención requerida,
crorredes o los sistemas domiciliarios está basada en          mediante personal especializado, no es nada fácil en lu-
energías renovables, la sostenibilidad medioambiental pa-      gares remotos que exigen largos desplazamientos. Para
rece más fácil de lograr que con energías basadas en com-      afrontar este tema deben contemplarse cuatro tipo de
bustibles fósiles. Sin embargo, es necesario contemplar        actuaciones:

                                                                                        capítulo 4. suministro de energía 101
• Especificar, siempre que sea posible, equipos que                      Cuando la cuota resulta excesiva respecto a los in-
  requieran poco mantenimiento y de fácil ejecución.              gresos de los usuarios, es necesario establecer subsidios
• Capacitar a los propios usuarios para que conozcan bien         mientras perduren dichas condiciones. Basándose en el
  las limitaciones y prestaciones de sus instalaciones y          éxito que la implantación de la tarifa con prima (feed-in ta-
  asuman ciertas labores sencillas de mantenimiento.              riff) ha tenido en el desarrollo de las energías renovables
• Capacitar a técnicos locales que puedan ofrecer sus             en muchos países, la Plataforma Fotovoltaica de la Unión
  servicios para asesorar o reparar.                              Europea propone la Tarifa Regulada de Compra (Regula-
• Concentrar las intervenciones para facilitar todas las          ted PurchaseTariff-RPT) para incentivar la electrificación
  actividades anteriores.                                         de comunidades rurales aisladas. Parte de los costes tota-
                                                                  les son cubiertos mediante subsidio estatal o mediante
      Los costes de desarrollo de capacidades locales de-         subsidio cruzado aportado en su tarifa por los usuarios de
ben integrarse en los costes de inversión inicial. Además         mayor consumo. Este tipo de subsidio existe en muchos
de capacitar, es necesario garantizar alguna forma de             países, aún en países desarrollados, pero normalmente
apoyo o asesoramiento para los casos que sobrepasan las           sólo se aplica a usuarios conectados a red. Sería necesario
situaciones normales.                                             extender su uso a microrredes y a sistemas domiciliarios.
      Aunque los sistemas estén perfectamente dimensio-           De esta forma, los consumidores de comunidades rurales
nados, suministrados e instalados, y adecuadamente ope-           aisladas atendidos por microrredes o por sistemas domici-
rados los equipos tienen una vida útil, al cabo de la cual es     liarios, se verían beneficiados de la mayor aportación que
necesario sustituirlos. La reposición de equipos costosos,        hacen en su tarifa los usuarios de mayor consumo, normal-
como puede ser el caso de las baterías, puede represen-           mente conectados a la red, de igual forma que lo hacen
tar una barrera infranqueable para el usuario.                    ahora los usuarios de menor capacidad de pago atendidos
      Por último, la gestión de cobro de las cuotas, en el caso   por la red.
de financiación de la compra (micro financiación) o en el caso           El gasto en que incurren las comunidades rurales ais-
de cuota por servicio, es un tema especial a considerar. Según    ladas como consecuencia de la falta de electrificación es
el modelo de gestión que se implante, los propios usuarios        una parte importante de sus ingresos. El uso de velas, lám-
pueden proceder a la gestión del cobro, lo cual evitará costes    paras de keroseno, pilas carga de baterías con sus despla-
adicionales a cargar sobre las cuotas. La gestión de impaga-      zamientos asociados, es un dato a considerar para validar
dos debe contemplarse desde el principio con criterios cla-       la asequibilidad de la tarifa. Es deseable que la tarifa apli-
ros. Es evidente que el impago de cuotas no sólo provoca pér-     cada a las comunidades rurales aisladas no sea superior a
didas, sino lo que es más grave, incita al resto de usuarios a    la aplicada a los usuarios de red, pero si tuviera que ser
imitar esa conducta. La desconexión de los usuarios con im-       superior, nunca debiera superar al coste que implica la
pagos injustificados parece una medida necesaria, si se quiere    compra de los elementos sustitutivos para el servicio de
preservar la sostenibilidad de la acción de electrificación.      iluminación y de comunicación.

102 tecnologías para el desarrollo humano de las comunidades rurales aisladas
4.3. ASPECTOS BÁSICOS DE LA PRODUCCIÓN DE                         diciones de habitabilidad en las viviendas durante las épo-
CALOR PARA COCINA Y CALEFACCIÓN                                   cas de bajas temperaturas.
                                                                        En el caso de las comunidades rurales aisladas, su ac-
4.3.1. Situación actual                                           ceso a la energía térmica para calefacción, esterilización o
                                                                  procesado de alimentos está ampliamente restringido a
Como se ha puesto de manifiesto en la introducción a              las fuentes energéticas tradicionales, fundamentalmente
este capítulo, la relevancia de la energía para el desarrollo     biomasa y carbón vegetal, utilizadas de forma muy inefi-
humano está vinculada a los servicios que ésta propor-            ciente. Según EIA (2006), el 87% de la población de la In-
ciona. La electricidad no es crítica para el desarrollo por       dia que habita en zonas rurales tiene la biomasa como su
facilitar luz, sino por promover el acceso a la educación, la     fuente de energía primaria para cocinar. El porcentaje au-
salud, la preservación de alimentos, el agua potable o las        menta hasta el 93% en las zonas rurales de África Subsa-
comunicaciones. De igual forma, la energía térmica ligada         hariana e incluso alcanza valores superiores en algunos
a la calefacción o el cocinado no lo es por proporcionar          países como Indonesia (95%). Pero esto no es una situa-
calor, lo es por facilitar la habitabilidad básica y, especial-   ción exclusiva de las zonas mencionadas; el porcentaje
mente, por facilitar el procesado y conservación de ali-          medio de dependencia en el mundo rural es del 83%. Es
mentos.                                                           decir, la inmensa mayoría de la población rural no tiene ac-
       Aunque el procesado de alimentos presenta algunos          ceso a fuentes modernas de energía para la generación de
inconvenientes –la reducción del contenido en vitaminas,          calor. El informe anual de la Agencia Internacional de la
fibras y minerales naturales o el aumento de la ingesta de        Energía más reciente (WEO IEA, 2010) confirma cifras si-
azúcares y sales, que favorecen la aparición de problemas         milares para 2009 e incluye proyecciones para 2030 que
como el aumento de la tensión arterial, la obesidad, o la         muestran una situación análoga en el futuro próximo.
diabetes– la energía térmica proporciona ventajas insusti-
tuibles en la alimentación humana: permite acceder al es-         4.3.2. Impactos del uso de biomasa
caldado –que interrumpe la acción enzimática–, la cocción,
la pasteurización y la uperización –que eliminan agentes          Esta dependencia de la biomasa conlleva trágicas conse-
patógenos– y permite consumir productos que de otra               cuencias, tanto ambientales como sociales y económicas,
forma serían difícilmente asimilables por nuestro orga-           que se explican a continuación.
nismo. Son muchos los beneficios asociados al uso de
energía térmica para el procesado, la conservación, la faci-      Problemas respiratorios y muertes prematuras derivados de
lidad de manejo, el transporte, o incluso la consistencia o       la inhalación de humos
el sabor de los alimentos. La energía térmica también per-
mite la esterilización –muy relevante para evitar el conta-       La Organización Mundial de la Salud, OMS (2008), estima
gio de enfermedades– y aporta calor para mantener con-            que la quema de biomasa en espacios interiores produce

                                                                                          capítulo 4. suministro de energía 103
la emisión de sustancias que generan la muerte prematura         cocinado de la comida, que aumenta sustancialmente en
de 1,45 millones de personas al año en el mundo. Una parte       estos sistemas tradicionales; por tanto, se produce un dé-
significativa de estas muertes corresponde a niños peque-        ficit de horas diarias que podrían dedicarse a la educación
ños que pasan muchas horas al día respirando el humo             o a labores productivas. Por otra parte, esta biomasa se
contaminado. También provoca enfermedades respirato-             suele transportar sobre la espalda, lo que da lugar a im-
rias crónicas en los adultos y continuos problemas de con-       portantes lesiones que impiden la realización de otras ta-
juntivitis. Esta situación convierte el problema de la quema     reas o, incluso, inhabilitan a la persona que la transporta.
de biomasa en la segunda causa de muerte mundial por
delante de la tuberculosis y la malaria y sólo detrás del Sín-   Deforestación
drome de Inmuno-Deficiencia Adquirida (SIDA).
                                                                 La Organización de las Naciones Unidas para la Agricul-
Problemas derivados de la forma de combustión                    tura y la Alimentación, en su informe FAO (2010), pone de
                                                                 manifiesto la deforestación que se está produciendo en
La combustión ineficiente de la biomasa también lleva            algunas zonas de América Latina, África Subsahariana y
asociados otros problemas inherentes entre los que des-          Asia Suroriental. Esta situación se debe, en parte, a la ne-
tacan: dolores de espalda y lumbares por malas posturas          cesidad de biomasa forestal para la generación de calor.
al cocinar, quemaduras en el cuerpo por contacto directo         Hay imágenes de satélite que muestran la gran superficie
con el fuego o con los utensilios que alcanzan temperatu-        deforestada en los entornos de los caminos rurales de
ras elevadas, contaminación de los alimentos por estar en        donde se extrae la biomasa para consumo energético. La
contacto directo con los humos, riesgo de incendio en la         deforestación conlleva una degradación del suelo y favo-
vivienda, etc. Además, el muy bajo rendimiento de la com-        rece la desertización que, a su vez, provoca una reducción
bustión exige la necesidad de mayores cantidades de bio-         de la precipitación de agua en la zona, la reducción de la
masa para alcanzar el mismo servicio energético.                 fertilidad de los suelos, el aumento de la propensión a la
                                                                 erosión y problemas de retención de nutrientes y de pre-
Problemas derivados del transporte de biomasa                    vención de impactos de eventos meteorológicos extre-
                                                                 mos. Además, cuando aumenta la deforestación, se incre-
Para poder disponer de biomasa para la combustión, hay           menta el tiempo necesario para recoger la leña, lo que
que realizar largos desplazamientos, que suponen una me-         amplía los impactos de su transporte.
dia del orden de 1 hora al día, según OMS (2007), aunque
hay países, como Níger, en los que la media puede llegar a       Cambio Climático
4 horas diarias. La mayor parte de estos desplazamientos
los realizan mujeres y niños. Además, las mujeres dedican,       Una consecuencia directa de la deforestación es la pér-
adicionalmente, un tiempo destacado a la preparación y al        dida de sumideros de carbono que reducen la concentra-

104 tecnologías para el desarrollo humano de las comunidades rurales aisladas
ción de CO2 en la atmósfera; sin embargo, no es el único       de estos programas destacan las siguientes:
efecto del uso de biomasa sobre el cambio climático. La        • Los beneficiarios deben estar convencidos de la necesi-
quema de esa biomasa genera unas partículas de color os-         dad del cambio de sistema de combustión (porque la
curo denominado “black carbon” que favorecen el calen-           recogida de leña sea costosa, por los problemas respira-
tamiento del planeta por tener una capacidad de absor-           torios, por los tiempos empleados, etc.).
ción de la radiación y por reducir el albedo1 cuando se de-    • Los artesanos locales han de participar en el proceso de
positan sobre la nieve o el hielo. Además, esta deposición       diseño de las cocinas y se han de usar materiales dispo-
acelera el deshielo, favoreciendo algunos de los impactos        nibles a nivel local.
del cambio climático.                                          • Las cocinas son similares a las antiguas, fáciles de encen-
                                                                 der, aceptan todo tipo de leña (forma, tamaño, material,
4.3.3. Sistemas eficientes de utilización de la biomasa          etc.) y permiten ajustar la potencia de salida.

Una de las causas de los importantes impactos menciona-               Otra forma de mejorar la eficiencia de la combustión
dos de la quema tradicional de biomasa es que la combus-       es tapando los utensilios de cocción o utilizando mejores dis-
tión se realiza a “fuego abierto”, es decir, se quema en un    positivos, como ollas que retienen el calor u ollas a presión.
hogar confinado entre tres o más piedras sobre las cuales             También existen alternativas a los sistemas más efi-
se apoyan los utensilios de cocina. Por tanto, una de las      cientes, que se fundamentan en la sustitución del combus-
primeras alternativas para reducir el problema es utilizar     tible. Entre los combustibles alternativos destaca el biogás
sistemas de combustión más eficientes, manteniendo la          producido por la fermentación anaeróbica de residuos ga-
satisfacción de las necesidades de los usuarios. Para el       naderos y agrícolas. También se pueden utilizar combusti-
caso del cocinado a estos sistemas se les suele denominar      bles fósiles como el gas natural o Gases Licuados del Pe-
cocinas mejoradas. Las cocinas mejoradas consiguen re-         tróleo (GLP). Todos estos sistemas mejoran drásticamente
ducir los niveles de concentración de partículas en el inte-   los impactos de la quema de biomasa y evitan también la
rior de las viviendas hasta un 90% (OMS, 2007) y permi-        mayor parte de la contaminación exterior asociada a las
ten disminuir una parte de los problemas asociados (mejo-      cocinas mejoradas.
ran la eficiencia, disminuyen riesgos de quemaduras e in-             En lo que respecta al ambiente en el que se produce
cendios, atenúan problemas posturales al cocinar, etc.). La    la combustión, algunos de los problemas mencionados se
figura 4.5 ilustra los componentes de la cocina y las mejo-    pueden mitigar mejorando la ventilación de la vivienda
ras asociadas (Araque, 2005).                                  (aumentando el número de ventanas, utilizando campanas
      Existen multitud de manuales para la construcción        sencillas de extracción de humos) o separando el habitá-
de cocinas mejoradas y publicaciones con la evaluación         culo para cocinar del resto de estancias de la vivienda.
de experiencias sobre programas de instalación de estas        También se pueden reducir los impactos modificando lige-
cocinas. Entre las premisas que se han extraído del éxito      ramente los hábitos de uso de biomasa: secando la leña

