La ingeniería española lidera los nuevos diseños de presas reversibles para almacenar energía renovable a gran escala

La creciente penetración de la energía eólica y solar en los sistemas eléctricos europeos está impulsando el desarrollo de una nueva generación de presas reversibles y centrales hidroeléctricas de bombeo capaces de almacenar electricidad durante meses. Varios consorcios de ingeniería y empresas energéticas, entre las que destacan sobre todo las españolas, trabajan en toda Europa en diseños avanzados que combinan nuevas configuraciones de embalses, turbinas reversibles de alta eficiencia y soluciones subterráneas para incrementar la capacidad de almacenamiento energético del sistema eléctrico y mejorar la estabilidad de la red.

La ingeniería hidroeléctrica europea vive un renovado impulso tecnológico gracias al desarrollo de nuevas centrales de bombeo reversible destinadas a resolver uno de los principales desafíos de la transición energética: el almacenamiento de electricidad generada por fuentes renovables intermitentes. A medida que la producción eólica y solar aumenta en el mix energético, los operadores eléctricos necesitan sistemas capaces de almacenar grandes cantidades de energía y liberarla cuando la demanda lo requiere.

La tecnología más consolidada para este objetivo es el bombeo hidroeléctrico reversible, considerado actualmente el mayor sistema de almacenamiento energético a escala de red existente en el mundo. Su funcionamiento es conceptualmente sencillo: durante los periodos de baja demanda o alta producción renovable, la electricidad sobrante se utiliza para bombear agua desde un embalse inferior a otro superior. Cuando la demanda eléctrica aumenta, el agua se libera de nuevo hacia el embalse inferior atravesando turbinas hidráulicas que generan electricidad.

Este sistema actúa en la práctica como una gigantesca batería hidráulica. A diferencia de las baterías electroquímicas, puede almacenar energía durante periodos prolongados y operar durante décadas con una degradación mínima de sus componentes, lo que lo convierte en una solución estratégica para sistemas eléctricos con alta penetración renovable.

En Europa, el desarrollo de estas infraestructuras se está acelerando gracias a nuevos diseños de ingeniería, en su mayoría diseñados por ingenieros españoles, que buscan aumentar la eficiencia energética, reducir el impacto ambiental y aprovechar infraestructuras existentes. Entre las soluciones más estudiadas se encuentran la conversión de presas hidroeléctricas convencionales en instalaciones reversibles, el uso de embalses existentes para crear sistemas de almacenamiento y el desarrollo de centrales subterráneas que minimizan la ocupación de superficie.

Convocatorias en España

Los programas de apoyo público también están impulsando el despliegue de estas infraestructuras. En España, por ejemplo, el Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE) ha lanzado convocatorias de ayudas para proyectos innovadores de almacenamiento mediante bombeo reversible, con el objetivo de financiar nuevas centrales o transformar instalaciones existentes para que puedan operar en modo reversible.

Estas iniciativas pretenden instalar cerca de 1 gigavatio adicional de potencia de almacenamiento y alrededor de 7 gigavatios hora de capacidad energética, lo que permitiría absorber excedentes de generación renovable y mejorar la estabilidad del sistema eléctrico.

Los nuevos diseños de ingeniería incorporan turbinas reversibles de última generación capaces de operar tanto en modo generación como en modo bombeo con rendimientos superiores al 80 %. Estas máquinas hidráulicas, conocidas como pump-turbines, se diseñan para operar con rapidez y adaptarse a variaciones bruscas de la demanda eléctrica, lo que resulta esencial para equilibrar redes con gran presencia de energías renovables variables.

Otra tendencia relevante es la utilización de infraestructuras existentes para reducir costes y minimizar el impacto ambiental. Algunas propuestas plantean transformar antiguas minas, canteras o embalses hidroeléctricos en sistemas de almacenamiento por bombeo. En Galicia, por ejemplo, un proyecto en la antigua mina de Meirama contempla una central reversible de 440 MW de potencia, que utilizará un lago artificial como embalse inferior y una nueva balsa situada 300 metros más arriba como depósito superior.

Este tipo de configuraciones aprovecha grandes desniveles naturales o artificiales para maximizar la energía potencial almacenada en el sistema. La energía acumulada depende directamente del volumen de agua almacenado y de la diferencia de altura entre los dos embalses, conocida como salto hidráulico. Cuanto mayor sea este salto, que en algunos proyectos europeos supera los 500 metros, mayor será la capacidad de almacenamiento energético de la instalación.

Configuraciones innovadoras

En paralelo, varios grupos de investigación europeos están explorando configuraciones innovadoras que permitan instalar sistemas de bombeo en emplazamientos donde las presas tradicionales no son viables. Entre estas soluciones figuran los sistemas de almacenamiento hidroeléctrico subterráneo, que utilizan cavidades excavadas en roca o antiguas explotaciones mineras como depósitos inferiores, así como diseños modulares que emplean pequeños embalses en cascada para salvar grandes distancias horizontales entre depósitos.

Estas nuevas configuraciones buscan ampliar el número de emplazamientos potenciales para este tipo de infraestructuras, un factor clave en regiones donde las presas convencionales son cada vez más difíciles de construir por motivos ambientales o sociales.

El desarrollo de presas reversibles también se integra con otras tecnologías renovables. Algunos proyectos combinan centrales hidroeléctricas con parques eólicos o solares cercanos, de modo que el exceso de producción renovable puede almacenarse directamente en los embalses. Otros estudios plantean la instalación de paneles solares flotantes sobre los embalses, lo que permitiría generar electricidad adicional sin ocupar suelo adicional y reducir la evaporación del agua.

Complejo hidroeléctrico del río Tâmega

En el ámbito industrial, varias grandes empresas energéticas europeas trabajan ya en proyectos de nueva generación. El complejo hidroeléctrico del río Tâmega, en Portugal, es uno de los ejemplos más avanzados de esta tecnología. Se trata de una “gigabatería” de Iberdrola que cuenta con una potencia instalada de 1.158 MW. Comprende tres presas (Gouvães, Daivões y Alto Tâmega), y puede producir 1.766 GWh/año de energía limpia y proporciona almacenamiento de energía renovable a gran escala para asegurar la estabilidad del sistema eléctrico luso.

A pesar de su potencial, el desarrollo de nuevas presas reversibles plantea importantes desafíos técnicos y económicos. No obstante, numerosos expertos consideran que el almacenamiento hidroeléctrico será una pieza clave del sistema energético europeo en las próximas décadas. La flexibilidad que aportan estas centrales permite absorber grandes volúmenes de electricidad renovable y liberar energía en momentos de alta demanda, evitando así el uso de centrales térmicas de respaldo y reduciendo las emisiones de carbono.

Por esta razón, el bombeo hidroeléctrico está experimentando lo que muchos analistas describen como un auténtico renacimiento tecnológico. La combinación de nuevos diseños de ingeniería, digitalización de las operaciones y políticas públicas de apoyo está situando a estas infraestructuras en el centro de las estrategias energéticas para garantizar redes eléctricas descarbonizadas y resilientes en el horizonte de 2030 y 2050.