ENERGÍA HIDRÁULICA
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La energía hidráulica se
basa en aprovechar la caída del agua desde cierta altura. La energía
potencial, durante la caída, se convierte en cinética. El agua pasa por las
turbinas a gran velocidad, provocando un movimiento de rotación que
finalmente se transforma en energía eléctrica por medio de los generadores.
Es un recurso natural disponible en las zonas que
presentan suficiente cantidad de agua y, una vez utilizada, es devuelta río
abajo. Su desarrollo requiere construir pantanos, presas, canales de
derivación y la instalación de grandes turbinas y equipamiento para generar
electricidad. Todo ello implica la inversión de grandes sumas de dinero, por
lo que no resulta competitiva en regiones donde el carbón o el petróleo son
baratos. Sin embargo, el peso de las consideraciones medioambientales y el
bajo mantenimiento que precisan una vez estén en funcionamiento centran la
atención en esta fuente de energía.
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· La fuerza del agua ha sido utilizada durante
mucho tiempo para moler trigo, pero fue con la Revolución Industrial, y
especialmente a partir del siglo XIX, cuando comenzó a tener gran importancia
con la aparición de las ruedas hidráulicas para la producción de energía
eléctrica. Poco a poco la demanda de electricidad fue en aumento. El bajo
caudal del verano y otoño, unido a los hielos del invierno hacían necesaria la
construcción de grandes presas de contención, por lo que las ruedas hidráulicas
fueron sustituidas por máquinas de vapor en cuanto se pudo disponer de carbón.
La primera central hidroeléctrica moderna se construyó en
1880 en Northumberland, Gran Bretaña. El renacimiento de la energía hidráulica
se produjo por el desarrollo del generador eléctrico, seguido del
perfeccionamiento de la turbina hidráulica y debido al aumento de la demanda de
electricidad a principios del siglo XX. En 1920 las centrales hidroeléctricas
generaban ya una parte importante de la producción total de electricidad.
A principios de la década de los noventa, las primeras
potencias productoras de energía hidroeléctrica eran Canadá y Estados Unidos.
Canadá obtiene un 60% de su electricidad de centrales hidráulicas.
En todo el mundo, este tipo de energía representa
aproximadamente la cuarta parte de la producción total de electricidad, y su
importancia sigue en aumento. Los países en los que constituye fuente de
electricidad más importante son Noruega (99%), Zaire (97%) y Brasil (96%). La
central de Itaipú, en el río Paraná, está situada entre Brasil y Paraguay, se
inauguró en 1982 y tiene la mayor capacidad generadora del mundo. Como
referencia, la presa Grand Coulee, en Estados Unidos, genera unos 6.500 Mw y es
una de las más grandes.
En algunos países se han instalado centrales pequeñas,
con capacidad para generar entre un kilovatio y un megavatio. En muchas
regiones de China, por ejemplo, estas pequeñas presas son la principal fuente
de electricidad. Otras naciones en vías de desarrollo están utilizando este
sistema con buenos resultados.
CENTRALES HIDROELÉCTRICAS
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La energía hidroeléctrica es una de las más
rentables. El costo inicial de construcción es elevado, pero sus gastos de
explotación y mantenimiento son relativamente bajos. Aún así tienen unos
condicionantes:
Las condiciones pluviométricas medias del año
deben ser favorables
El lugar de emplazamiento está supeditado a las
características y configuración del terreno por el que discurre la corriente de
agua.
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El funcionamiento básico consiste en
aprovechar la energía cinética del agua almacenada, de modo que accione las
turbinas hidráulicas.
En el aprovechamiento de la energía hidráulica influyen
dos factores: el caudal y la altura del salto para aprovechar mejor el agua
llevada por los ríos, se construyen presas para regular el caudal en función
de la época del año. La presa sirve también para aumentar el salto.
Otra manera de incrementar la altura del salto es
derivando el agua por un canal de pendiente pequeña (menor que la del cauce
del río), consiguiendo un desnivel mayor entre el canal y el cauce del río.
