La hidroeléctrica es la fuente de electricidad renovable más antigua y todavía la mayor. El sol evapora el agua, que cae en forma de lluvia y nieve sobre las zonas altas; una central hidroeléctrica convierte la energía potencial de esa agua en electricidad con un rendimiento superior al 90 %, mejor que el de cualquier otro generador. Y ofrece algo que la solar y la eólica no pueden dar por sí solas: energía almacenada que se puede despachar cuando hace falta. En la otra columna del balance, las presas transforman los ríos, desplazan comunidades y están cada vez más expuestas a la sequía. Esta guía repasa la física, las principales tecnologías, los costes y, con honestidad, el impacto ambiental.
La hidroeléctrica en el mix mundial
La hidroeléctrica generó unos 4.435 TWh en 2025, en torno al 14 % de la electricidad mundial (Ember / Our World in Data). En la década de 2000 su cuota era del 16–17 %; desde entonces, otras fuentes han crecido más rápido. La potencia instalada ronda los 1.400 GW (IHA), más unos 190 GW de bombeo.
| País | Cuota hidroeléctrica de la electricidad (2025) | Observaciones |
|---|---|---|
| Paraguay | ~99 % | Itaipú (14 GW, compartida con Brasil) |
| Noruega | ~90 % | Embalses de montaña; exporta flexibilidad |
| Islandia | ~71 % (2024) | El resto es geotérmica |
| Canadá | ~53 % | Quebec, Columbia Británica, Manitoba |
| Brasil | ~52 % | Por debajo del ~80 % de antes, a medida que crecen la eólica y la solar |
| Suecia | ~40 % | Junto con nuclear y eólica |
| Rumanía | ~24 % | Puertas de Hierro, en el Danubio |
| China | ~13 % | Mayor productor mundial; Tres Gargantas, 22,5 GW |
| Estados Unidos | ~5 % | Noroeste del Pacífico |
Datos: Ember / Our World in Data, último año disponible. Solo China produce alrededor del 30 % de la hidroelectricidad mundial. Consulta los países en las fichas por país y la ubicación de las centrales en el mapa de centrales eléctricas.
La física: salto, caudal y rendimiento
La potencia que puedes sacar del agua que cae depende de dos cosas: desde qué altura cae (el salto, en metros) y cuánta agua cae cada segundo (el caudal, en m³/s).
ρ = 1,000 kg/m³ (densidad del agua), g = 9.81 m/s² Q = caudal (m³/s), H = salto neto (m), η = rendimiento global (0.7–0.92)
Regla práctica: P (kW) ≈ 9.81 × Q × H × η Energía anual (kWh) = P × 8,760 × factor de capacidad
El salto neto es el desnivel bruto menos las pérdidas por rozamiento en la tubería forzada, que suelen llevarse un 5–15 % del salto bruto. El rendimiento global combina el de la turbina (85–95 % en grupos grandes), el del generador (95–98 %) y el del transformador.
Ejemplo práctico: una pequeña central fluyente
Un río de montaña aporta un caudal de diseño de 4 m³/s. Una toma lo desvía por una tubería forzada de 1,8 km hasta una casa de máquinas situada 85 m más abajo. El rozamiento se lleva un 8 % y deja un salto neto de 78 m. El rendimiento global es de 0,86.
- P = 9,81 × 4 × 78 × 0,86 ≈ 2.630 kW (2,6 MW)
- Con un factor de capacidad del 45 % (los caudales varían con las estaciones): 2.630 × 8.760 × 0,45 ≈ 10,4 GWh al año, suficiente para unos 3.000–4.000 hogares europeos.
- CO₂ evitado frente a la red media de la UE: del orden de 2.500–3.000 t al año.
Haz las cuentas para tu propio emplazamiento con la calculadora de minihidráulica.
Tipos de turbina
El salto y el caudal deciden la turbina:
| Turbina | Rango de salto | Caudal | Uso habitual | Rendimiento máximo |
|---|---|---|---|---|
| Pelton (de acción) | 50–1.800 m | Bajo | Aprovechamientos alpinos y de montaña, minihidráulica | 90–93 % |
| Turgo (de acción) | 30–300 m | Bajo–medio | Pequeña hidráulica | 85–90 % |
| Francis (de reacción) | 10–700 m | Medio–alto | La mayoría de las grandes presas (Tres Gargantas, Itaipú) | 93–95 % |
| Kaplan / hélice (de reacción) | 2–40 m | Alto | Ríos de poco salto, centrales fluyentes | 90–94 % |
| Flujo cruzado (Banki) | 2–100 m | Bajo–medio | Minihidráulica, construcción sencilla | 75–85 % |
| Tornillo de Arquímedes | 1–10 m | Medio | Azudes, emplazamientos respetuosos con los peces | 75–85 % |
Tipos de central hidroeléctrica
- Central de embalse (con almacenamiento). Una presa almacena agua durante semanas o años, así que la producción se puede programar según la demanda. Eso la convierte en la renovable flexible más valiosa. Ejemplos: Hoover, Itaipú, los embalses de las tierras altas de Noruega.