                                                                                        capítulo 4. suministro de energía 105
rar, combustibles que sean accesibles, etc.) y transferen-
                                                                        cia del conocimiento.
                                                                      • Participación de la comunidad receptora en todo el
                                                                        ciclo de gestión. En el caso de las cocinas, es especial-
                                                                        mente importante la participación de las mujeres para
                                                                        que los proyectos se adapten a las necesidades reales.
                                                                      • Planteamiento de una escala de proyectos que analicen
                                                                        el problema de forma regional, sin exclusiones, con pers-
                                                                        pectiva de acceso universal a la energía, más allá de la
                                                                        vida útil del proyecto, garantizando el servicio alcan-
                                                                        zado, etc.
                                                                      • Fortalecimiento y capacitación de las instituciones públi-
                                                                        cas locales y regionales que deben apoyar a las comuni-
                                                                        dades en la gestión.
                                                                      • Coordinación entre donantes, con los organismos per-
Figura 4.5. Corte transversal de una cocina mejorada incluyendo las     manentes de los niveles intermedios, con las políticas
ventajas asociadas. Fuente: Araque, 2005.                               nacionales y locales, etc.

previamente, preparando los alimentos para reducir los
tiempos de cocinado (por ejemplo, manteniendo en re-                  4.4. TECNOLOGÍAS PARA EL ACCESO
mojo las legumbres al menos las 8 horas previas), mejo-               A LA ENERGÍA EN LAS CRA
rando el mantenimiento de las cocinas o alejando a los ni-
ños del humo durante la combustión.                                   4.4.1. Sistemas fotovoltaicos para electrificación rural

4.3.4. Sostenibilidad de los proyectos                                La Energía Solar Fotovoltaica (ESF), desde que se
                                                                      desarrolló a nivel terrestre en la década de los 80, ha te-
Como en todos los proyectos para el desarrollo de comu-               nido una marcada aplicación en la posibilidad de poder
nidades rurales aisladas, hay que recordar que se deben               generar energía eléctrica allí donde tiene que ser consu-
mantener criterios que aseguren o, al menos, faciliten su             mida, sin necesitar costosas y complejas infraestructuras
sostenibilidad temporal.                                              de distribución. En efecto, la ESF es casi la única que
     Entre estos criterios, destacan:                                 puede generarse allí donde se precisa, no necesita de
• Uso de tecnologías apropiadas (incluyendo el uso de                 aporte de combustible, es susceptible de ser dimensio-
  materiales disponibles, maquinaria que sea fácil de repa-           nada para los consumos necesarios e incluso puede ser

106 tecnologías para el desarrollo humano de las comunidades rurales aisladas
ampliada posteriormente para adaptarse a los requeri-           sumo se rompe, habrá un déficit energético que, una vez
mientos futuros, precisando, además, de muy poco mante-         superado el factor de seguridad, desembocará en la pa-
nimiento. Es un tipo de energía que puede paliar casi cual-     rada del sistema hasta que nuevamente se consiga recar-
quier necesidad energética en sitios remotos y con inde-        gar la batería e iniciar el ciclo de carga–descarga de forma
pendencia absoluta.                                             equilibrada. Los sistemas de control, integrados normal-
     Los sistemas individuales de electrificación rural si-     mente en el regulador de carga, dan una información ac-
guen el esquema básico siguiente:                               tualizada y fiable de cómo se encuentra el sistema para
                                                                que, de esta forma, se pueda consumir energía de forma
                                                                eficiente y sin poner en peligro el uso de los diferentes
               REGULADOR
                DE CARGA
                               ACUMULADOR         CONSUMOS      consumidores, ayudando a lograr el equilibrio del que se
                                                                hablaba antes.
                                                                       Los sistemas fotovoltaicos pueden ser objeto de am-
                                                                pliación en cualquier momento, no obstante es una buena
      Se parte de uno o varios módulos solares fotovoltai-      practica prever las horas de utilización reales de los dife-
cos, que son conectados a un regulador de carga cuya            rentes consumos, así como pensar en las posibles nuevas
función es la de controlar y gestionar la carga y descarga      necesidades que pueden aparecer, con el fin de que el di-
de la batería, además de dar cierta información del sis-        seño responda adecuadamente a las necesidades inme-
tema. Este dispositivo es conectado posteriormente a la         diatas y de futuro próximo. Esta tarea es fundamental a la
batería de acumuladores y desde ésta se alimentan los di-       hora de calcular una instalación, pero este trabajo tiene un
ferentes consumos para los cuales se diseñó el sistema.         50% de aspectos técnicos y otro 50% de análisis socioló-
      Los módulos fotovoltaicos son equipos que transfor-       gico. Evidentemente, es difícil que un nuevo usuario, por
man la radiación solar en electricidad, de forma directa, si-   ejemplo, de luz eléctrica y TV, pueda dar el dato de uso,
lenciosa y nada contaminante. Su vida es excepcional-           por la sencilla razón de que en una gran multitud de casos,
mente larga, pudiéndose situar en más de 30 años sin que        principalmente en el tema que nos ocupa, jamás ha po-
su rendimiento se vea reducido en más de un 20%. La tec-        dido disfrutar de estos servicios y por lo tanto, no puede
nología usada para el resto de dispositivos (regulador, ba-     tener un criterio cierto de cómo éste le puede transfor-
tería, consumos, etc.) es sobradamente conocida, por lo         mar los hábitos de vida; por tanto, la persona que diseña
que un buen técnico es capaz de diseñar sistemas solares        la instalación tiene que basar su decisión en la experien-
seguros y eficientes que puedan resolver multitud de ne-        cia, la lógica y el estudio previo de las circunstancias que
cesidades.                                                      rodean la futura instalación.
      El diseño de un sistema fotovoltaico se realiza en               Claros ejemplos de las aplicaciones fotovoltaicas
función de los consumos que se tienen que alimentar, más        que inciden directamente en la electrificación rural, po-
un factor de seguridad. Si el equilibrio de generación–con-     drían ser, aparte de la clásica iluminación de viviendas, sis-

                                                                                         capítulo 4. suministro de energía 107
Figura 4.6. Sistema fotovoltaico centralizado. Fuente: ATERSA.

temas de bombeo, abastecimiento y depuración de agua,               gún los recursos solares de cada época del año y la ne-
alimentación de equipos de radio, televisión y transmisión,         cesidad de consumos para los diferentes receptores. En
iluminación pública, equipamiento eléctrico para centros            definitiva, los usuarios son los que cuidan de su instala-
de salud, centros de convivencia, etc., en definitiva, prácti-      ción permanentemente, ya que si rompen el equilibrio
camente todas las aplicaciones donde se use electricidad            producción-consumo corren el riesgo de no poder dis-
como fuente de energía.                                             frutar de las ventajas que les proporciona la energía
      En lo que se refiere a electrificación rural, se pue-         eléctrica disponible para los usos que entienden priori-
den diferenciar las instalaciones descentralizadas y las            tarios para el conjunto de usuarios. En otras palabras,
centralizadas. La principal virtud de las descentralizadas          son los únicos responsables de la disponibilidad energé-
radica en el hecho de que cada vivienda es gestora de               tica de su instalación.
su propia energía, cada grupo de individuos (familia, pe-                 Las instalaciones centralizadas son aquellas en las
queña industria, etc.) se abastece de la energía de su ins-         que el conjunto generador, así como la batería, sistema
talación fotovoltaica y da prioridad a los usos más nece-           de regulación y resto de equipos son comunes y donde
sarios en cada momento, teniendo en consideración                   los beneficiarios de la energía solo disponen de equipos
siempre la energía almacenada en los acumuladores se-               consumidores (iluminación, receptores de TV, electrodo-

108 tecnologías para el desarrollo humano de las comunidades rurales aisladas
mésticos, etc.). Este tipo de instalaciones suele ser algo    Para una cantidad de energía disponible similar es posi-
más económico que los sistemas descentralizados y             ble ahorrar, entre otros elementos, en los sistemas de
puede diseñarse para abastecer otros usos de la comu-         regulación y de almacenaje (baterías) puesto que en los
nidad, como alumbrado público, extracción y distribu-         sistemas distribuidos tendremos siempre repetido el
ción de agua, etc. En la figura 4.6 se ilustra uno de estos   mismo esquema. Pueden también ofrecer, como se co-
sistemas.                                                     mentaba anteriormente, servicios comunes a una deter-
      ¿Cuál de los dos sistemas sería mejor, por ejemplo,     minada comunidad, y al ser más grandes en potencia,
para la alimentación eléctrica de usos básicos en una al-     pueden proveer de sistemas electrónicos tecnológica-
dea? La solución, aun siendo económica, pasa por un           mente más avanzados.
análisis de carácter social. Se puede constatar que la              En definitiva, no es posible generalizar cuál sería el
disposición de energía en una comunidad de usuarios,          mejor sistema a aplicar, pues siempre debe ser aquel
donde se comparte la energía finita de un sistema foto-       que sea capaz de dar el mejor servicio allá donde se ne-
voltaico, suele causar problemas de desabastecimiento         cesite, tanto desde el punto de vista tecnológico, como
por el hecho de que la energía es de todos y nadie con-       de la realidad sociocultural y geográfica en el cual se
cretamente se hace responsable. Además, alguna de las         desarrollará su trabajo. Las distancias de los puntos de
características del ser humano que hacen siempre difícil      consumo respecto a la central generadora, la posibili-
la convivencia, no ayudan precisamente al manteni-            dad de mantenimiento y repuestos, así como el grado
miento del equilibrio producción-consumo del que se           de implicación de los propios usuarios del sistema, en-
hablaba antes.                                                tre otros factores, pueden hacer decidir por uno u otro
      Las experiencias que se han realizado en el ámbito      modelo.
de las instalaciones centralizadas y que han tenido éxito           Los grandes “fracasos fotovoltaicos” en la mayoría
total incorporan sistemas de medida de energía indivi-        de los casos no se han producido por la técnica de los
dual, así como una limitación de uso para aquellos que        componentes, ni por cálculos erróneos, ni siquiera por
rebasan la cantidad de energía para la cual el sistema        averías de los equipos; se han producido por haber dise-
fue calculado. En el esquema anterior, a estos dispositi-     ñado sistemas para europeos, con destino a, por ejem-
vos se les da el nombre de LCV, están instalados en las       plo, zonas rurales africanas. Ese suele ser el gran pro-
viviendas y pueden ser consultados por los usuarios sa-       blema real, ya que se tiene que diseñar de acuerdo a las
biendo en cada momento cuanta energía llevan consu-           necesidades de los futuros usuarios, no a la propia con-
mida y cuanta les queda por consumir, para que de esta        cepción de la realidad; todo esto, junto con un programa
forma regulen su consumo y eviten quedarse sin energía        de formación, concienciación y mantenimiento básico de
en un determinado momento.                                    la instalación, son los elementos necesarios para que las
      En general, los sistemas centralizados respecto a       comunidades acepten el sistema como suyo, no como un
los descentralizados suelen tener un costo más barato.        regalo de los ricos a los pobres.

                                                                                      capítulo 4. suministro de energía 109
Figura 4.7. Central
Microhidroeléctrica.             AZUD      CANAL DE DERIVACIÓN    CÁMARA DE CARGA
Fuente: IDAE


                                                                                    TUBERÍA FORZADA

                                                                                                      EDIFICIO CENTRAL



                                                                                                            CANAL DE DESAGÜE

                                                                                                                               RÍO




4.4.2. Centrales microhidroeléctricas (CMHE)                     cauce principal del río. La energía que se aprovecha en
                                                                 las CMHE depende del caudal que se tome y de la dife-
Las centrales microhidroeléctricas (CMHE en adelante)            rencia de altura entre el punto de captura y el de devolu-
–aquellas cuya potencia no supera los 20kW– son una so-          ción del agua. Esta configuración permite que la obra civil
lución rentable a medio y largo plazo para el suministro         de una central de este tipo sea menor que la de una cen-
de electricidad a las zonas aisladas en aquellos lugares         tral a pie de presa. Las centrales de canal de riego o dis-
donde hay ríos escarpados, corrientes, calas o manantia-         tribución son un caso particular de las de agua fluyente,
les que fluyen durante todo el año. Sin embargo, la cen-         en las que, en vez de devolver el agua a su curso, ésta se
tral hidroeléctrica es la más difícil de diseñar por la canti-   utiliza para regar o para abastecimiento humano. Por fin,
dad de variables que intervienen en el proyecto.                 en ausencia de desnivel suficiente, también se usan turbi-
      En principio, se puede decir que, salvo la potencia,       nas flotantes, ancladas directamente en el caudal princi-
una CMHE es similar a cualquier otra central hidroeléc-          pal del río, por lo que se evita cualquier obra civil salvo la
trica, aunque son muy escasas las CMHE construidas a             necesaria para el anclaje de la turbina.
pie de presa, casi todas ellas son centrales de agua flu-               Además de la obra civil, los componentes esenciales
yente o de canal de riego o distribución. Las centrales de       de una CMHE son las turbinas, los accesorios para el con-
agua fluyente son aquellas en las que el agua se toma de         trol, y en algunos casos, transformadores eléctricos para
un punto de un curso de agua y se descarga en el mismo           facilitar el transporte de la electricidad producida hasta
corriente abajo. Habitualmente, la captación se realiza          una distancia de la central. Las turbinas deben estar adap-
por medio de un canal de derivación que conduce una              tadas a las características de la ubicación, siendo éste uno
parte de la corriente por medio de una tubería forzada a         de los aspectos más importantes de los proyectos. Existen
la turbina de generación y la devuelve seguidamente al           en el mercado una variedad de turbinas (Pelton, Francis y

110 tecnologías para el desarrollo humano de las comunidades rurales aisladas
Figura 4.8. Componentes de una central microhidroeléctrica. Fuente: Saltos del Pirineo.


