Bogotá - Ingeniería - Maestría en Ingeniería - Recursos Hidráulicos · 2026
Evaluación del potencial de implementación del almacenamiento de energía hidráulica por bombeo en Colombia
La transición energética en Colombia exige fortalecer la flexibilidad del Sistema Interconectado Nacional ante el crecimiento de fuentes renovables variables y la exposición a eventos climáticos como El Niño. En este contexto, el almacenamiento de energía hidráulica por bombeo (Pumped Storage Hydropower, PSH) surge como una alternativa madura a gran escala, pero históricamente no ha sido priorizada en la planeación sectorial por ausencia de señales regulatorias y de mercado para remunerar el almacenamiento. Esta tesis evalúa de manera exploratoria, a escala nacional, la factibilidad y el potencial de implementación del PSH en Colombia mediante un marco multicriterio geoespacial basado en SIG y la herramienta Weighted Overlay, integrando criterios técnicos, socioambientales y regulatorios, con restricciones duras y reglas explícitas de reclasificación y ponderación. Se construyen mapas de aptitud para tres supuestos de longitud de conducción (LC = 0.2 km; 1 km; 5 km) y se realiza un análisis de sensibilidad para identificar áreas robustas (clase de máxima aptitud mantenida en ≥4 de 5 escenarios), minimizando falsos positivos asociados a la incertidumbre en los pesos. Los resultados muestran gradientes de viabilidad (zona no viable/restringida, viable con manejo, viable) y evidencian que la aptitud identificada se explica principalmente por (i) la presencia de embalses existentes y (ii) la magnitud de la caída hidráulica. A nivel nacional, para LC = 0.2 km se obtiene 55.23 % de zona no viable/restringida, 42.63 % viable con manejo y 2.14 % viable; al aumentar LC, la cobertura “viable” asciende a 19.90 % (LC = 1 km) y 30.84 % (LC = 5 km). Por áreas hidrográficas, Magdalena – Cauca concentra los mayores porcentajes de “zona viable” para LC ≥ 1 km (51.64 % y 58.43 %, respectivamente). Como insumo de preselección, se reporta un top de subzonas hidrográficas con aptitud robusta (encabezado por Río Chicamocha y subzonas asociadas al Cauca, Alto Caquetá, Guavio y La Miel, entre otras). En conjunto, la tesis aporta un procedimiento replicable de evaluación multicriterio territorial, cartografías de aptitud y una primera cartera de ubicaciones potenciales, orientadas a apoyar decisiones de política pública y planeación energética, reconociendo que la confirmación de sitios requiere estudios de prefactibilidad y verificación en campo. (Texto tomado de la fuente)
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1 páginas con «café cambio climático»
Contenido
- Introducciónp. 17
- Objetivosp. 19
- 1.1.1 Objetivo generalp. 19
- 1.1.2 Objetivos específicosp. 19
- Revisión bibliográfica y estado del artep. 21
- Principios, evolución y fundamentos del PSHp. 21
- 2.1.1 Principios del almacenamiento hidráulico por bombeop. 22
- 2.1.2 Evolución del almacenamiento hidráulico por bombeop. 24
- 2.1.3 Fundamentos hidráulicos del almacenamiento hidráulico por bombeop. 27
- 2.1.4 Fundamentos eléctricos del almacenamiento hidráulico por bombeop. 29
- 2.1.5 Fundamentos energéticos y servicios del PSHp. 30
- Clasificación de las tecnologías PSHp. 33
- 2.2.1 PSH convencional (C – PSH)p. 33
- 2.2.2 PSH de velocidad variable (AS – PSH)p. 35
- 2.2.3 PSH ternario (T – PSH)p. 37
- 2.2.4 PSH estacional (Seasonal PSH, SPS)p. 38
- 2.2.5 PSH con agua marina (Salina/Seawater)p. 40
- 2.2.6 PSH en circuito cerrado (off-river)p. 42
- 2.2.7 Análisis comparativo de variantes PSHp. 43
- Experiencias internacionales y casos de estudiop. 43