El agua del canal o de la presa penetra en la tubería
donde se efectúa el salto. Su energía potencial se convierte en energía
cinética llegando a lassalas de máquinas, que albergan a las turbinas
hidráulicas y a los generadores eléctricos. El agua al llegar a la turbina la
hace girar sobre su eje, que arrastra en su movimiento al generador
eléctrico.
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La tecnología de las principales instalaciones se ha
mantenido igual durante el siglo XX.
LAS TURBINAS
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Pueden ser de varios tipos, según los tipos
de centrales: Pelton (saltos grandes y caudales pequeños), Francis (salto más
reducido y mayor caudal), Kaplan (salto muy pequeño y caudal muy grande) y de
hélice.
Las centrales dependen de un gran embalse de agua
contenido por una presa. El caudal de agua se controla y se puede mantener casi
constante. El agua se transporta por unos conductos o tuberías forzadas,
controlados con válvulas para adecuar el flujo de agua por las turbinas con
respecto a la demanda de electricidad. El agua sale por los canales de descarga.
El agua es devuelta al río en las condiciones en que se
tomó, de modo que se puede volver a utilizar por otra central situada aguas
abajo o para consumo.
La utilización de presas tiene varios inconvenientes.
Muchas veces se inundan terrenos fértiles y en ocasiones poblaciones que es
preciso evacuar. La fauna piscícola puede ser alterada si no se toman medidas
que la protejan.
Se mide en metros o hectómetros cúbicos. Los embalses
tienen pérdidas debidas a causas naturales como evaporación o filtraciones.
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Conceptos
Nivel: horizontalidad
constante de la superficie de un terreno, o de la superficie libre de los
líquidos.
Cota: valor de la
altura a la que se encuentra una superficie respecto del nivel del mar.
Caudal: cantidad de
líquido, expresada en metros cúbicos o en litros, que circula a través de
cada una de las secciones de una conducción, abierta o cerrada en la unidad
de tiempo.
Salto de agua: paso
brusco o caída de masas de agua desde un nivel a otro inferior. Numéricamente
se identifica por la diferencia de cota que se da en metros.
Embalse: resulta de
almacenar todas las aguas que afluyen del territorio sobre el que está
enclavado. Las dimensiones del embalse dependen de los caudales aportados por
el río.
Su capacidad útil es toda aquélla agua embalsada por encima de la toma de la central. La capacidad total incluye el agua no utilizable. |
TIPOS DE CENTRALES HIDROELÉCTRICAS
Clasificación
Se pueden clasificar según varios argumentos, como
características técnicas, peculiaridades del asentamiento y condiciones de
funcionamiento.
En primer lugar hay que distinguir las que utilizan el
agua según discurre normalmente por el cauce de un río, y aquellas otras a las
que ésta llega, convenientemente regulada, desde un lago o pantano. Se
denominan:
Centrales de Agua Fluente, Centrales de agua embalsada,
Centrales de Regulación, Centrales de Bombeo.
Según la altura del salto de agua o
desnivel existente:
Centrales de Alta Presión, Centrales de Media Presión,
Centrales de Baja Presión
Centrales de Agua Fluente:
Llamadas también de agua corriente, o de agua fluyente.
Se construyen en los lugares en que la energía hidráulica debe ser utilizada en
el instante en que se dispone de ella, para accionar las turbinas hidráulicas.
No cuentan prácticamente con reserva de agua, oscilando
el caudal suministrado según las estaciones del año. En la temporada de
precipitaciones abundantes (de aguas altas), desarrollan su potencia máxima, y
dejan pasar el agua excedente. Durante la época seca (aguas bajas), la potencia
disminuye en función del caudal, llegando a ser casi nulo en algunos ríos en la
época del estío.
Su construcción se realiza mediante presas sobre el cauce
de los ríos, para mantener un desnivel constante en la corriente de agua.
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CENTRALES DE AGUA EMBALSADA:
Se alimenta del agua de grandes lagos o de pantanos
artificiales (embalses), conseguidos mediante la construcción de presas. El
embalse es capaz de almacenar los caudales de los ríos afluentes, llegando a
elevados porcentajes de captación de agua en ocasiones. Este agua es
utilizada según la demanda, a través de conductos que la encauzan hacia las
turbinas.