Kaplan con las variantes de ambas) adaptadas a estas mi-             la coherencia del proyecto, es también conveniente cono-
crocentrales.                                                        cer el uso que se le va a dar a la electricidad y el número
     Para analizar la viabilidad de los proyectos de CMHE            de personas que se van a beneficiar de ella.
es necesario disponer de alguna información básica im-                     Evidentemente, se requiere información detallada de
prescindible, En primer lugar, como en todos los proyec-             la geografía de la zona, con datos tales como: la longitud y
tos de abastecimiento de energía eléctrica, es obligatorio           latitud del núcleo urbano, una descripción geográfica del
estimar, con la mayor exactitud y precisión posible, las ne-         entorno, indicando la existencia de cursos de agua, la dife-
cesidades de electricidad en kWh, los usos de los consu-             rencia de cotas en un área próxima al núcleo urbano, la
mos y la potencia eléctrica máxima necesaria en kW. Hay              distancia mínima entre el curso de agua y el núcleo ur-
que estimar los consumos medios diarios para cada mes                bano, y las características geológicas del terreno. Es tam-
del año y la distribución diaria del consumo. Para evaluar           bién necesaria información cartográfica del entorno y de

                                                                                                   capítulo 4. suministro de energía 111
la región donde se ubica el área de actuación del pro-          500 a.c.) utilizados para moler el grano, hasta los moder-
yecto, por ejemplo, mapas topográficos (con curvas de ni-       nos aerogeneradores de más de 100m de diámetro, el
vel), mapas geológicos y de suelos, mapas de pluviometría       abanico tecnológico es muy amplio. Esto significa que,
de la zona y limítrofes y mapas de escorrentía.                 existiendo un adecuado recurso eólico, siempre será posi-
      Los datos mínimos necesarios para seleccionar la          ble encontrar una solución técnica apropiada al nivel de
maquinaria y analizar la viabilidad global del proyecto son:    desarrollo donde se vaya a utilizar. A día de hoy, en lugares
el caudal mínimo del río y el caudal disponible de diseño,      como Perú, Cabo Verde, Etiopía o Sri Lanka ya se han im-
el desnivel bruto (distancia vertical entre la parte superior   plementado sistemas eólicos para contribuir al desarrollo
de la tubería de presión de la instalación y la entrada a la    de comunidades rurales aisladas.
turbina), la longitud y el diámetro de la tubería de presión           En cuanto al recurso energético, en todos los conti-
necesaria, el voltaje requerido, la potencia máxima nece-       nentes existen amplias zonas con abundante recurso eó-
saria, el método de control deseado y la longitud de la lí-     lico (ver figura 4.9) pero en cada caso particular habrá que
nea de transporte. Asimismo, deberá conocerse el con-           evaluar si la ubicación concreta es favorable o no para el
sumo (máximo, mínimo y medio) previsto de electricidad.         aprovechamiento del mismo.
Estos datos permiten valorar la dimensión económica del                Por otro lado, las condiciones topográficas particulares
proyecto, para la que los elementos esenciales son, el          puede dan lugar a efectos locales que incrementen el po-
coste de la obra civil, la maquinaria, la línea eléctrica, la   tencial eólico, como lo que ocurre con las brisas marinas
operación y mantenimiento y los costes de formación del         cerca de la costa, en lo alto de colinas y montañas, en estre-
personal y de la propia comunidad.                              chos (ej. Estrecho de Gibraltar), o en cabos (ej. Cuerno de
      Si se decide abordar el proyecto, los datos de algu-      África). El efecto del viento en los árboles puede ser un indi-
nos parámetros, en particular, el caudal disponible en to-      cador sencillo pero fiable del potencial eólico de un lugar
dos los meses del año, el desnivel y la distancia hasta los            La energía eólica se puede utilizar como fuente de
puntos de uso, deben ser determinados con la adecuada           energía mecánica (para bombear agua o moler grano princi-
exactitud y precisión, lo que conlleva la realización de de-    palmente) o para producir electricidad a través de un gene-
terminados trabajos de medición que pueden prolongarse          rador acoplado al rotor eólico, denominándose aerogenera-
en el tiempo. Como mínimo, se tendrá que levantar un            dor. En el caso de aplicaciones aisladas (sin conexión a la red
perfil topográfico del camino que va a recorrer el agua         eléctrica), un aerogenerador puede funcionar de manera to-
desde su curso inicial hasta la central.                        talmente autónoma para, por ejemplo, carga de baterías; o
                                                                puede formar parte de un sistema híbrido, operando en pa-
4.4.3. Energía eólica en aplicaciones aisladas                  ralelo junto a un generador diesel o un sistema fotovoltaico.
                                                                       Al igual que con cualquier otra tecnología, la utiliza-
El viento se ha utilizado desde hace siglos como fuente de      ción de la energía eólica para el desarrollo en comuniades
energía. Desde los antiguos molinos persas (datados del         rurales aisladas exige tener en cuenta que el acceso a ma-

112 tecnologías para el desarrollo humano de las comunidades rurales aisladas
Figura 4.9. Mapa de velocidad de viento global. Fuente: 3TIER.


teriales de repuesto puede ser muy limitado, ya que di-             sencillas que se pueden fabricar con materiales locales,
chos lugares suelen quedar fuera de la cobertura de los             como las máquinas eólicas tipo cretense, las bombas mul-
servicios técnicos oficiales y el nivel educativo de los usua-      tipala tipo americano o los molinos de eje vertical tipo Sa-
rios será probablemente bajo. Esto obliga a utilizar siste-         vonious (Arrakis, 1997; FAO, 1986; WBTP, 1989).
mas de alta fiabilidad y robustez, de fácil operación y man-              La aplicación para producción de electricidad su-
tenimiento, y cuyas piezas de repuesto sean fácilmente              pone un paso más allá de sofisticación, con las ventajas e
accesibles. En el caso particular de los sistemas eólicos, la       inconvenientes que eso supone. Para esta aplicación, ade-
existencia de partes móviles y la utilización de componen-          más de existir numerosas opciones comerciales de aero-
tes electrónicos o baterías pueden suponer una barrera              generadores de pequeña potencia, también existen varios
tecnológica que ponga en peligro la sostenibilidad de la            modelos diseñados específicamente en el marco de las
instalación; sin embargo, existen soluciones relativamente          tecnologías apropiadas (Arrakis, 1997; ITDG, 2008).

                                                                                                     capítulo 4. suministro de energía 113
encargan de asumir las fluctuaciones a largo plazo, como
                                                                   por ejemplo durante días o semanas en las que no exis-
                                                                   tiese viento o los cielos estuviesen cubiertos. Con la im-
                                                                   plementación de un sistema híbrido se intenta reducir los
                                                                   costes del proyecto y facilitar la gestión del sistema a par-
                                                                   tir de la combinación de las fuentes energéticas disponi-
                                                                   bles. La figura 4.11 muestra una comparativa entre algunos
                                                                   métodos para acometer la electrificación rural, sistemas
                                                                   basados en diesel, sistemas autónomos fotovoltaicos y sis-
                                                                   temas híbridos con fotovoltaico y diesel.
      Molino tipo cretense                 Molino tipo multipala

Figura 4.10. Tipos de molinos. Fuente: FAO, 1986.                  Microrredes en sistemas híbridos

4.4.4. Sistemas híbridos y microrredes                             El concepto de microrred eléctrica es una extensión del
                                                                   sistema híbrido. Además de contar con elementos de ge-
La fiabilidad en la cobertura eléctrica de los consumos se         neración, almacenamiento energético y unidades de ges-
ve mejorada con el uso de los denominados sistemas hí-             tión necesarias, necesita de una infraestructura eléctrica
bridos, que hacen uso de diferentes fuentes de energía. El         de distribución en baja tensión (monofásicas o trifásicas)
hecho de poder utilizar distintas fuentes energéticas de           para alimentar las cargas de los diferentes lugares que se
distintas características proporciona flexibilidad al sistema      consideren. La implantación física de la microrred podrá
para gestionar la demanda a lo largo del día, así como para        abordarse de modos diversos. En los apartados siguientes
futuras ampliaciones. No obstante, si se combinan dos              vamos a mostrar los más comunes, indicando las ventajas
fuentes energéticas que dependen de las condiciones me-            y desventajas de cada uno de ellos en la electrificación ru-
teorológicas (como por ejemplo, energía solar y eólica),           ral. En general, los sistemas son:
que podrían no estar disponibles en un momento dado, la            • Sistemas centralizados: Todos sus componentes son
cantidad de baterías necesarias puede ser considerable.              controlados por una unidad central a partir de la cual se
      La mayoría de los sistemas híbridos hacen uso de un            inyecta la energía a la red. La comunicación entre los
generador diesel junto con paneles fotovoltaicos y/o aero-           distintos componentes es mucho más fácil si estos están
generadores, ya que el generador diesel proporciona una              localizados en un mismo punto.
salida de potencia conocida que puede ser controlada. En           • Sistemas descentralizados: Los sistemas de generación
algunos casos también se utilizan baterías junto con los             no se encuentran todos conectados al mismo punto,
generadores diesel. De este modo, las baterías pueden cu-            sino que comparten una infraestructura eléctrica de dis-
brir las fluctuaciones diarias y los generadores diesel se           tribución común, en donde se conectan el resto de ele-

114 tecnologías para el desarrollo humano de las comunidades rurales aisladas
baterías y son éstas quienes inyectan la energía a la red a
                                                               través de inversor. En caso de estar totalmente cargadas,
                                                               el regulador se encarga de cortar el paso hacia los acumu-
                                                               ladores e inyecta la electricidad a la red pasando previa-
                                                               mente por el inversor.

                                                               Sistema con bus de corriente alterna

                                                               La principal característica de un sistema con bus de al-
                                                               terna es que los elementos de la microrred se conectan
                                                               directamente a un bus de alterna, con lo que los genera-
                                                               dores podrán alimentar directamente a las cargas sin ne-
                                                               cesidad de disponer de una etapa de continua previa. Los
Figura 4.11. Comparativa métodos de electrificación rural.
                                                               generadores renovables, como los fotovoltaicos, dispon-
Fuente: Kremer, Smith y Mainkka, 2000.
                                                               drán de un inversor propio para conectarse a la microrred.
 mentos de la microrred tales como el almacenamiento           Los elementos de almacenamiento, en este caso las bate-
 de energía y los consumos.                                    rías, se conectarán de igual manera a la microrred a través
                                                               de un inversor bidireccional. Este inversor es una pieza
Sistema con bus de corriente continua                          clave del sistema, y se perfila como “maestro” del mismo.
                                                               Este equipo permite el flujo de potencia en las dos direc-
Se trata de un sistema centralizado en el que todos los        ciones, de continua a alterna y viceversa. Cuando exista
componentes de generación están acoplados por medio            un excedente energético en la microrred, el dispositivo
de un bus de continua. Los sistemas de generación se aco-      funcionará como rectificador para así de este modo cargar
plan a un regulador de carga cuya función será la misma        el banco de baterías, mientras que si hay un déficit de ge-
que en el utilizado para las instalaciones fotovoltaicas au-   neración, el modo de funcionamiento pasará a ser el de in-
tónomas. El generador grupo electrógeno se conecta di-         versor para generar la energía necesaria.
rectamente a un rectificador que cambia la salida de al-
terna a continua para poder cargar las baterías en caso de     Sistema mixto
ser necesario o proporcionar más energía a la red.
     Se puede clasificar este diseño como un sistema           Un sistema mixto de alterna y continua tiene los elemen-
donde sus componentes están acoplados para interactuar         tos integrados a través de diferentes buses de alterna y
con las baterías. La función de los grupos generadores         continua. Este sistema tiene muchos elementos en común
(paneles, aerogeneradores, grupos diesel…) es cargar las       con el sistema con bus de continua ya que las fuentes re-

                                                                                        capítulo 4. suministro de energía 115
Tecnología para el Desarrollo Humano de Comunidades Rurales - Energía
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Tecnología para el Desarrollo Humano de Comunidades Rurales - Energía