- Estado actual y perspectivas en Latinoaméricap. 47
- PSH y otras soluciones de almacenamiento energéticop. 49
- Lecciones aprendidas, desafíos y oportunidadesp. 52
- Vacíos en la literatura y problemáticas no abordadasp. 21
- 2.7.1 Escasez de estudios aplicados al contexto colombianop. 56
- Metodología de la investigaciónp. 59
- Enfoque de investigación y tipo de estudiop. 59
- Diseño metodológico generalp. 60
- Técnicas, herramientas y fuentes de informaciónp. 60
- 3.3.1 Revisión documental bibliográficap. 64
- 3.3.2 Análisis FODA aplicado al PSH en Colombiap. 66
- Desarrollo metodológico por fasesp. 69
- 3.4.1 Fase 1: Recolección y revisión de informaciónp. 69
- 3.4.2 Fase 2: Diagnóstico del sector energético colombianop. 69
- 3.4.3 Fase 3: Evaluación técnica y territorial del potencial PSHp. 70
- 3.4.4 Fase 4: Elaboración de escenarios y formulación de recomendacionesp. 70
- Análisis del contexto energético y del potencial hidroeléctrico en Colombiap. 73
- Diagnóstico de la matriz energética colombianap. 73
- Proyecciones de demanda, generación y transición energéticap. 78
- Normativa, políticas públicas y planes de desarrollo energéticop. 82
- Condiciones físicas: Geografía, topografía e hidrologíap. 87
- Análisis FODA del PSH en el contexto colombianop. 89
- Evaluación del potencial de implementación del PSH en Colombiap. 93
- Criterios técnicos, económicos, sociales y ambientales de evaluaciónp. 94
- 5.1.1 Topografía y recursos hídricosp. 94
- 5.1.2 Geología y condiciones del terrenop. 94
- 5.1.3 Infraestructura eléctrica y conectividadp. 94
- 5.1.4 Factores económicosp. 95
- 5.1.5 Impactos ambientales y socialesp. 95
- 5.1.6 Consideraciones regulatorias y de mercadop. 95
- Diseño y aplicación del marco de evaluación multicriteriop. 96
- Análisis espacial y selección de regiones potencialesp. 102
- 5.3.1 Metodología hidrológica y regionalización de caudalesp. 103
- 5.3.2 Cálculo de la caída hidráulica disponiblep. 108
- 5.3.3 Cálculo del potencial hidroenergéticop. 113
- 5.3.4 Consideraciones socioambientales y restricciones de aprovechamientop. 114
- 5.3.5 Selección de regiones potencialesp. 114
- 5.4.1 Potencial hidroenergéticop. 129
- 5.4.2 Comunidades afrodescendientes e indígenas de Colombiap. 133
- 5.4.3 Parques Nacionales Naturales de Colombiap. 135
- 5.4.4 Restricciones ambientalesp. 137
- 5.4.5 Embalses existentesp. 139
- 5.4.6 Capas ráster reclasificadasp. 142
- 5.4.7 Resultados de ubicación preliminar de PSHp. 157
- 5.4.8 Análisis de sensibilidad de ponderacionesp. 162
- 5.4.9 Ubicación preliminar por tramos de cauces principalesp. 168
- Definición de la ubicación geográfica de los sitios preliminaresp. 174
- Evaluación de impactos ambientales y propuestas de mitigaciónp. 185
- 5.7.1 Identificación de impactos por fase y componentep. 185
- 5.7.2 Valoración de impactosp. 186
- 5.7.3 Propuestas de mitigación según jerarquíap. 187
- 5.7.4 Plan de manejo y monitoreop. 187
- Percepción de actores clave acerca del PSH en Colombiap. 188
- 5.8.1 Población objetivo y directorio de actoresp. 189
- 5.8.2 Diseño del instrumentop. 189
- 5.8.3 Implementación y tasa de respuestap. 190
- 5.8.4 Resultados descriptivosp. 191
- 5.8.5 Discusión e implicacionesp. 194
- 5.8.6 Limitacionesp. 195
- Discusión de resultados y propuestas estratégicasp. 197
- Síntesis de hallazgos clave y aportes al conocimientop. 197
- Limitaciones del estudiop. 200
- Diagnóstico integral del potencial PSH en Colombiap. 202
- Escenarios de desarrollo y hojas de ruta para la implementaciónp. 204
- 6.4.1 Escenario Conservador (mínimo impulso)p. 205
- 6.4.2 Escenario Intermedio (desarrollo gradual coordinado)p. 206