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CENTRALES DE REGULACIÓN:
Prestan un gran servicio en situaciones de bajos
caudales, ya que el almacenamiento es continuo, regulando de modo conveniente
para la producción. Se adaptan bien para cubrir horas punta de consumo.
CENTRALES DE BOMBEO:
Se denominan "de acumulación". Acumulan caudal
mediante bombeo, con lo que su actuación consiste en acumular energía
potencial. Pueden ser de dos tipos, de turbina y bomba, o de turbina
reversible.
La alimentación del generador que realiza el bombeo desde
aguas abajo, se puede realizar desde otra central hidráulica, térmica o
nuclear.
No es una solución de alto rendimiento, pero se puede
admitir como suficientemente rentable, ya que se compensan las pérdidas de agua
o combustible.
CENTRALES DE ALTA PRESIÓN:
Aquí se incluyen aquellas centrales en las que el salto
hidráulico es superior a los 200 metros de altura. Los caudales desalojados son
relativamente pequeños, 20 m3/s por máquina.
Situadas en zonas de alta montaña, y aprovechan el agua
de torrentes, por medio de conducciones de gran longitud.
CENTRALES DE MEDIA PRESIÓN:
Aquellas que poseen saltos hidráulicos de entre 200-20
metros aproximadamente. Utilizan caudales de 200m3/s por turbina.
En valles de media montaña, dependen de embalses.
CENTRALES DE BAJA PRESIÓN:
Sus saltos hidráulicos son inferiores a 20 metros. Cada
máquina se alimenta de un caudal que puede superar los 300m3/s.
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VENTAJAS
La energía hidroeléctrica en general, y su uso en
particular, presenta ciertas ventajas sobre otras fuentes de
energía, como son:
Disponibilidad: Es
un recurso inagotable, en tanto en cuanto el ciclo del agua perdure.
No contamina" (en la proporción que lo
hacen el petróleo, carbón, etc.): Nos referimos a que
no emite gases "invernadero" ni provoca lluvia ácida, es decir, no
contamina la atmósfera, por lo que no hay que emplear costosos métodos que
limpien las emisiones de gases.
Produce trabajo a la temperatura ambiente: No
hay que emplear sistemas de refrigeración o calderas, que consumen energía y,
en muchos casos, contaminan, por lo que es más rentable en este aspecto.
Almacenamiento de agua para regadíos
Permite realizar actividades de recreo
(remo, bañarse, etc.)
Evita inundaciones por
regular el caudal.
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Sin embargo,
también tiene una serie de inconvenientes:
Las represas: obstáculos insalvables. Salmones y otras especies
que tienen que remontar los ríos para desovar se encuentran con murallas que
no pueden traspasar.
"Contaminación" del agua. El agua embalsada no tiene las condiciones de
salinidad, gases disueltos, temperatura, nutrientes, y demás propiedades del
agua que fluye por el río.
Privación de sedimentos al curso bajo. Los sedimentos se acumulan en el embalse
empobreciéndose de nutrientes el resto de río hasta la desembocadura.
EXTRACCIÓN DE LA ENERGÍA HIDRÁULICA
Dichas características hacen
que sea significativa en regiones donde existe una combinación adecuada de
lluvias, desniveles geológicos y orografía favorable para la construcción de
represas. La energía hidráulica se obtiene a partir de la energía potencial y
cinética contenida en las masas de agua que transportan los ríos,
provenientes de la lluvia y del deshielo. El agua en su caída entre dos
niveles del cauce se hace pasar por una turbina hidráulica la cual trasmite
la energía a un alternador el cual la convierte en energía eléctrica.
Conclusión
energía hidráulica es la
"siguiente energía dominante", ya que el agua es lo que más abunda en
el Planeta Tierra (al rededor del 71% de la superficie), y 3% de ello
corresponde a ríos y lagos, que son obligatorio o lo principal por sus
caudales, los que hace que la energía cinética, del movimiento, se convierte en
energía hidráulica.
PAGINAS
http://www.youtube.com/watch?v=4mG9dTOJdSc
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