  • 1. SUMINISTRO DE ENERGÍA Lucila Izquierdo Rocha Enrique Gómez de las Heras Coordinadora. Carbonell Fundación Energía Sin Fronteras Gamesa Mónica Aguado Alonso Jesús Gómez Martín CENER Fundación Energía Sin Fronteras Enrique Alcor Cabrerizo Leire Iriarte Cerdán ATERSA Fundación Energía Sin Fronteras Leopoldo Antolín Álvarez Julio Lumbreras Martín Ingeniería Sin Fronteras UPM Asociación para el Desarrollo Miguel Révolo Acevedo Miguel Ángel Doménech Rojo Osinergmin 4 Consultor Thierry Reyners Julio Eisman Valdés Energía sin Fronteras Fundación Acciona Microenergía Académico revisor Luis Fernández Narvarte José Luis Díaz Fernández UPM
  • 2. 4.1. INTRODUCCIÓN Y PLANTEAMIENTO que se promueven la igualdad entre los sexos, la sa- GENERAL DEL PROBLEMA lud, la educación y la sostenibilidad ambiental. Di- chos objetivos también encarnan derechos humanos 4.1.1. Papel de la energía en el desarrollo básicos —los derechos de cada una de las personas existentes en el planeta a la salud, la educación, la vi- La energía está presente en todas las actividades huma- vienda y la seguridad. Los objetivos de desarrollo del nas. Su disponibilidad es imprescindible para el desarrollo Milenio son ambiciosos pero realizables y, junto con y para llevar una vida digna. La energía es la fuente del ca- el programa integral de las Naciones Unidas para el lor de nuestros hogares, de la iluminación, de los servicios desarrollo, marcan el rumbo para los esfuerzos del de transportes, de las comunicaciones y de los procesos mundo por aliviar la pobreza extrema para 2015." productivos y, en definitiva, un elemento clave para el Secretario General de las Naciones Unidas, bienestar de las personas y el desarrollo de los pueblos. Ban Ki-moon Sin energía es imposible promover la economía y el creci- miento. El acceso a la energía y a los combustibles limpios A pesar de que en los Objetivos de Desarrollo del es un elemento clave para conseguir la erradicación de la Milenio (ODM) no se contempla expresamente la nece- pobreza y de sus dramáticos efectos sobre las personas, sidad de proporcionar a todos el acceso a las formas particularmente sobre las mujeres y los niños, y para enca- modernas de energía, está reconocido que éste es un minar a las comunidades aisladas empobrecidas en la requisito básico que afecta a la consecución de los ocho senda del desarrollo (Alonso, 2009). ODM. En el Plan de Aplicación de la Cumbre de Johan- nesburgo, se reconoció expresamente la contribución "La erradicación de la pobreza extrema sigue siendo del acceso a la energía, a la erradicación de la pobreza y uno de los principales desafíos de nuestro tiempo y al logro de los ODM. Sin embargo, y a pesar de los es- es una de las principales preocupaciones de la comu- fuerzos ya realizados, la Agencia Internacional de la nidad internacional. Para poner fin a este flagelo se Energía estima que todavía 1.400 millones de personas necesitarán los esfuerzos combinados de todos, los –aproximadamente el 20% de la población mundial– ca- gobiernos, las organizaciones de la sociedad civil y el rece de acceso a la electricidad, y 2.700 millones –apro- sector privado, en el contexto de una alianza mundial ximadamente el 40% de la población mundial– descansa para el desarrollo más fuerte y más eficaz. En los ob- en el uso tradicional de la biomasa para cocinar y calen- jetivos de desarrollo del Milenio se fijaron metas con tarse (Cuadro 4.1), y calcula que para conseguir los plazos determinados, mediante las cuales se pueden ODM, todavía se requiere dar acceso a la electricidad a medir los progresos en lo tocante a la reducción de la 395 millones de personas y proporcionar cocinas eficien- pobreza económica, el hambre, la enfermedad, la tes a 1000 millones más (WEO 2010). El 85% de estas falta de vivienda adecuada y la exclusión —al paso personas vive en áreas rurales. 88 tecnologías para el desarrollo humano de las comunidades rurales aisladas
  • 3. Cuadro 4.1. Relación de la energía y los ODM OMD RELACiÓN CON LA ENERGÍA 1. Erradicar la pobreza extrema La disponibilidad de combustibles modernos y energía eléctrica tiende a mejorar los ingresos de las y el hambre. familias en la medida en que mejora su productividad mediante la creación de más valor añadido, ma- yor ahorro de tiempo y mejores resultados económicos. En el ámbito rural, el empleo de energía para irrigación aumenta la producción de alimentos e incrementa el acceso a la nutrición. 2. Lograr la enseñanza primaria El acceso a la electricidad y a los combustibles modernos libera tiempo para dedicar a tareas educati- universal. vas, mejora las condiciones para el estudio –iluminación, calefacción, etc.– y proporciona mejores me- dios materiales para facilitar la enseñanza y el aprendizaje. 3. Promover la igualdad entre Las formas modernas de energía, especialmente la eléctrica, liberan gran cantídad de tiempo a las los géneros y la autonomía de mujeres. Permiten que puedan ser educadas para la salud, para mejorar su progreso personal y para la mujer. incorporarse a otras actividades productivas en las mismas condiciones que los varones. 4. Reducir la mortalidad infantil. La electricidad proporciona la posibilidad de contar con la atención y las prácticas hospitalarias ade- 5. Mejorar la salud materna. cuadas y, también, de tener y conservar las vacunas y medicamentos en condiciones apropiadas. En 6. Combatir el VIH/SIDA, el pa- el ámbito de la prevención sanitaria, la energía es crítica para poder disponer de agua potable, de ca- ludismo y otras enfermedades. lor para calentarla y de combustibles más limpios que permitan una mejor calidad del aire en las vi- viendas. 7. Garantizar la sostenibilidad El acceso a la energía moderna permite el empleo de combustibles limpios, el uso de energías reno- del medio ambiente. vables y el incremento de la eficiencia energética. Se aumentan, por tanto, las posibilidades de mitigar impactos medioambientales en los ámbitos local, regional y global. Por otra parte, se pueden emplear de forma responsable algunos recursos naturales que, como la biomasa, son críticos para la conserva- ción y estabilidad medioambiental. 8. Fomentar una asociación No es esperable que únicamenle el mercado sea capaz de proporcionar los servicios energéticos ne- mundial para el desarrollo. cesarios para cubrir las demandas de las comunidades más pobres y vulnerables. Es preciso lograr una asociación eficaz entre los gobiernos, las entidades públicas, las agencias de desarrollo, la socie- dad civil y el sector privado. Además, las cuestiones de energía y cambio climático requieren un trata- Fuente: UNDP 2005. miento global, no solo local, que aconseja crear y fomentar asociaciones de ámbito mundial. capítulo 4. suministro de energía 89
  • 4. Cuadro 4.2. Número de personas sin acceso tes; ello es debido a que los gobiernos dan más importan- a electricidad o que descansan en el uso tradicional de la biomasa en 2009 (millones) cia al acceso a la electricidad en sus programas de desarrollo, aunque el acceso a ambas, electricidad y com- Nº de personas Nº de personas que bustibles limpios, es esencial en la erradicación de los sin acceso a descansan en el uso efectos perniciosos de la pobreza y en el desarrollo de las electricidad tradicional de la biomasa comunidades más pobres. África 587 657 4.1.2. El acceso universal a la energía, complejidad África subsahariana 585 653 y dificultad del problema Asia (países en desarrollo) 799 1.937 China 8 423 Aunque no existe un consenso general sobre qué se en- India 404 855 tiende como “acceso universal a la energía”, nos sumamos Otros países de Asia 387 659 aquí a la interpretación que hace el Grupo Asesor del Se- Latinoamérica 31 85 cretario General de Naciones Unidas para la Energía y el Países en Desarrollo 1.438 2.679 Clima en su documento “Energy for a Sustainable Future” Mundo 1.441 2.679 (UN AGECC 2010 ), que define el “Acceso Universal” como “el acceso a unos servicios de energía limpios, fia- Fuente: Energy Poverty. ¿How to make modern access universal? IEA, 2010. bles y asequibles para cocinado, calentamiento, ilumina- ción, salud, comunicaciones y usos productivos”, es decir, La comunidad internacional es consciente, desde los niveles 1 y 2 de la figura 4.1. hace tiempo, de la estrecha correlación que existe entre Hemos adoptado esta definición porque entende- el nivel de ingresos de las familias y el acceso a la energía mos que el acceso a una cantidad de energía suficiente moderna. No es sorprendente que países con una gran para cubrir las necesidades humanas básicas y algunos proporción de población viviendo con menos de 2 dólares usos productivos representa el nivel de energía necesario al día tengan un bajo nivel de electrificación y un alto nivel para mejorar la calidad de vida de los países más pobres y de población descansando en la biomasa tradicional. Pero, promover su desarrollo económico sobre una base soste- por otro lado, el acceso a la energía, especialmente a la nible. electricidad, permite incrementar el nivel de ingresos de Lograr el acceso a la energía abre muchos frentes las familias al facilitar el acceso a medios de producción y de análisis, tanto de índole cualitativa como cuantitativa, mercados ahora inaccesibles. sobre los que es necesario reflexionar. Desde el punto de Se observa que a medida que el nivel de ingresos vista cualitativo, es necesario hablar de dos campos dife- sube, el acceso a la electricidad crece más rápidamente rentes y complementarios de necesidades, ya que condi- que el acceso a combustibles modernos y cocinas eficien- cionan la búsqueda de las soluciones óptimas; por un 90 tecnologías para el desarrollo humano de las comunidades rurales aisladas
  • 5. Nivel 3 Necesidades de una sociedad moderna Nivel 2 Usos productivos Servicios de energía para muchas aplicacio- Nivel 1 nes domésticas, requisitos avanzados para Necesidades humanas básicas Electricidad, combustibles modernos y calefacción y cocinado, transporte privado. otros servicios de energía para mejorar la (Uso de electricidad alrededor de 2000 kWh Electricidad para iluminación, salud, educa- productividad. Ej. por persona y año). ción, comunicación y servicios comunita- - Agricultura: bombeo de agua para irriga- rios. ción, fertilización, cosechas mecanizadas. (50-100 kWh por persona y año). - Comercio: procesado agrícola, indus- trias domesticas o locales. Tecnologías y combustibles modernos para - Transporte: Combustible. calefacción y cocinado. (50-100 kgoe de combustibles modernos o co- cinas de biomasa eficiente por persona y año). Figura 4.1. Niveles crecientes de acceso a los servicios de energía. Fuente: Energy for a sustainable future. UN AGECC, 2010. lado, las necesidades de calor para cocina y calefacción, y mecánica, admiten soluciones diferentes, como pueden por otro, las necesidades de electricidad o de energía ser el suministro de energía eléctrica o de energía mecá- mecánica para aplicaciones más sofisticadas, como ilumi- nica directamente obtenidas de las corrientes de agua o nación, industria y telecomunicaciones. La necesidad de del viento. Su correcta selección exige estudios más cui- energía en forma de calor puede obtenerse eficiente- dadosos. mente mediante procesos de combustión directa de Cuantitativamente, se deben estimar las necesida- combustibles sólidos, líquidos o gaseosos, con rendimien- des en tres grupos. El primero lo constituyen las necesida- tos elevados y costes inferiores a los que requieren las des de uso doméstico. Es urgente estandarizar la cantidad formas más sofisticadas de energía; su estudio debe de energía que se considera necesaria para cubrir las ne- orientarse a cómo incrementar la eficiencia y disminuir cesidades básicas en el seno de las familias; queremos lla- los impactos desfavorables en la salud o el medio am- mar la atención sobre la gran dispersión de los datos que biente. Sin embargo, los problemas que se plantean en la se manejan en este concepto. El siguiente lo forman las provisión de servicios que requieren formas más sofisti- necesidades de carácter comunitario, como la escuela, el cadas de energía, como es la electricidad o la potencia centro de salud y otras necesidades de uso común de la capítulo 4. suministro de energía 91
  • 6. comunidad. El tercer grupo lo constituyen las necesida- mento del consumo de energía provocado por este obje- des para usos productivos, en un nivel mínimo que pueda tivo tendrá un impacto modesto sobre la demanda de constituir la base del desarrollo de las comunidades. En energía primaria y las emisiones de CO2. En 2030, la ge- la figura 4.1 se dan algunas cifras para los niveles de co- neración global de electricidad sería un 2.9% mayor, la de- bertura de las necesidades humanas básicas comparadas manda de petróleo subiría menos de un 1% y las emisiones con las necesidades de una sociedad moderna (UN de CO2 serían un 0.8% más altas. El problema no es, AGECC, 2010). pues, el capital necesario, ni el aspecto medioambiental, ni Desde el punto de vista económico, conviene aclarar tampoco se trata de un problema tecnológico –las tecno- que, en este contexto, el término “asequible” significa que logías necesarias están disponibles– sino que más bien se el coste de la energía para los usuarios finales debe ser trata de problemas de carácter político, institucional, logís- compatible con su nivel de ingresos, es decir que todos tico, financiero etc., que requieren análisis pormenoriza- deberían ser capaces, querer y pagar el incremento de dos de cada uno de ellos y un gran esfuerzo conjunto de coste que pueda suponer el acceso a una forma de ener- toda la sociedad. gía de más calidad. El coste de los servicios de energía no debe ser superior a una fracción del orden del 10-15% de 4.1.3. La electricidad como vector de desarrollo sus ingresos; ello puede hacer necesaria la provisión tem- poral de subsidios hasta que se alcance un desarrollo eco- El acceso al suministro eléctrico en los hogares es particu- nómico suficiente de la zona lo deje de aconsejar. Este ar- larmente imprescindible para el desarrollo humano, ya gumento proporciona una razón adicional para apreciar la que posibilita el alumbrado, la refrigeración y el funciona- importancia de incluir en el acceso universal los usos pro- miento de los electrodomésticos. El acceso a la electrici- ductivos: facilitar a los usuarios la capacidad de pagar por dad es uno de los indicadores más claros del bienestar de la energía lo que se establezca, cuestión clave para una las personas. La electricidad es también imprescindible viabilidad financiera de los servicios energéticos en el para la mayoría de las aplicaciones de desarrollo produc- largo plazo. tivo local. En este caso, es necesario, no solo el acceso La AIE ha estimado en su documento WEO 2010, sino también la garantía de un suministro suficiente, fiable que para cumplir los ODM se requiere una inversión anual y duradero. Por último, no son concebibles servicios sani- en el periodo 2010-2015 de 41.000 millones de dólares, lo tarios adecuados sin el acceso a la electricidad. que representa solo el 0.06% del PIB mundial. Lograr el El Servicio Universal de electricidad es un elemento acceso universal a una energía moderna en el 2030, va a básico en las políticas de combate a la pobreza; implica requerir un esfuerzo adicional de 756.000 millones de dó- dar acceso a la electricidad a todos los ciudadanos en lares, es decir, 36.000 millones de dólares anuales. Esto es igualdad de condiciones. La mayor parte de los países tie- menos del 3% de las inversiones globales de energía pre- nen entre sus objetivos alcanzar el servicio universal y se vistas en el escenario “Nuevas políticas” al 2030. El incre- diseñan planes de electrificación rural que están obte- 92 tecnologías para el desarrollo humano de las comunidades rurales aisladas