- 6.4.3 Escenario Acelerado (impulso decidido y múltiple)p. 208
- Implicaciones para la política pública y el sector energéticop. 210
- Futuras investigacionesp. 213
- Conclusiones y recomendacionesp. 219
- Conclusionesp. 219
- Recomendacionesp. 70
- Anexosp. 223
- Bibliografíap. 233
- Figura 2-1. Esquema simplificado de una central hidroeléctrica de bombeo (PSH)p. 22
- Figura 2-2. Capacidad instalada y energía almacenada a nivel mundial por PSHp. 26
- bombeop. 29
- Figura 2-4. Esquema de funcionamiento del C – PSHp. 34
- Figura 2-5. Esquema de funcionamiento del AS – PSHp. 36
- Figura 2-6. Esquema de funcionamiento del PSH ternariop. 37
- Figura 2-7. Esquema de funcionamiento del PSH – estacional (Seasonal)p. 40
- Figura 2-8. Esquema de funcionamiento del PSH marino (Salina/Seawater)p. 41
- Figura 2-9. Capacidad instalada y por instalarse de PSH en Rumaniap. 44
- Figura 2-10. Capacidad instalada y por instalarse de PSH en Marruecosp. 44
- Figura 2-11. Capacidad instalada y por instalarse de PSH en Indiap. 45
- Figura 2-12. Capacidad instalada y por instalarse de PSH en Estados Unidosp. 46
- Figura 2-13. Capacidad instalada de PSH en Islas Canarias (España)p. 46
- Figura 2-14. Capacidad instalada y por instalarse de PSH en Australiap. 47
- Figura 2-15. Clasificación general de las tecnologías de almacenamiento de energíap. 50
- Figura 2-16. Capacidad operativa mundial de proyectos PSH vs. otras tecnologíasp. 52
- Figura 3-1. Capacidad efectiva neta instalada en Colombia por fuente de generaciónp. 63
- Figura 3-2. Proyectos de generación aprobados en Colombia y su capacidadp. 63
- Figura 4-1. Proyectos de generación existentes en Colombiap. 77
- Figura 4-2. Proyectos de generación en 2024p. 81
- Figura 5-1. Caudal con probabilidad de excedencia del 95 % para Colombiap. 107
- Figura 5-3. Caída hidráulica para un LC igual a 1 km para cada subzona hidrográficap. 111
- Figura 5-4. Caída hidráulica para un LC igual a 5 km para cada subzona hidrográficap. 112
- Figura 5-6. Potencial hidroenergético por área hidrográfica en kilovatiosp. 115
- Figura 5-7. Potencial hidroenergético para Magdalena – Caucap. 116
- Figura 5-8. Potencial hidroenergético para el Orinocop. 118
- Figura 5-9. Potencial hidroenergético para el Amazonasp. 120
- Figura 5-10. Potencial hidroenergético para el Pacíficop. 122
- Figura 5-11. Potencial hidroenergético para el Caribep. 124
- Potencial Hidroenergético de Colombiap. 127
- Figura 5-13. Mapa de potencial hidroenergético por SZH – LC de 200 mp. 130
- Figura 5-14. Mapa de potencial hidroenergético por SZH – LC de 1 kmp. 131
- Figura 5-15. Mapa de potencial hidroenergético por SZH – LC de 5 kmp. 132
- Figura 5-17. Parques Nacionales Naturales de Colombiap. 136
- Figura 5-18. Restricciones ambientales dentro del territorio nacionalp. 138
- Figura 5-19. Embalses existentes en el territorio colombianop. 140
- Figura 5-20. Detalle de embalses existentes en el territorio colombianop. 141
- Figura 5-24. Ráster de caída hidráulica por SZH reclasificado – LC de 200 mp. 147
- Figura 5-25. Ráster de caída hidráulica por SZH reclasificado – LC de 1 kmp. 148
- Figura 5-26. Ráster de caída hidráulica por SZH reclasificado – LC de 5 kmp. 149
- Figura 5-27. Ráster de comunidades afrodescendientes e indígenas reclasificadop. 150
- Figura 5-28. Ráster de Parques Nacionales Naturales reclasificadop. 151
- Figura 5-29. Ráster de restricciones ambientales en Colombia reclasificadop. 152
- Figura 5-30. Ráster de embalses existentes en el territorio nacional reclasificadop. 153
- Figura 5-31. Detalle ráster de embalses existentes reclasificadop. 154