- Central fluyente. Poco o ningún almacenamiento, así que la producción sigue el caudal natural. Menor impacto ambiental, pero sin flexibilidad.
- Bombeo. Sube agua cuando la electricidad es barata y genera cuando es cara, con un rendimiento de ciclo completo del 70–85 %. Concentra más del 90 % de la capacidad mundial de almacenamiento eléctrico medida en energía. Dimensiona un proyecto con la calculadora de almacenamiento por bombeo.
- Hidráulica en cauce y pequeña o minihidráulica. Menos de 10 MW (pequeña) o de 100 kW (mini), a menudo aislada de la red.
Costes
La hidroeléctrica exige mucho capital, depende de emplazamientos concretos y dura muchísimo. Las turbinas funcionan 30–50 años antes de una rehabilitación; las presas y los túneles duran un siglo o más.
| Indicador | Rango habitual |
|---|---|
| Coste de instalación, gran hidráulica | 1.500–3.500 $/kW (media ponderada mundial de IRENA de ~2.800 $/kW en los últimos años) |
| Coste de instalación, pequeña hidráulica | 1.500–6.000 $/kW |
| Factor de capacidad | 30–60 % (media mundial ~40–45 %) |
| LCOE, nueva gran hidráulica | ~0,04–0,10 $/kWh (media ponderada mundial de IRENA de ~0,06–0,07 $ en los últimos años) |
| LCOE, centrales existentes ya amortizadas | 0,01–0,03 $/kWh |
| Vida útil | 50–100+ años |
Las presas antiguas suelen dar la electricidad más barata de una red. Los nuevos megaproyectos son otra historia: un estudio de Oxford sobre 245 grandes presas (Ansar et al., 2014) halló sobrecostes medios de alrededor del 96 % y retrasos del 44 %. Pon a prueba los números con la calculadora de LCOE.
La hidroeléctrica como flexibilidad para la red
A medida que crecen la eólica y la solar, la flexibilidad de la hidroeléctrica vale más que la energía que produce. Las centrales de embalse pasan de cero a plena potencia en minutos, aportan inercia y control de frecuencia y desplazan energía entre días o estaciones. Gracias a las interconexiones con Alemania, el Reino Unido, Dinamarca y los Países Bajos, el parque hidroeléctrico noruego funciona como una «batería» para el norte de Europa. Añadir bombas o turbinas a embalses existentes (la repotenciación) suele costar menos que construir presas nuevas. Consulta Comparativa de tecnologías de almacenamiento de energía.
El balance ambiental y social
Emisiones. La mayoría de las centrales hidroeléctricas tienen unas emisiones de ciclo de vida de 4–30 g CO₂e/kWh. Los embalses que inundan vegetación en climas cálidos son otro caso: al pudrirse la materia orgánica, pueden liberar grandes cantidades de metano. El rango del IPCC va de alrededor de 1 a más de 2.000 g CO₂e/kWh. Una síntesis de Deemer et al. (2016) estimó que las superficies de los embalses emiten en todo el mundo cerca de 1 Gt CO₂e al año, sobre todo en forma de metano. Los peores son los embalses tropicales poco profundos con baja densidad de potencia (mucha superficie por MW).
Ríos y ecosistemas. Las presas fragmentan los ríos, bloquean la migración de los peces, retienen sedimentos (lo que deja sin aporte a deltas aguas abajo como los del Nilo y el Mekong) y alteran la temperatura y el régimen de caudales. Solo alrededor de un tercio de los grandes ríos del mundo siguen fluyendo libremente (Grill et al., Nature, 2019). Las escalas para peces, los caudales ecológicos mínimos y las purgas de sedimentos reducen el daño, pero no lo eliminan.
Personas. Se calcula que las grandes presas han desplazado a entre 40 y 80 millones de personas en todo el mundo (Comisión Mundial de Represas, 2000), más de 1,3 millones de ellas por Tres Gargantas. El reparto de beneficios y el consentimiento libre, previo e informado son hoy la norma sobre el papel, pero se aplican de forma desigual.
Seguridad. Las roturas de presas son raras, pero catastróficas. La rotura de Banqiao en China, en 1975, mató a decenas de miles de personas. La catástrofe de Derna en Libia, en 2023, donde fallaron dos presas construidas con fines distintos de la producción eléctrica, causó miles de muertos.
Riesgo climático: la sequía
La hidroeléctrica funciona con lluvia y nieve, y el calentamiento hace ambas menos previsibles:
- 2021–2022: la peor sequía en 90 años obligó a Brasil a recurrir a una generación térmica cara.
- 2022: Sichuan (China), que obtiene alrededor del 80 % de su electricidad de la hidráulica, racionó la electricidad durante una ola de calor récord. La producción hidroeléctrica cayó con fuerza en Italia, España, Portugal y Francia.