  • 7. Cuadro 4.3. El reto de lograr el acceso universal a la riencias de éxito con diferentes sistemas y tecnologías, que electricidad no es insuperable, sería similar al esfuerzo realizado en la década 1990-2000 (Millones) se comentan más adelante. La selección de las tecnologías más adecuadas depende fuertemente de las condiciones Asia Resto Total locales. Para la selección de la tecnología más adecuada a Oriental del mundo cada zona concreta, será necesario en muchos casos el dis- Nuevas conexiones 240 poner de encuestas de carácter sociológico y de bases de 1990-2000 datos de recursos renovables y, si es posible, del uso de he- Nuevas conexiones 210 30 240 rramientas de mínimo coste (EsF, 2009). por década requeridas Las actuales tecnologías energéticas renovables per- para el acceso universal miten su utilización directa en aplicaciones de bombeo y en 2030 depuración de agua en proyectos locales, por lo que pa- Fuente: Energy for a sustainable future. UN AGECC, 2010. rece evidente la capacidad de optimización que pueden implicar las aplicaciones conjuntas de agua y energía en niendo buenos resultados en muchos casos. La mayoría regiones aisladas de las redes de suministro. Los sistemas de estos planes ha considerado, hasta ahora, la extensión de gestión conjunta de ambos suministros también pre- de las redes de suministro como única estrategia para sentan sinergias importantes. La relación entre agua y electrificar las zonas rurales, pero de esta forma, queda- energía es tan íntima, tiene un impacto de tal calado en la rán todavía amplios grupos de población, ubicados en zo- economía y el bienestar de nuestras sociedades, que de- nas más aisladas, que van a quedar muy lejos de lograr el bería tener una atención especial por parte de los pode- acceso a la electricidad; dar acceso a estas comunidades res públicos y un análisis riguroso por parte de la industria, debe reconocerse como una responsabilidad de los Esta- las instituciones académicas y la sociedad civil. dos e implementarse a través de planes de electrificación Aunque los pequeños sistemas eléctricos renovables rural específicos para estas zonas aisladas que estén en implementados a nivel local son claves para resolver el coordinación con las políticas sociales de los gobiernos y problema de la electrificación rural, existen, como se ha con otros programas concretos de desarrollo rural. visto en el capitulo 2, barreras para su desarrollo que ne- La utilización de fuentes de energía renovables me- cesitan ser superadas. Estas barreras incluyen los inexis- diante sistemas aislados de la red, ya sea en sistemas indivi- tentes o insuficientes marcos políticos y legales, las dificul- duales o microrredes, proporciona soluciones operativas y tades financieras, y la falta de capacidad de muchas regio- reales para aquellas zonas donde el coste de la extensión nes. Hay tres temas que conviene analizar con cuidado: la de la red es prohibitivo. En lugares donde el coste por sostenibilidad integral de los proyectos, en sus aspectos punto de conexión mediante extensión de redes es supe- económico, social y medioambiental, el modelo econó- rior a 1.000 dólares USA, los microsistemas eléctricos reno- mico que se utilice y el marco regulatorio que lo haga sos- vables parecen ser una estrategia adecuada. Existen expe- tenible. Dado el conjunto variado de agentes públicos y capítulo 4. suministro de energía 93
  • 8. privados que intervienen en la electrificación rural –desde que si se continúa así, su empleo no será sostenible. Se cal- la administración central, regional y local, hasta los promo- cula además, que en las comunidades aisladas que no tie- tores de proyectos y los propios consumidores o sus órga- nen acceso a combustibles limpios, las mujeres y los niños nos de representación– es necesario también analizar el dedican, por término medio, 4 horas diarias para la recolec- papel de cada uno de ellos, en aras de lograr la adecuada ción de los combustibles tradicionales que necesitan. gestión técnica y económica de los proyectos. La eficiencia de la biomasa puede ser incrementada, proporcionando a las familias biocombustibles limpios y 4.1.4. El problema y el papel de la biomasa facilitando la instalación de cocinas y hornos mejorados y sistemas de ventilación adecuados. La provisión de for- Todavía hoy, 2.700 millones de personas que habitan en paí- mas modernas de energía basadas en las oportunidades ses en desarrollo dependen de los combustibles tradiciona- que hoy ofrecen las energías renovables constituye una les (leña, carbón vegetal, residuos agrícolas o residuos ani- esperanza para frenar este proceso de muertes prematu- males) para cocinar y calentarse, y las proyecciones son ras y deforestación. Las alternativas que ofrece la tecno- que esta situación subirá a 2.900 millones en 2030 si no se logía son muy amplias y pueden satisfacer todo tipo de ponen en marcha las acciones necesarias (WEO IEA, 2010). necesidades en función del área geográfica, empleando La mayoría de estas personas viven en zonas rurales y mu- recursos autóctonos, con tecnologías sencillas y econó- chas de ellas en comunidades aisladas. Como se ha comen- micamente viables. tado, cambiar esta situación es el segundo eje en el que se basa el uso de la energía moderna como factor para la eli- 4.1.5. Visión de los organismos internacionales minación de la pobreza y de sus consecuencias. Aunque, como hemos dicho, el acceso a la electrici- En el momento actual, se percibe un notable cambio en la dad es un objetivo prioritario para incrementar el visión que los organismos internacionales presentan en re- desarrollo, eliminar el uso ineficiente de la biomasa en los lación con la estrategia en materia energética. Si en la úl- hogares es una necesidad urgente por varias razones. Por tima década del siglo XX los objetivos prioritarios eran la un lado, el uso de cocinas tradicionales de biomasa en los independencia energética y los cambios estructurales ba- hogares, sin ningún tipo de chimenea o ventilación, eleva sados en la privatización y la introducción de la competen- los niveles de contaminación en el interior de las viviendas cia en los mercados energéticos, en el comienzo del siglo varias veces por encima del nivel de contaminación en el XXI, sin que de ninguna manera se hayan cambiado estos exterior, incluso en las ciudades más contaminadas. Esto objetivos, la prioridad está focalizada en conseguir el ac- tiene un efecto pernicioso sobre la salud de las personas y ceso universal a la energía, en promover el cambio hacia particularmente de los niños. Por otro lado, el uso tradicio- una matriz energética que resulte medioambientalmente nal de la biomasa es la primera causa de deforestación en sostenible, y en estimular el uso racional de la energía. las zonas circundantes a los núcleos urbanos, de manera Este cambio está basado en dos pilares, el primero de 94 tecnologías para el desarrollo humano de las comunidades rurales aisladas
  • 9. ellos es la toma de conciencia de que el acceso a la ener- 4.2. ASPECTOS BÁSICOS EN EL ACCESO A LA gía es crítico para el desarrollo económico y la reducción ENERGÍA DE LAS CRA de la pobreza, y el segundo es el convencimiento de la ne- cesidad urgente de tomar medidas orientadas a la reduc- 4.2.1. El acceso a la electricidad de las comunidades rura- ción del impacto global del cambio climático. les aisladas El acceso a la energía está siendo recogido ya en las estrategias de los principales organismos internacionales La electricidad es imprescindible para algunos servicios del sector energético y en las estrategias de la coopera- como iluminación eficiente o alimentación de equipos ción internacional. En el documento “Access to sustaina- electrónicos para comunicación y entretenimiento. Pasar ble energy sources at the local level in developing coun- de las sombras y penumbras a la luz y del aislamiento al tries” propuesto por la Comisión Europa en abril de 2009, conocimiento de lo que pasa en el mundo sólo es posible se reconoce que las soluciones energéticas locales soste- con electricidad. nibles, implementadas por actores locales y con compro- Para lograr el objetivo de que en 2030 sea realidad miso del sector privado, deben tener un creciente papel el acceso universal a los servicios básicos de electricidad en la cooperación europea al desarrollo. de los 1.200 millones de personas sin acceso que se es- Se ha mencionado varias veces el documento elabo- tima habría en dicha fecha, de no tomarse las medidas rado por la AIE, en colaboración con UNDP y UNIDO, adecuadas, la AIE evalúa que el 38% debería ser conec- “Energy Poverty” y también el redactado por el Grupo tado a redes eléctricas por su ubicación próxima a ciuda- Asesor para la Energía y el Cambio Climático del Secreta- des y a redes existentes, mientras que el 62% debería rio General de la ONU “Energy for a Sustainable future”. abastecerse con microrredes (46,5% núcleos poblaciona- En ellos el acceso universal a la energía se considera una les muy alejados de redes) y con sistemas domiciliarios de las máximas prioridades de los próximos años. Institu- (15,5% casas con alta dispersión). Por tanto, el abasteci- ciones como el Grupo Banco Mundial o el Banco Inter- miento eléctrico de comunidades rurales aisladas se basa americano de Desarrollo, han modificado también en este en microrredes y sistemas domiciliarios en función de su sentido sus estrategias energéticas. grado de dispersión. En principio, de los tres modos de suministro, red, mi- “Uno de los principales desafíos claves que encaran crorred y sistema domiciliario, el suministro con red tiene los gobiernos de los países en desarrollo es aumentar importantes ventajas en cuanto a disponibilidad de poten- la confiabilidad y eficacia del suministro de energía, y cia y posibilidad de aumento progresivo de la demanda permitir, al mismo tiempo, que los servicios energéticos energética. Sin embargo, en algunos países, el suministro modernos sean accesibles y asequibles para todos” mediante red es muy poco fiable, debido fundamental- Grupo Banco Mundial mente a un déficit de energía disponible, consecuencia de Síntesis Sectorial de Estrategia Energética, Oct 2009 la falta de inversión en generación. Por otro lado, los costes capítulo 4. suministro de energía 95
  • 10. de inversión por punto de suministro aumentan exponen- Las fuentes de energía usadas tanto en microrredes cialmente a medida que el grado de cobertura eléctrica au- como en sistemas domiciliarios pueden ser renovables (fo- menta, como consecuencia de la alta dispersión y las difi- tovoltaica, eólica, microhidráulica) o basadas en combusti- cultades de acceso físico. En esta tesitura, para electrificar bles fósiles. En muchos estudios se pone de manifiesto las comunidades rurales aisladas sólo existe la vía práctica que la generación basada en combustibles fósiles, aunque de recurrir a microrredes o a sistemas domiciliarios, aun- tiene un menor coste de inversión inicial, tiene un mayor que tengan algunas desventajas, como la limitación de po- coste medio (inversión más operación y mantenimiento, tencia o, en algunos casos, el suministro de corriente conti- más combustible, durante la vida del proyecto) de la ener- nua. Por tanto, para la electrificación rural se debe buscar gía producida. Esta tendencia se acentúa en la medida en la mejor opción socioeconómica en cada caso, contem- que las comunidades están más remotas y el coste de su- plando los tres modos de suministro. ministrar productos petrolíferos aumenta. Por tanto, las energías renovables desempeñan un papel crítico en la 4.2.2. Microrredes y Sistemas Domiciliarios electrificación de comunidades rurales aisladas. La selección de la energía renovable más apropiada Las microrredes son una buena solución para electrificar en cada caso viene condicionada por la disponibilidad del pequeños núcleos de población. Pueden estar alimenta- recurso. Así, la microhidráulica sólo se puede utilizar, y ha- das por centrales fotovoltaicas, microeólicas o microhi- brá que hacerlo de forma preferente, en los sitios donde dráulicas. Es muy habitual recurrir a los sistemas híbridos, exista un cauce de agua con caudal y salto suficiente. El donde los grupos electrógenos pueden proveer una re- uso de la eólica y la fotovoltaica está condicionado, res- serva para aumentar la fiabilidad y para conseguir una al- pectivamente, por la existencia de viento e insolación sufi- ternativa más eficiente en coste que sólo energías renova- cientes. En ambos casos, es muy importante disponer de bles. En muchos casos existe una complementariedad na- mediciones adecuadas en todas las épocas del año, que tural entre la fotovoltaica y la eólica. permitan un dimensionamiento fiable de los sistemas. La Las microrredes necesitan de una pequeña red de mayoría de los países en desarrollo están ubicados entre distribución, con instalación de contadores de energía, li- los paralelos 35º N y 35º S, en el denominado “cinturón mitadores de carga en cada usuario y un sistema de regu- del sol”, lo cual hace de la energía fotovoltaica una refe- lación de tensión y potencia que adapte en cada mo- rencia muy importante para la electrificación de las comu- mento la generación de energía necesaria para el con- nidades rurales aisladas de los países en desarrollo. sumo y que evite el colapso del sistema por sobrecarga. Dentro de los sistemas domiciliarios, se han desarro- Los Sistemas Domiciliarios se adaptan mejor a las po- llado, en los últimos años, productos de coste reducido blaciones dispersas, ya que no requieren redes de distri- para cubrir las necesidades de iluminación y pequeñas car- bución. El generador puede ser fotovoltaico, microeólico o gas a 12Vcc. Son lámparas y linternas con focos leds que in- grupo electrógeno. tegran un pequeño panel fotovoltaico de carga de energía 96 tecnologías para el desarrollo humano de las comunidades rurales aisladas
  • 11. Figura 4.2. Esquema de microrred. Fuente: Elaboración del autor. Figura 4.3. Esquema de Sistema Fotovoltaico Domiciliario. Fuente: Perú Microenergía. capítulo 4. suministro de energía 97
  • 12. y un enchufe para carga de móvil o conexión de radio. Con- yan al desarrollo de proyectos dando soporte a empren- forman la denominada picofotovoltaica, y se ha demos- dimientos sociales. trado de una gran utilidad en muchos países de África. • Los emprendedores que ven una oportunidad de Se puede asegurar que conseguir el acceso universal desarrollo de mercado en esta actividad. a la energía en el 2030 no será posible sin el concurso de las energías renovables. Se estima que la electrificación La planificación eléctrica debe recoger, en el escena- con energías renovables, tanto en microrredes como en rio de 10 años, los proyectos de electrificación rural con su sistemas domiciliarios, debe alcanzar a más de 1.000 millo- programación temporal y su presupuesto. Esta planifica- nes de personas, generando 571 TWh, con una inversión ción debe ser vinculante y debe conllevar un proceso exi- estimada superior a 441.000 Millones de USD en los pró- gente de seguimiento anual. La planificación conlleva ximos 20 años o 20.800 Millones de USD al año. identificar las necesidades (ubicación y demanda) y los re- cursos energéticos locales disponibles, y, mediante aplica- 4.2.3. Política energética, planificación y regulación ciones informáticas específicas, establecer con criterios claros y transparentes el modo de suministro eléctrico Sobre los estados pesa la principal responsabilidad de fa- más adecuado en cada caso: extensión de redes, micro- cilitar el acceso a la electricidad. Es prácticamente imposi- rredes o sistemas domiciliarios. Ya se vio como las micro- ble conseguir el acceso universal a los servicios eléctricos rredes y los sistemas domiciliarios son el modo de sumi- básicos si los gobiernos nacionales no contemplan de nistro más relevante para las comunidades rurales aisla- forma prioritaria este objetivo en las políticas energética y das. Un plan bien concebido pone de manifiesto las nece- de desarrollo, la planificación eléctrica y la regulación. sidades y el modo de abordarlas, facilitando la coordina- La política energética debe contemplar el objetivo ción entre los diferentes actores y posibilitando las apor- prioritario de acceso eléctrico universal en el 2030, con taciones de las organizaciones multilaterales, agencias los hitos intermedios que aseguren el progreso adecuado. internacionales, sector privado y sociedad civil. Esta política debe coordinarse con la política de Ante la magnitud del problema, es necesaria la parti- desarrollo rural, educación, infraestructuras y lucha contra cipación de todos los grupos de interés, para lo cual los la pobreza. gobiernos deben crear el entorno adecuado. Aunque el En aquellos países cuyos gobiernos, por diferentes mercado potencial global de microrredes y sistemas domi- razones, no asumen explícitamente su responsabilidad de ciliarios es de una magnitud atractiva, existen barreras cla- suministrar energía a todos los ciudadanos mediante el ramente definidas para el desarrollo de este mercado y la uso de energías renovables, esta actividad es llevada a principal de ellas es el elevado coste de las instalaciones cabo por dos tipos de emprendimientos: comparado con los niveles de renta de las comunidades • Las agencias de cooperación y otras instituciones de rurales aisladas. Estas barreras de carácter económico tie- cooperación al desarrollo, que fundamentalmente apo- nen dos manifestaciones, una, posiblemente la más impor- 98 tecnologías para el desarrollo humano de las comunidades rurales aisladas