- Figura 5-32. Datos de entrada para la herramienta Weighted Overlayp. 156
- Figura 5-33. Sitios estratégicos preliminares para PSH en Colombia – LC de 200 mp. 158
- Figura 5-34. Sitios estratégicos preliminares para PSH en Colombia – LC de 1 kmp. 159
- Figura 5-35. Sitios estratégicos preliminares para PSH en Colombia – LC de 5 kmp. 160
- Figura 5-36. Mapas de sensibilidad y aptitud para PSH – LC = 0.2 kmp. 165
- Figura 5-37. Mapas de sensibilidad y aptitud para PSH – LC = 1 kmp. 166
- Figura 5-38. Mapas de sensibilidad y aptitud para PSH – LC = 5 kmp. 167
- Figura 5-39. Potencial hidroenergético por tramos en los principales caucesp. 169
- Figura 5-40. Potencial hidroenergético de cada cauce reclasificadop. 171
- Figura 5-41. Datos de entrada para la herramienta Weighted Overlay – Localp. 172
- Figura 5-42. Tramos de cauce principal estratégicos para implementar PSHp. 173
- Figura 5-43. Ubicación espacial del top 25 subzonas hidrográficas más aptasp. 176
- Figura 5-44. Distribución de respuestas para preguntas de la Sección 1p. 191
- Figura 5-45. Distribución de respuestas para preguntas de la Sección 2p. 192
- Figura 5-46. Distribución de los criterios ponderados para aptitud preliminar PSHp. 194
- almacenamiento por bombeo (PSH) a gran escalap. 30
- Tabla 2-2 Ventajas y desventajas del C – PSHp. 33
- Tabla 2-3 Ventajas y desventajas del AS – PSHp. 36
- Tabla 2-4 Ventajas y desventajas del PSH – ternariop. 38
- Tabla 2-5 Ventajas y desventajas del PSH estacional (Seasonal PSH, SPS)p. 39
- Tabla 2-6 Ventajas y desventajas del PSH marino (Salina/Seawater)p. 41
- Tabla 2-7 Ventajas y desventajas del PSH en circuito cerrado (Off – River)p. 42
- Tabla 4-1 Capacidad instalada de generación eléctrica en Colombia por fuentep. 75
- Tabla 4-2 Descripción de las tipologías de generación en Colombiap. 78
- Tabla 4-3 Proyectos futuros de generación aprobados en Colombiap. 84
- Tabla 4-4 Normativa vigente relacionada con el sector eléctrico en Colombiap. 86
- Tabla 5-1 Caída hidráulica promedio (y máxima) por área hidrográfica para cada LCp. 108
- Tabla 5-2 Potencia hidráulica máxima estimada de acuerdo con el tipo de centralp. 126
- Tabla 5-3 Número de posibles centrales hidroeléctricas por área hidrográficap. 128
- Tabla 5-4 Criterios de reclasificación de capas de entradap. 142
- Tabla 5-5 Criterios de reclasificación para la capa de embalsesp. 142
- Tabla 5-6 Rangos de reclasificación de las capas para la identificación preliminarp. 143
- Tabla 5-7 Porcentajes de ponderación para selección preliminarp. 155
- Tabla 5-8 Porcentaje de implementación PSH por área hidrográfica – LC de 200 mp. 161
- Tabla 5-9 Porcentaje de implementación PSH por área hidrográfica – LC de 1 kmp. 161
- Tabla 5-10 Porcentaje de implementación PSH por área hidrográfica – LC de 5 kmp. 161
- Tabla 5-11 Área y porcentaje por categoría a nivel nacional – LC de 200 mp. 161
- Tabla 5-12 Área y porcentaje por categoría a nivel nacional – LC de 1 kmp. 162
- Tabla 5-13 Área y porcentaje por categoría a nivel nacional – LC de 5 kmp. 162
- Tabla 5-14 Ponderación de escenarios considerados en el análisis de sensibilidadp. 163
- Tabla 5-15 Sensibilidad de la clase de alta aptitud (3) para LC = 0.2 kmp. 164
- Tabla 5-16 Sensibilidad de la clase de alta aptitud (3) para LC = 1 kmp. 164
- Tabla 5-17 Sensibilidad de la clase de alta aptitud (3) para LC = 5 kmp. 164
- Tabla 5-19 Subzonas hidrográficas con aptitud para implementar PSH en Colombiap. 175
- Tabla 5-20 Infraestructura de embalses existentes con mayor aptitud para PSHp. 177
- Tabla 5-21 Ubicación de los principales cauces con aptitud PSH en Colombiap. 178