- 2023–2024: la generación hidroeléctrica mundial bajó en 2023 por las sequías en China, México y otros lugares. En 2024, el bajo nivel del lago Kariba provocó graves apagones en Zambia y Zimbabue.
La eólica y la solar suelen alcanzar su máximo en estaciones distintas que la hidráulica, así que sumarlas reduce este riesgo.
Modernización: la oportunidad olvidada
Según la IEA, las centrales hidroeléctricas de Norteamérica y Europa tienen de media más de 40–50 años, y muchas necesitarán una gran rehabilitación en la próxima década. Mejorar los emplazamientos existentes puede añadir mucha producción con poco impacto ambiental adicional:
- Rodetes y generadores nuevos. Cambiar turbinas diseñadas entre los años cincuenta y setenta por otras modernas, optimizadas por ordenador, suele subir el rendimiento 2–5 puntos porcentuales y la potencia un 5–30 %.
- Añadir bombeo. Convertir una central de embalse convencional en una de bombeo, o instalar una bomba-turbina entre dos embalses existentes, crea almacenamiento sin construir una presa nueva. Varios proyectos alpinos e ibéricos lo hacen.
- Grupos de velocidad variable. Las máquinas doblemente alimentadas o con convertidor completo permiten a las centrales de bombeo variar de forma continua la potencia de bombeo, de modo que pueden ofrecer control de frecuencia incluso mientras consumen.
- Electrificar presas sin producción. Miles de presas construidas para riego, navegación o control de avenidas no producen electricidad. El Departamento de Energía de EE. UU. estima que instalar turbinas en las presas estadounidenses que hoy no generan podría añadir unos 12 GW de potencia.
- Operación digital. Mejores previsiones de aportaciones y una programación guiada por el mercado sacan más valor de la misma agua.
La IEA advierte de que, sin modernización, las centrales envejecidas estarán menos disponibles justo cuando las redes más necesiten su flexibilidad. Compara los números con la calculadora de LCOE.
De dónde vendrá el crecimiento
La IEA prevé que la mayor parte de la nueva hidroeléctrica llegue en Asia, África y Latinoamérica, que aún tienen un gran potencial técnico sin explotar. África solo aprovecha alrededor del 10 % de su potencial económico. En Europa y Norteamérica, el crecimiento vendrá sobre todo de la modernización, el bombeo y pequeñas ampliaciones de presas existentes. El proyecto chino de 60 GW en el Yarlung Tsangpo (Medog), en construcción desde 2025, será el mayor del mundo.
Minihidráulica: electricidad de un arroyo
En casas, granjas y pueblos con agua corriente, la minihidráulica puede dar más energía por euro que cualquier otra renovable, porque genera de día y de noche. Un emplazamiento con 20 m de salto y 20 l/s (0,02 m³/s) da aproximadamente 9,81 × 0,02 × 20 × 0,6 ≈ 2,4 kW, es decir, unos 15.000–20.000 kWh al año, varias veces el consumo de un hogar típico. Comprueba el caudal mínimo a lo largo de todo el año, los permisos de captación de agua y de protección de los peces, las rejillas de la toma y cómo vas a retirar los residuos. Estima tu propio emplazamiento con la calculadora de minihidráulica.
Lo esencial
La hidroeléctrica sostiene muchas de las redes más limpias del mundo: sus centrales duran muchísimo, cuestan poco de operar y ofrecen una flexibilidad que nada iguala. Sus inconvenientes son los pocos emplazamientos disponibles, la elevada inversión inicial, los daños ecológicos y sociales y una exposición creciente a la sequía. En una red construida en torno a la eólica y la solar, la hidráulica existente y el bombeo ganan valor como socios flexibles. Compara redes ricas en hidráulica como las de Noruega y Brasil en el mapa energético mundial.
Calculadoras sobre este tema
Preguntas frecuentes
¿Qué parte de la electricidad mundial procede de la energía hidroeléctrica?
¿Cómo se calcula la potencia hidroeléctrica?
¿La energía hidroeléctrica está libre de carbono?
¿Qué diferencia hay entre una central fluyente y una de embalse?
¿Puedo instalar una minicentral hidráulica en casa?
¿Cómo afecta el cambio climático a la energía hidroeléctrica?
Fuentes y referencias
- IEA (2021). Hydropower Special Market Report
- IRENA: Renewable Power Generation Costs in 2024
- International Hydropower Association: World Hydropower Outlook 2025
- IPCC AR5 WGIII Annex III: emisiones de ciclo de vida de las tecnologías de generación eléctrica
- Deemer, B. R. et al. (2016). Greenhouse gas emissions from reservoir water surfaces: a new global synthesis. BioScience 66(11)
Las cifras de esta guía son rangos típicos tomados de las fuentes citadas; las tuyas dependerán de la ubicación, los precios y los equipos. Usa las calculadoras enlazadas para obtener estimaciones adaptadas a tu caso.