  • 13. Figura 4.4. Árbol de problemas de la electrificación de comunidades rurales aisladas. Fuente: Elaboración del autor. tante, es el elevado coste de la inversión inicial y otra, el electrificación, y dado que las comunidades rurales aisla- elevado coste del mantenimiento de las instalaciones, en das resultan vulnerables, es necesario que se establezca particular la reposición de baterías en el caso de la ener- una regulación específica para la electrificación rural. Nor- gía fotovoltaica y eólica. Es necesario que los gobiernos malmente, existe regulación para el suministro por redes, creen el marco adecuado para que resulte atractiva la par- pero no así para el suministro no convencional (microrre- ticipación de todos los grupos de interés. des o sistemas domiciliarios) debido a su reducida poten- En la medida en que los gobiernos facilitan las condi- cia unitaria. Por tanto, el primer paso es establecer dicha ciones para que los diferentes actores participen en la regulación específica, si no existiera. En el caso de la pico- capítulo 4. suministro de energía 99
  • 14. fotovoltaica, no se requiere regulación específica de la ac- lación, a cuyo nombre están los activos de la instalación; la tividad, remitiéndose a la regulación general sobre produc- propiedad puede ser un particular o una municipalidad o tos/servicios. una cooperativa capaz de conseguir la financiación corres- La regulación específica de la actividad de suministro pondiente y gobernar la iniciativa. Y la figura del explota- eléctrico mediante microrredes o sistemas domiciliarios dor, que opera y mantiene la instalación y es contratado debe ser muy sencilla y fácil de aplicar, evitando costes por la propiedad para que gestione sus activos. Al explo- transaccionales. Debe establecer las condiciones de sumi- tador se le requiere la capacidad de gestionar la actividad nistro o tipo de concesión, la calidad del servicio, los nive- y de hacerlo de forma eficiente. Dadas las características les de suministro: potencia, tensión, frecuencia y energía, de las comunidades rurales aisladas, parece conveniente las condiciones de conflicto: impago, manipulación y co- desarrollar las capacidades de explotador a nivel local, fo- municaciones, así como las tarifas o cuotas a abonar. mentando la capacitación y la formación de organizacio- Otro efecto que se consigue con la regulación es que nes que asuman este rol. los usuarios de microrredes y sistemas domiciliarios pue- En el caso de los Sistemas Domiciliarios existe una dan acceder, al menos, al mismo grado de subsidios que gran variación y disparidad de modelos de gestión, que existen en las redes, ya sea para inversión inicial o subsi- podemos agrupar en tres bloques: venta al contado, venta dios sobre las tarifas (tarifa social). Y es deseable, dado el a crédito y cuota por servicio. En la venta, tanto al contado mayor nivel de pobreza de las comunidades rurales aisla- como a crédito, existe una transferencia de propiedad li- das, que los subsidios se focalicen en estos casos de ma- mitada por las condiciones de venta, mientras que en el yor necesidad. En todo caso, al establecer la tarifa hay que modelo de cuota por servicio, no se transfiere la propie- considerar la asequibilidad de la misma para los usuarios y dad, sino sólo la electricidad a disposición (generada y al- la sostenibilidad a largo plazo. macenada) o el servicio eléctrico. En los modelos de venta a crédito aparece la figura 4.2.4. Modelos de gestión de la institución crediticia o de microcrédito. Se pueden clasificar por el sujeto del crédito: al comprador o al ven- En la explotación de microrredes, la variedad en los mode- dedor. En el caso del crédito al vendedor, éste asume el los de gestión es muy limitada. Se deben considerar tres fi- riesgo de impago del comprador, mientras que este riesgo guras, que pueden ser independientes o solaparse. La fi- es asumido por la institución crediticia en caso de la venta gura del promotor, que concibe y desarrolla el proyecto, con crédito al comprador. Una variante es el alquiler con analizando su viabilidad técnica y económica y buscando opción de compra, aunque hay pocas experiencias con la financiación; esta figura es típica del emprendedor, que este modelo. puede ser el mismo propietario, o una empresa, o una Finalmente, en los modelos de cuota por servicio, lo ONG o cualquier otro actor con imaginación, voluntad y que se vende es el servicio eléctrico. Es el modelo más pa- capacidad para ello. La figura de la propiedad de la insta- recido al de las empresas distribuidoras convencionales, 100 tecnologías para el desarrollo humano de las comunidades rurales aisladas
  • 15. con la salvedad de que la instalación del proveedor de adecuadamente el uso y manejo de elementos contami- servicio está situada en el domicilio del usuario. Este mo- nantes, como baterías de plomo y aceites de engrase o delo, a su vez, puede tener concesión o no. dieléctricos. Se puede decir que no existe un modelo mejor que Pero el verdadero caballo de batalla en la electrifica- los demás. Al analizarlos bajo los diferentes aspectos de ción de comunidades rurales aisladas es la sostenibilidad riesgos, coste, sostenibilidad, etc., cada modelo tiene sus económica. Poder comprar y mantener un sistema, o pa- ventajas, inconvenientes y factores críticos de éxito. Exis- gar una cuota periódica que permita cubrir los costes ten casos de éxito de cada tipo de modelo de gestión. Lo (costes de capital y operación y mantenimiento), es poco que parece que es crítico es el conjunto de modelo, tipo compatible con los niveles de ingresos de estos usuarios. de producto/servicio y condiciones específicas del en- Como ya se ha indicado, el coste de inversión inicial de las torno. energías renovables es alto, y es cierto que, como conse- cuencia del desarrollo de los mercados, especialmente en 4.2.5. El problema de la sostenibilidad países desarrollados, se prevé una reducción de los costes (por ejemplo, una reducción del 40% en paneles solares La sostenibilidad de las soluciones planteadas para la de 2010 a 2015). También el desarrollo tecnológico pre- electrificación de comunidades rurales aisladas debe ser visto en las baterías apunta hacia una reducción de coste un planteamiento irrenunciable. Cualquier actividad que y aumento de prestaciones. Sin embargo, todavía la inver- se lleve a cabo debe contemplar ineludiblemente su sos- sión inicial es una fuerte barrera. Esta barrera no se re- tenibilidad social, medioambiental y económica. suelve exclusivamente con financiación, pues aunque se Respecto a la sostenibilidad social, debe contem- consiguiera su financiación a coste muy reducido, el peso plarse la participación de los usuarios en todas las fases que tiene sobre la cuota periódica la haría inasequible del proyecto, directamente o mediante sus órganos repre- para las comunidades rurales aisladas. Por tanto, es nece- sentativos existentes, o creados para este objetivo. Es im- sario un subsidio a la inversión inicial, que puede provenir portante considerar la participación activa de las mujeres de los gobiernos centrales, provenientes a su vez de sus en los órganos de representación ya que son el colectivo presupuestos o de préstamos de organismos multilatera- al que más suelen afectar las condiciones de las viviendas. les o bilaterales, o de la cooperación internacional. También es muy conveniente la participación y colabora- Por otro lado, todos los equipos requieren algún ción de las administraciones locales y regionales. mantenimiento, ya sea para facilitar su correcta opera- Como la generación eléctrica para alimentar las mi- ción o para reparar sus averías. Dar la atención requerida, crorredes o los sistemas domiciliarios está basada en mediante personal especializado, no es nada fácil en lu- energías renovables, la sostenibilidad medioambiental pa- gares remotos que exigen largos desplazamientos. Para rece más fácil de lograr que con energías basadas en com- afrontar este tema deben contemplarse cuatro tipo de bustibles fósiles. Sin embargo, es necesario contemplar actuaciones: capítulo 4. suministro de energía 101
  • 16. • Especificar, siempre que sea posible, equipos que Cuando la cuota resulta excesiva respecto a los in- requieran poco mantenimiento y de fácil ejecución. gresos de los usuarios, es necesario establecer subsidios • Capacitar a los propios usuarios para que conozcan bien mientras perduren dichas condiciones. Basándose en el las limitaciones y prestaciones de sus instalaciones y éxito que la implantación de la tarifa con prima (feed-in ta- asuman ciertas labores sencillas de mantenimiento. riff) ha tenido en el desarrollo de las energías renovables • Capacitar a técnicos locales que puedan ofrecer sus en muchos países, la Plataforma Fotovoltaica de la Unión servicios para asesorar o reparar. Europea propone la Tarifa Regulada de Compra (Regula- • Concentrar las intervenciones para facilitar todas las ted PurchaseTariff-RPT) para incentivar la electrificación actividades anteriores. de comunidades rurales aisladas. Parte de los costes tota- les son cubiertos mediante subsidio estatal o mediante Los costes de desarrollo de capacidades locales de- subsidio cruzado aportado en su tarifa por los usuarios de ben integrarse en los costes de inversión inicial. Además mayor consumo. Este tipo de subsidio existe en muchos de capacitar, es necesario garantizar alguna forma de países, aún en países desarrollados, pero normalmente apoyo o asesoramiento para los casos que sobrepasan las sólo se aplica a usuarios conectados a red. Sería necesario situaciones normales. extender su uso a microrredes y a sistemas domiciliarios. Aunque los sistemas estén perfectamente dimensio- De esta forma, los consumidores de comunidades rurales nados, suministrados e instalados, y adecuadamente ope- aisladas atendidos por microrredes o por sistemas domici- rados los equipos tienen una vida útil, al cabo de la cual es liarios, se verían beneficiados de la mayor aportación que necesario sustituirlos. La reposición de equipos costosos, hacen en su tarifa los usuarios de mayor consumo, normal- como puede ser el caso de las baterías, puede represen- mente conectados a la red, de igual forma que lo hacen tar una barrera infranqueable para el usuario. ahora los usuarios de menor capacidad de pago atendidos Por último, la gestión de cobro de las cuotas, en el caso por la red. de financiación de la compra (micro financiación) o en el caso El gasto en que incurren las comunidades rurales ais- de cuota por servicio, es un tema especial a considerar. Según ladas como consecuencia de la falta de electrificación es el modelo de gestión que se implante, los propios usuarios una parte importante de sus ingresos. El uso de velas, lám- pueden proceder a la gestión del cobro, lo cual evitará costes paras de keroseno, pilas carga de baterías con sus despla- adicionales a cargar sobre las cuotas. La gestión de impaga- zamientos asociados, es un dato a considerar para validar dos debe contemplarse desde el principio con criterios cla- la asequibilidad de la tarifa. Es deseable que la tarifa apli- ros. Es evidente que el impago de cuotas no sólo provoca pér- cada a las comunidades rurales aisladas no sea superior a didas, sino lo que es más grave, incita al resto de usuarios a la aplicada a los usuarios de red, pero si tuviera que ser imitar esa conducta. La desconexión de los usuarios con im- superior, nunca debiera superar al coste que implica la pagos injustificados parece una medida necesaria, si se quiere compra de los elementos sustitutivos para el servicio de preservar la sostenibilidad de la acción de electrificación. iluminación y de comunicación. 102 tecnologías para el desarrollo humano de las comunidades rurales aisladas
  • 17. 4.3. ASPECTOS BÁSICOS DE LA PRODUCCIÓN DE diciones de habitabilidad en las viviendas durante las épo- CALOR PARA COCINA Y CALEFACCIÓN cas de bajas temperaturas. En el caso de las comunidades rurales aisladas, su ac- 4.3.1. Situación actual ceso a la energía térmica para calefacción, esterilización o procesado de alimentos está ampliamente restringido a Como se ha puesto de manifiesto en la introducción a las fuentes energéticas tradicionales, fundamentalmente este capítulo, la relevancia de la energía para el desarrollo biomasa y carbón vegetal, utilizadas de forma muy inefi- humano está vinculada a los servicios que ésta propor- ciente. Según EIA (2006), el 87% de la población de la In- ciona. La electricidad no es crítica para el desarrollo por dia que habita en zonas rurales tiene la biomasa como su facilitar luz, sino por promover el acceso a la educación, la fuente de energía primaria para cocinar. El porcentaje au- salud, la preservación de alimentos, el agua potable o las menta hasta el 93% en las zonas rurales de África Subsa- comunicaciones. De igual forma, la energía térmica ligada hariana e incluso alcanza valores superiores en algunos a la calefacción o el cocinado no lo es por proporcionar países como Indonesia (95%). Pero esto no es una situa- calor, lo es por facilitar la habitabilidad básica y, especial- ción exclusiva de las zonas mencionadas; el porcentaje mente, por facilitar el procesado y conservación de ali- medio de dependencia en el mundo rural es del 83%. Es mentos. decir, la inmensa mayoría de la población rural no tiene ac- Aunque el procesado de alimentos presenta algunos ceso a fuentes modernas de energía para la generación de inconvenientes –la reducción del contenido en vitaminas, calor. El informe anual de la Agencia Internacional de la fibras y minerales naturales o el aumento de la ingesta de Energía más reciente (WEO IEA, 2010) confirma cifras si- azúcares y sales, que favorecen la aparición de problemas milares para 2009 e incluye proyecciones para 2030 que como el aumento de la tensión arterial, la obesidad, o la muestran una situación análoga en el futuro próximo. diabetes– la energía térmica proporciona ventajas insusti- tuibles en la alimentación humana: permite acceder al es- 4.3.2. Impactos del uso de biomasa caldado –que interrumpe la acción enzimática–, la cocción, la pasteurización y la uperización –que eliminan agentes Esta dependencia de la biomasa conlleva trágicas conse- patógenos– y permite consumir productos que de otra cuencias, tanto ambientales como sociales y económicas, forma serían difícilmente asimilables por nuestro orga- que se explican a continuación. nismo. Son muchos los beneficios asociados al uso de energía térmica para el procesado, la conservación, la faci- Problemas respiratorios y muertes prematuras derivados de lidad de manejo, el transporte, o incluso la consistencia o la inhalación de humos el sabor de los alimentos. La energía térmica también per- mite la esterilización –muy relevante para evitar el conta- La Organización Mundial de la Salud, OMS (2008), estima gio de enfermedades– y aporta calor para mantener con- que la quema de biomasa en espacios interiores produce capítulo 4. suministro de energía 103
  • 18. la emisión de sustancias que generan la muerte prematura cocinado de la comida, que aumenta sustancialmente en de 1,45 millones de personas al año en el mundo. Una parte estos sistemas tradicionales; por tanto, se produce un dé- significativa de estas muertes corresponde a niños peque- ficit de horas diarias que podrían dedicarse a la educación ños que pasan muchas horas al día respirando el humo o a labores productivas. Por otra parte, esta biomasa se contaminado. También provoca enfermedades respirato- suele transportar sobre la espalda, lo que da lugar a im- rias crónicas en los adultos y continuos problemas de con- portantes lesiones que impiden la realización de otras ta- juntivitis. Esta situación convierte el problema de la quema reas o, incluso, inhabilitan a la persona que la transporta. de biomasa en la segunda causa de muerte mundial por delante de la tuberculosis y la malaria y sólo detrás del Sín- Deforestación drome de Inmuno-Deficiencia Adquirida (SIDA). La Organización de las Naciones Unidas para la Agricul- Problemas derivados de la forma de combustión tura y la Alimentación, en su informe FAO (2010), pone de manifiesto la deforestación que se está produciendo en La combustión ineficiente de la biomasa también lleva algunas zonas de América Latina, África Subsahariana y asociados otros problemas inherentes entre los que des- Asia Suroriental. Esta situación se debe, en parte, a la ne- tacan: dolores de espalda y lumbares por malas posturas cesidad de biomasa forestal para la generación de calor. al cocinar, quemaduras en el cuerpo por contacto directo Hay imágenes de satélite que muestran la gran superficie con el fuego o con los utensilios que alcanzan temperatu- deforestada en los entornos de los caminos rurales de ras elevadas, contaminación de los alimentos por estar en donde se extrae la biomasa para consumo energético. La contacto directo con los humos, riesgo de incendio en la deforestación conlleva una degradación del suelo y favo- vivienda, etc. Además, el muy bajo rendimiento de la com- rece la desertización que, a su vez, provoca una reducción bustión exige la necesidad de mayores cantidades de bio- de la precipitación de agua en la zona, la reducción de la masa para alcanzar el mismo servicio energético. fertilidad de los suelos, el aumento de la propensión a la erosión y problemas de retención de nutrientes y de pre- Problemas derivados del transporte de biomasa vención de impactos de eventos meteorológicos extre- mos. Además, cuando aumenta la deforestación, se incre- Para poder disponer de biomasa para la combustión, hay menta el tiempo necesario para recoger la leña, lo que que realizar largos desplazamientos, que suponen una me- amplía los impactos de su transporte. dia del orden de 1 hora al día, según OMS (2007), aunque hay países, como Níger, en los que la media puede llegar a Cambio Climático 4 horas diarias. La mayor parte de estos desplazamientos los realizan mujeres y niños. Además, las mujeres dedican, Una consecuencia directa de la deforestación es la pér- adicionalmente, un tiempo destacado a la preparación y al dida de sumideros de carbono que reducen la concentra- 104 tecnologías para el desarrollo humano de las comunidades rurales aisladas
  • 19. ción de CO2 en la atmósfera; sin embargo, no es el único de estos programas destacan las siguientes: efecto del uso de biomasa sobre el cambio climático. La • Los beneficiarios deben estar convencidos de la necesi- quema de esa biomasa genera unas partículas de color os- dad del cambio de sistema de combustión (porque la curo denominado “black carbon” que favorecen el calen- recogida de leña sea costosa, por los problemas respira- tamiento del planeta por tener una capacidad de absor- torios, por los tiempos empleados, etc.). ción de la radiación y por reducir el albedo1 cuando se de- • Los artesanos locales han de participar en el proceso de positan sobre la nieve o el hielo. Además, esta deposición diseño de las cocinas y se han de usar materiales dispo- acelera el deshielo, favoreciendo algunos de los impactos nibles a nivel local. del cambio climático. • Las cocinas son similares a las antiguas, fáciles de encen- der, aceptan todo tipo de leña (forma, tamaño, material, 4.3.3. Sistemas eficientes de utilización de la biomasa etc.) y permiten ajustar la potencia de salida. Una de las causas de los importantes impactos menciona- Otra forma de mejorar la eficiencia de la combustión dos de la quema tradicional de biomasa es que la combus- es tapando los utensilios de cocción o utilizando mejores dis- tión se realiza a “fuego abierto”, es decir, se quema en un positivos, como ollas que retienen el calor u ollas a presión. hogar confinado entre tres o más piedras sobre las cuales También existen alternativas a los sistemas más efi- se apoyan los utensilios de cocina. Por tanto, una de las cientes, que se fundamentan en la sustitución del combus- primeras alternativas para reducir el problema es utilizar tible. Entre los combustibles alternativos destaca el biogás sistemas de combustión más eficientes, manteniendo la producido por la fermentación anaeróbica de residuos ga- satisfacción de las necesidades de los usuarios. Para el naderos y agrícolas. También se pueden utilizar combusti- caso del cocinado a estos sistemas se les suele denominar bles fósiles como el gas natural o Gases Licuados del Pe- cocinas mejoradas. Las cocinas mejoradas consiguen re- tróleo (GLP). Todos estos sistemas mejoran drásticamente ducir los niveles de concentración de partículas en el inte- los impactos de la quema de biomasa y evitan también la rior de las viviendas hasta un 90% (OMS, 2007) y permi- mayor parte de la contaminación exterior asociada a las ten disminuir una parte de los problemas asociados (mejo- cocinas mejoradas. ran la eficiencia, disminuyen riesgos de quemaduras e in- En lo que respecta al ambiente en el que se produce cendios, atenúan problemas posturales al cocinar, etc.). La la combustión, algunos de los problemas mencionados se figura 4.5 ilustra los componentes de la cocina y las mejo- pueden mitigar mejorando la ventilación de la vivienda ras asociadas (Araque, 2005). (aumentando el número de ventanas, utilizando campanas Existen multitud de manuales para la construcción sencillas de extracción de humos) o separando el habitá- de cocinas mejoradas y publicaciones con la evaluación culo para cocinar del resto de estancias de la vivienda. de experiencias sobre programas de instalación de estas También se pueden reducir los impactos modificando lige- cocinas. Entre las premisas que se han extraído del éxito ramente los hábitos de uso de biomasa: secando la leña capítulo 4. suministro de energía 105
  • 20. rar, combustibles que sean accesibles, etc.) y transferen- cia del conocimiento. • Participación de la comunidad receptora en todo el ciclo de gestión. En el caso de las cocinas, es especial- mente importante la participación de las mujeres para que los proyectos se adapten a las necesidades reales. • Planteamiento de una escala de proyectos que analicen el problema de forma regional, sin exclusiones, con pers- pectiva de acceso universal a la energía, más allá de la vida útil del proyecto, garantizando el servicio alcan- zado, etc. • Fortalecimiento y capacitación de las instituciones públi- cas locales y regionales que deben apoyar a las comuni- dades en la gestión. • Coordinación entre donantes, con los organismos per- Figura 4.5. Corte transversal de una cocina mejorada incluyendo las manentes de los niveles intermedios, con las políticas ventajas asociadas. Fuente: Araque, 2005. nacionales y locales, etc. previamente, preparando los alimentos para reducir los tiempos de cocinado (por ejemplo, manteniendo en re- 4.4. TECNOLOGÍAS PARA EL ACCESO mojo las legumbres al menos las 8 horas previas), mejo- A LA ENERGÍA EN LAS CRA rando el mantenimiento de las cocinas o alejando a los ni- ños del humo durante la combustión. 4.4.1. Sistemas fotovoltaicos para electrificación rural 4.3.4. Sostenibilidad de los proyectos La Energía Solar Fotovoltaica (ESF), desde que se desarrolló a nivel terrestre en la década de los 80, ha te- Como en todos los proyectos para el desarrollo de comu- nido una marcada aplicación en la posibilidad de poder nidades rurales aisladas, hay que recordar que se deben generar energía eléctrica allí donde tiene que ser consu- mantener criterios que aseguren o, al menos, faciliten su mida, sin necesitar costosas y complejas infraestructuras sostenibilidad temporal. de distribución. En efecto, la ESF es casi la única que Entre estos criterios, destacan: puede generarse allí donde se precisa, no necesita de • Uso de tecnologías apropiadas (incluyendo el uso de aporte de combustible, es susceptible de ser dimensio- materiales disponibles, maquinaria que sea fácil de repa- nada para los consumos necesarios e incluso puede ser 106 tecnologías para el desarrollo humano de las comunidades rurales aisladas
  • 21. ampliada posteriormente para adaptarse a los requeri- sumo se rompe, habrá un déficit energético que, una vez mientos futuros, precisando, además, de muy poco mante- superado el factor de seguridad, desembocará en la pa- nimiento. Es un tipo de energía que puede paliar casi cual- rada del sistema hasta que nuevamente se consiga recar- quier necesidad energética en sitios remotos y con inde- gar la batería e iniciar el ciclo de carga–descarga de forma pendencia absoluta. equilibrada. Los sistemas de control, integrados normal- Los sistemas individuales de electrificación rural si- mente en el regulador de carga, dan una información ac- guen el esquema básico siguiente: tualizada y fiable de cómo se encuentra el sistema para que, de esta forma, se pueda consumir energía de forma eficiente y sin poner en peligro el uso de los diferentes REGULADOR DE CARGA ACUMULADOR CONSUMOS consumidores, ayudando a lograr el equilibrio del que se hablaba antes. Los sistemas fotovoltaicos pueden ser objeto de am- pliación en cualquier momento, no obstante es una buena Se parte de uno o varios módulos solares fotovoltai- practica prever las horas de utilización reales de los dife- cos, que son conectados a un regulador de carga cuya rentes consumos, así como pensar en las posibles nuevas función es la de controlar y gestionar la carga y descarga necesidades que pueden aparecer, con el fin de que el di- de la batería, además de dar cierta información del sis- seño responda adecuadamente a las necesidades inme- tema. Este dispositivo es conectado posteriormente a la diatas y de futuro próximo. Esta tarea es fundamental a la batería de acumuladores y desde ésta se alimentan los di- hora de calcular una instalación, pero este trabajo tiene un ferentes consumos para los cuales se diseñó el sistema. 50% de aspectos técnicos y otro 50% de análisis socioló- Los módulos fotovoltaicos son equipos que transfor- gico. Evidentemente, es difícil que un nuevo usuario, por man la radiación solar en electricidad, de forma directa, si- ejemplo, de luz eléctrica y TV, pueda dar el dato de uso, lenciosa y nada contaminante. Su vida es excepcional- por la sencilla razón de que en una gran multitud de casos, mente larga, pudiéndose situar en más de 30 años sin que principalmente en el tema que nos ocupa, jamás ha po- su rendimiento se vea reducido en más de un 20%. La tec- dido disfrutar de estos servicios y por lo tanto, no puede nología usada para el resto de dispositivos (regulador, ba- tener un criterio cierto de cómo éste le puede transfor- tería, consumos, etc.) es sobradamente conocida, por lo mar los hábitos de vida; por tanto, la persona que diseña que un buen técnico es capaz de diseñar sistemas solares la instalación tiene que basar su decisión en la experien- seguros y eficientes que puedan resolver multitud de ne- cia, la lógica y el estudio previo de las circunstancias que cesidades. rodean la futura instalación. El diseño de un sistema fotovoltaico se realiza en Claros ejemplos de las aplicaciones fotovoltaicas función de los consumos que se tienen que alimentar, más que inciden directamente en la electrificación rural, po- un factor de seguridad. Si el equilibrio de generación–con- drían ser, aparte de la clásica iluminación de viviendas, sis- capítulo 4. suministro de energía 107
  • 22. Figura 4.6. Sistema fotovoltaico centralizado. Fuente: ATERSA. temas de bombeo, abastecimiento y depuración de agua, gún los recursos solares de cada época del año y la ne- alimentación de equipos de radio, televisión y transmisión, cesidad de consumos para los diferentes receptores. En iluminación pública, equipamiento eléctrico para centros definitiva, los usuarios son los que cuidan de su instala- de salud, centros de convivencia, etc., en definitiva, prácti- ción permanentemente, ya que si rompen el equilibrio camente todas las aplicaciones donde se use electricidad producción-consumo corren el riesgo de no poder dis- como fuente de energía. frutar de las ventajas que les proporciona la energía En lo que se refiere a electrificación rural, se pue- eléctrica disponible para los usos que entienden priori- den diferenciar las instalaciones descentralizadas y las tarios para el conjunto de usuarios. En otras palabras, centralizadas. La principal virtud de las descentralizadas son los únicos responsables de la disponibilidad energé- radica en el hecho de que cada vivienda es gestora de tica de su instalación. su propia energía, cada grupo de individuos (familia, pe- Las instalaciones centralizadas son aquellas en las queña industria, etc.) se abastece de la energía de su ins- que el conjunto generador, así como la batería, sistema talación fotovoltaica y da prioridad a los usos más nece- de regulación y resto de equipos son comunes y donde sarios en cada momento, teniendo en consideración los beneficiarios de la energía solo disponen de equipos siempre la energía almacenada en los acumuladores se- consumidores (iluminación, receptores de TV, electrodo- 108 tecnologías para el desarrollo humano de las comunidades rurales aisladas
  • 23. mésticos, etc.). Este tipo de instalaciones suele ser algo Para una cantidad de energía disponible similar es posi- más económico que los sistemas descentralizados y ble ahorrar, entre otros elementos, en los sistemas de puede diseñarse para abastecer otros usos de la comu- regulación y de almacenaje (baterías) puesto que en los nidad, como alumbrado público, extracción y distribu- sistemas distribuidos tendremos siempre repetido el ción de agua, etc. En la figura 4.6 se ilustra uno de estos mismo esquema. Pueden también ofrecer, como se co- sistemas. mentaba anteriormente, servicios comunes a una deter- ¿Cuál de los dos sistemas sería mejor, por ejemplo, minada comunidad, y al ser más grandes en potencia, para la alimentación eléctrica de usos básicos en una al- pueden proveer de sistemas electrónicos tecnológica- dea? La solución, aun siendo económica, pasa por un mente más avanzados. análisis de carácter social. Se puede constatar que la En definitiva, no es posible generalizar cuál sería el disposición de energía en una comunidad de usuarios, mejor sistema a aplicar, pues siempre debe ser aquel donde se comparte la energía finita de un sistema foto- que sea capaz de dar el mejor servicio allá donde se ne- voltaico, suele causar problemas de desabastecimiento cesite, tanto desde el punto de vista tecnológico, como por el hecho de que la energía es de todos y nadie con- de la realidad sociocultural y geográfica en el cual se cretamente se hace responsable. Además, alguna de las desarrollará su trabajo. Las distancias de los puntos de características del ser humano que hacen siempre difícil consumo respecto a la central generadora, la posibili- la convivencia, no ayudan precisamente al manteni- dad de mantenimiento y repuestos, así como el grado miento del equilibrio producción-consumo del que se de implicación de los propios usuarios del sistema, en- hablaba antes. tre otros factores, pueden hacer decidir por uno u otro Las experiencias que se han realizado en el ámbito modelo. de las instalaciones centralizadas y que han tenido éxito Los grandes “fracasos fotovoltaicos” en la mayoría total incorporan sistemas de medida de energía indivi- de los casos no se han producido por la técnica de los dual, así como una limitación de uso para aquellos que componentes, ni por cálculos erróneos, ni siquiera por rebasan la cantidad de energía para la cual el sistema averías de los equipos; se han producido por haber dise- fue calculado. En el esquema anterior, a estos dispositi- ñado sistemas para europeos, con destino a, por ejem- vos se les da el nombre de LCV, están instalados en las plo, zonas rurales africanas. Ese suele ser el gran pro- viviendas y pueden ser consultados por los usuarios sa- blema real, ya que se tiene que diseñar de acuerdo a las biendo en cada momento cuanta energía llevan consu- necesidades de los futuros usuarios, no a la propia con- mida y cuanta les queda por consumir, para que de esta cepción de la realidad; todo esto, junto con un programa forma regulen su consumo y eviten quedarse sin energía de formación, concienciación y mantenimiento básico de en un determinado momento. la instalación, son los elementos necesarios para que las En general, los sistemas centralizados respecto a comunidades acepten el sistema como suyo, no como un los descentralizados suelen tener un costo más barato. regalo de los ricos a los pobres. capítulo 4. suministro de energía 109
  • 24. Figura 4.7. Central Microhidroeléctrica. AZUD CANAL DE DERIVACIÓN CÁMARA DE CARGA Fuente: IDAE TUBERÍA FORZADA EDIFICIO CENTRAL CANAL DE DESAGÜE RÍO 4.4.2. Centrales microhidroeléctricas (CMHE) cauce principal del río. La energía que se aprovecha en las CMHE depende del caudal que se tome y de la dife- Las centrales microhidroeléctricas (CMHE en adelante) rencia de altura entre el punto de captura y el de devolu- –aquellas cuya potencia no supera los 20kW– son una so- ción del agua. Esta configuración permite que la obra civil lución rentable a medio y largo plazo para el suministro de una central de este tipo sea menor que la de una cen- de electricidad a las zonas aisladas en aquellos lugares tral a pie de presa. Las centrales de canal de riego o dis- donde hay ríos escarpados, corrientes, calas o manantia- tribución son un caso particular de las de agua fluyente, les que fluyen durante todo el año. Sin embargo, la cen- en las que, en vez de devolver el agua a su curso, ésta se tral hidroeléctrica es la más difícil de diseñar por la canti- utiliza para regar o para abastecimiento humano. Por fin, dad de variables que intervienen en el proyecto. en ausencia de desnivel suficiente, también se usan turbi- En principio, se puede decir que, salvo la potencia, nas flotantes, ancladas directamente en el caudal princi- una CMHE es similar a cualquier otra central hidroeléc- pal del río, por lo que se evita cualquier obra civil salvo la trica, aunque son muy escasas las CMHE construidas a necesaria para el anclaje de la turbina. pie de presa, casi todas ellas son centrales de agua flu- Además de la obra civil, los componentes esenciales yente o de canal de riego o distribución. Las centrales de de una CMHE son las turbinas, los accesorios para el con- agua fluyente son aquellas en las que el agua se toma de trol, y en algunos casos, transformadores eléctricos para un punto de un curso de agua y se descarga en el mismo facilitar el transporte de la electricidad producida hasta corriente abajo. Habitualmente, la captación se realiza una distancia de la central. Las turbinas deben estar adap- por medio de un canal de derivación que conduce una tadas a las características de la ubicación, siendo éste uno parte de la corriente por medio de una tubería forzada a de los aspectos más importantes de los proyectos. Existen la turbina de generación y la devuelve seguidamente al en el mercado una variedad de turbinas (Pelton, Francis y 110 tecnologías para el desarrollo humano de las comunidades rurales aisladas
  • 25. Figura 4.8. Componentes de una central microhidroeléctrica. Fuente: Saltos del Pirineo. Kaplan con las variantes de ambas) adaptadas a estas mi- la coherencia del proyecto, es también conveniente cono- crocentrales. cer el uso que se le va a dar a la electricidad y el número Para analizar la viabilidad de los proyectos de CMHE de personas que se van a beneficiar de ella. es necesario disponer de alguna información básica im- Evidentemente, se requiere información detallada de prescindible, En primer lugar, como en todos los proyec- la geografía de la zona, con datos tales como: la longitud y tos de abastecimiento de energía eléctrica, es obligatorio latitud del núcleo urbano, una descripción geográfica del estimar, con la mayor exactitud y precisión posible, las ne- entorno, indicando la existencia de cursos de agua, la dife- cesidades de electricidad en kWh, los usos de los consu- rencia de cotas en un área próxima al núcleo urbano, la mos y la potencia eléctrica máxima necesaria en kW. Hay distancia mínima entre el curso de agua y el núcleo ur- que estimar los consumos medios diarios para cada mes bano, y las características geológicas del terreno. Es tam- del año y la distribución diaria del consumo. Para evaluar bién necesaria información cartográfica del entorno y de capítulo 4. suministro de energía 111
  • 26. la región donde se ubica el área de actuación del pro- 500 a.c.) utilizados para moler el grano, hasta los moder- yecto, por ejemplo, mapas topográficos (con curvas de ni- nos aerogeneradores de más de 100m de diámetro, el vel), mapas geológicos y de suelos, mapas de pluviometría abanico tecnológico es muy amplio. Esto significa que, de la zona y limítrofes y mapas de escorrentía. existiendo un adecuado recurso eólico, siempre será posi- Los datos mínimos necesarios para seleccionar la ble encontrar una solución técnica apropiada al nivel de maquinaria y analizar la viabilidad global del proyecto son: desarrollo donde se vaya a utilizar. A día de hoy, en lugares el caudal mínimo del río y el caudal disponible de diseño, como Perú, Cabo Verde, Etiopía o Sri Lanka ya se han im- el desnivel bruto (distancia vertical entre la parte superior plementado sistemas eólicos para contribuir al desarrollo de la tubería de presión de la instalación y la entrada a la de comunidades rurales aisladas. turbina), la longitud y el diámetro de la tubería de presión En cuanto al recurso energético, en todos los conti- necesaria, el voltaje requerido, la potencia máxima nece- nentes existen amplias zonas con abundante recurso eó- saria, el método de control deseado y la longitud de la lí- lico (ver figura 4.9) pero en cada caso particular habrá que nea de transporte. Asimismo, deberá conocerse el con- evaluar si la ubicación concreta es favorable o no para el sumo (máximo, mínimo y medio) previsto de electricidad. aprovechamiento del mismo. Estos datos permiten valorar la dimensión económica del Por otro lado, las condiciones topográficas particulares proyecto, para la que los elementos esenciales son, el puede dan lugar a efectos locales que incrementen el po- coste de la obra civil, la maquinaria, la línea eléctrica, la tencial eólico, como lo que ocurre con las brisas marinas operación y mantenimiento y los costes de formación del cerca de la costa, en lo alto de colinas y montañas, en estre- personal y de la propia comunidad. chos (ej. Estrecho de Gibraltar), o en cabos (ej. Cuerno de Si se decide abordar el proyecto, los datos de algu- África). El efecto del viento en los árboles puede ser un indi- nos parámetros, en particular, el caudal disponible en to- cador sencillo pero fiable del potencial eólico de un lugar dos los meses del año, el desnivel y la distancia hasta los La energía eólica se puede utilizar como fuente de puntos de uso, deben ser determinados con la adecuada energía mecánica (para bombear agua o moler grano princi- exactitud y precisión, lo que conlleva la realización de de- palmente) o para producir electricidad a través de un gene- terminados trabajos de medición que pueden prolongarse rador acoplado al rotor eólico, denominándose aerogenera- en el tiempo. Como mínimo, se tendrá que levantar un dor. En el caso de aplicaciones aisladas (sin conexión a la red perfil topográfico del camino que va a recorrer el agua eléctrica), un aerogenerador puede funcionar de manera to- desde su curso inicial hasta la central. talmente autónoma para, por ejemplo, carga de baterías; o puede formar parte de un sistema híbrido, operando en pa- 4.4.3. Energía eólica en aplicaciones aisladas ralelo junto a un generador diesel o un sistema fotovoltaico. Al igual que con cualquier otra tecnología, la utiliza- El viento se ha utilizado desde hace siglos como fuente de ción de la energía eólica para el desarrollo en comuniades energía. Desde los antiguos molinos persas (datados del rurales aisladas exige tener en cuenta que el acceso a ma- 112 tecnologías para el desarrollo humano de las comunidades rurales aisladas
  • 27. Figura 4.9. Mapa de velocidad de viento global. Fuente: 3TIER. teriales de repuesto puede ser muy limitado, ya que di- sencillas que se pueden fabricar con materiales locales, chos lugares suelen quedar fuera de la cobertura de los como las máquinas eólicas tipo cretense, las bombas mul- servicios técnicos oficiales y el nivel educativo de los usua- tipala tipo americano o los molinos de eje vertical tipo Sa- rios será probablemente bajo. Esto obliga a utilizar siste- vonious (Arrakis, 1997; FAO, 1986; WBTP, 1989). mas de alta fiabilidad y robustez, de fácil operación y man- La aplicación para producción de electricidad su- tenimiento, y cuyas piezas de repuesto sean fácilmente pone un paso más allá de sofisticación, con las ventajas e accesibles. En el caso particular de los sistemas eólicos, la inconvenientes que eso supone. Para esta aplicación, ade- existencia de partes móviles y la utilización de componen- más de existir numerosas opciones comerciales de aero- tes electrónicos o baterías pueden suponer una barrera generadores de pequeña potencia, también existen varios tecnológica que ponga en peligro la sostenibilidad de la modelos diseñados específicamente en el marco de las instalación; sin embargo, existen soluciones relativamente tecnologías apropiadas (Arrakis, 1997; ITDG, 2008). capítulo 4. suministro de energía 113
  • 28. encargan de asumir las fluctuaciones a largo plazo, como por ejemplo durante días o semanas en las que no exis- tiese viento o los cielos estuviesen cubiertos. Con la im- plementación de un sistema híbrido se intenta reducir los costes del proyecto y facilitar la gestión del sistema a par- tir de la combinación de las fuentes energéticas disponi- bles. La figura 4.11 muestra una comparativa entre algunos métodos para acometer la electrificación rural, sistemas basados en diesel, sistemas autónomos fotovoltaicos y sis- temas híbridos con fotovoltaico y diesel. Molino tipo cretense Molino tipo multipala Figura 4.10. Tipos de molinos. Fuente: FAO, 1986. Microrredes en sistemas híbridos 4.4.4. Sistemas híbridos y microrredes El concepto de microrred eléctrica es una extensión del sistema híbrido. Además de contar con elementos de ge- La fiabilidad en la cobertura eléctrica de los consumos se neración, almacenamiento energético y unidades de ges- ve mejorada con el uso de los denominados sistemas hí- tión necesarias, necesita de una infraestructura eléctrica bridos, que hacen uso de diferentes fuentes de energía. El de distribución en baja tensión (monofásicas o trifásicas) hecho de poder utilizar distintas fuentes energéticas de para alimentar las cargas de los diferentes lugares que se distintas características proporciona flexibilidad al sistema consideren. La implantación física de la microrred podrá para gestionar la demanda a lo largo del día, así como para abordarse de modos diversos. En los apartados siguientes futuras ampliaciones. No obstante, si se combinan dos vamos a mostrar los más comunes, indicando las ventajas fuentes energéticas que dependen de las condiciones me- y desventajas de cada uno de ellos en la electrificación ru- teorológicas (como por ejemplo, energía solar y eólica), ral. En general, los sistemas son: que podrían no estar disponibles en un momento dado, la • Sistemas centralizados: Todos sus componentes son cantidad de baterías necesarias puede ser considerable. controlados por una unidad central a partir de la cual se La mayoría de los sistemas híbridos hacen uso de un inyecta la energía a la red. La comunicación entre los generador diesel junto con paneles fotovoltaicos y/o aero- distintos componentes es mucho más fácil si estos están generadores, ya que el generador diesel proporciona una localizados en un mismo punto. salida de potencia conocida que puede ser controlada. En • Sistemas descentralizados: Los sistemas de generación algunos casos también se utilizan baterías junto con los no se encuentran todos conectados al mismo punto, generadores diesel. De este modo, las baterías pueden cu- sino que comparten una infraestructura eléctrica de dis- brir las fluctuaciones diarias y los generadores diesel se tribución común, en donde se conectan el resto de ele- 114 tecnologías para el desarrollo humano de las comunidades rurales aisladas
  • 29. baterías y son éstas quienes inyectan la energía a la red a través de inversor. En caso de estar totalmente cargadas, el regulador se encarga de cortar el paso hacia los acumu- ladores e inyecta la electricidad a la red pasando previa- mente por el inversor. Sistema con bus de corriente alterna La principal característica de un sistema con bus de al- terna es que los elementos de la microrred se conectan directamente a un bus de alterna, con lo que los genera- dores podrán alimentar directamente a las cargas sin ne- cesidad de disponer de una etapa de continua previa. Los Figura 4.11. Comparativa métodos de electrificación rural. generadores renovables, como los fotovoltaicos, dispon- Fuente: Kremer, Smith y Mainkka, 2000. drán de un inversor propio para conectarse a la microrred. mentos de la microrred tales como el almacenamiento Los elementos de almacenamiento, en este caso las bate- de energía y los consumos. rías, se conectarán de igual manera a la microrred a través de un inversor bidireccional. Este inversor es una pieza Sistema con bus de corriente continua clave del sistema, y se perfila como “maestro” del mismo. Este equipo permite el flujo de potencia en las dos direc- Se trata de un sistema centralizado en el que todos los ciones, de continua a alterna y viceversa. Cuando exista componentes de generación están acoplados por medio un excedente energético en la microrred, el dispositivo de un bus de continua. Los sistemas de generación se aco- funcionará como rectificador para así de este modo cargar plan a un regulador de carga cuya función será la misma el banco de baterías, mientras que si hay un déficit de ge- que en el utilizado para las instalaciones fotovoltaicas au- neración, el modo de funcionamiento pasará a ser el de in- tónomas. El generador grupo electrógeno se conecta di- versor para generar la energía necesaria. rectamente a un rectificador que cambia la salida de al- terna a continua para poder cargar las baterías en caso de Sistema mixto ser necesario o proporcionar más energía a la red. Se puede clasificar este diseño como un sistema Un sistema mixto de alterna y continua tiene los elemen- donde sus componentes están acoplados para interactuar tos integrados a través de diferentes buses de alterna y con las baterías. La función de los grupos generadores continua. Este sistema tiene muchos elementos en común (paneles, aerogeneradores, grupos diesel…) es cargar las con el sistema con bus de continua ya que las fuentes re- capítulo 4. suministro de energía 115