Energía Hidráulica: ¿Qué es? ¿Cómo funciona? Uso y Ejemplos

¿Qué es la energía hidráulica?

Es una de las fuentes renovables de energía más noble y respetuosa con el medioambiente.

Esta energía hídrica aprovecha los beneficios de las energías cinética y potencial de las corrientes de agua, saltos de agua o mareas para generar energía eléctrica.

Es una de las más utilizadas en el mundo entero para producir electricidad.

¿En qué unidades se mide?

La potencia de una central hidroeléctrica se mide en megavatios (MW).

¿Cómo se transforma la energía hidráulica?

En una central hidroeléctrica convencional se observa un sistema que consta de tres grandes partes:

  • Una central eléctrica: es el sitio donde se produce la electricidad.
  • Una presa: abre o cierra sus compuertas para controlar el paso del agua.
  • Depósito o reserva: lugar donde se almacena el agua.

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Y dentro de las tres partes anteriores, hay elementos imprescindibles:

  • Presa.presa energía hidroeléctrica
  • Turbina hidráulica.
  • Generador eléctrico.
  • Transformador.
  • Líneas eléctricas.
  • Compuertas y válvulas hidráulicas.
  • Rejas y limpia rejas.
  • Embalse.
  • Río.

Detrás de la presa, el agua fluirá a través de una entrada y ejercerá presión contra las denominadas alas de una turbina para empujarlas y lograr que un movimiento de rotación. Esta turbina, a su vez, mueve un generador que produce electricidad.

Siempre la cantidad de electricidad generada va a depender de hasta dónde llegará el agua y la cantidad que se mueve a través de este sistema.

Después se utilizarán cables eléctricos de gran longitud para transportarla hasta casas, negocios fábricas y conglomerados urbanos y rurales.

En una central hidroeléctrica,  la energía potencial del agua puede ser potencialmente transformada  en otra forma de energía, en este caso energía cinética, cuando se produce el movimiento de rotación de la turbina y finalmente, se convierte a energía eléctrica tras pasar al generador de electricidad.

¿Qué ventajas tiene la energía hidráulica?

  1. Es renovable: Como proviene del agua de lluvia que cae de los cielos, es capaz de regenerarse y ser inagotable, por lo que siempre estará disponible, gracias al ciclo de evaporación y lluvia que inunda la tierra.
  2. Es una energía no contaminante: No produce residuales, no contamina, por ende, es una energía muy verde que no atenta contra el ambiente. No produce desechos de ningún tipo ni físico ni químicos, como los dañinos gases de efecto invernadero.
  3. Es de fácil almacenamiento y producción energética constante: La energía eólica se detiene si los vientos cesan, o la solar disminuye cuando los días son nublados o grises. Pero como la energía hidráulica proviene de fuentes procedentes de agua de lluvia que cae en los embalses, no se detiene ni agota fácilmente, porque al existir agua previamente almacenada fluye en forma constante la transformación energética implicada en la producción de electricidad a partir del agua. Así que si un día no llueve, no pasa nada.
  4. Energía segura, con cero riesgos: Como esta energía proviene de una fuente natural de gran estabilidad, la salud de las personas no está en riesgo alguno, porque en sus procesos productivos no se desprenden residuos contaminantes que conlleven riesgos de alta peligrosidad, como sucede, por ejemplo, con la energía nuclear.
  5. Producción flexible: La producción de electricidad puede controlarse ejerciendo control sobre las turbinas, para producir más o menos energía, regulando el agua que se deja pasar.

Otras ventajas asociadas son:

  • Permite la regulación del flujo o caudal de los ríos, y reduce/minimiza la contaminación de ríos y lagos.
  • No necesitan combustibles. Usa una forma de energía renovable que la naturaleza repone de forma gratuita.

Como ya hemos explicado, esta es una de las energías renovables más limpias.

Lo que no ocurre con aquellas provenientes de materias orgánicas, las cuales desprenden dióxido de carbono y otros residuos tóxicos dañinos (hollín y partículas sólidas) como los expelidos en la explotación de combustibles fósiles.

Por ejemplo, la emisión de gases de efecto invernadero.

¿Qué desventajas tiene la energía hidráulica?

Inversión inicial muy alta

energía hidráulicaLa primera gran desventaja es que se trata de una energía de alto coste, porque  una central hidroeléctrica requiere de grandes inversiones de dinero  y un ambicioso proyecto de ingeniería, procura y construcción que no puede ejecutarse en poco tiempo.

Pero vale decir también para hacer justicia a quien merece, ya que después la producción de electricidad resulta barata, porque la materia prima, el agua, es gratis. 

Dependencia de ciclos ambientales

Si bien es cierto que la gran capacidad de almacenaje de  esta energía le aporta gran estabilidad. 

También es verdad que en períodos de sequía prolongados, puede resultar afectada la producción de electricidad.

Por lo que deben aplicarse planes alternos a nivel energético que solventen este déficit que afectará la demanda de energía eléctrica, en zonas azotadas por cambios climáticos que desencadenen grandes sequías.

Esta limitación solamente se supere con la llegada de las lluvias.

Limitaciones geográficas

Obviamente, una central hidroeléctrica requiere  de unas condiciones geográficas determinadas,  por lo que no se puede construir en cualquier sitio.

Si son favorables, hasta  pueden construirse varias centrales que dependan de un mismo río,  pero una elevación o altura necesaria para garantizar una caída de agua idónea, es condición ineludible para garantizar el éxito en la generación de electricidad a partir del agua.

Disminución en el cauce de los ríos

El único gran impacto ambiental de la construcción de presas es que pueden afectar el cauce de los ríos, porque éste se desvía y, en consecuencia, todo el ecosistema que habita se resiente en forma negativa (flora y fauna).

Aunque la construcción de una central hidroeléctrica conlleva a la sustitución de un ecosistema terrestre por otro acuático, es obvio que se destruye o reforma el anterior, porque se modifica el curso natural del río que provee la energía natural necesaria para satisfacer la demanda de electricidad de las comunidades circundantes cercanas y más lejanas.

¿Cómo se almacena la energía hidráulica?

Este tipo de energía se obtiene del agua almacenada en los embalses, conformados por un espacio natural o valle donde discurre un río.

En uno de los lugares estratégicos de este espacio natural se construye una presa que tiene doble propósito: almacenar el agua de río, que se convierte en un gran embalse.

Y, adicionalmente, se construye un sistema donde se deja caer el agua desde el punto de mayor elevación para que cuando el agua caiga o descienda, pase a gran velocidad por turbinas que giran y generan electricidad con la ayuda de enormes generadores.

Queda claro entonces que  el almacenamiento del agua en embalses y lagos a una gran altitud,  genera energía cinética cuando desciende a un nivel inferior, para después transformarse en electricidad, tras pasar por una central hidroeléctrica.

¿Qué necesitamos para producir energía hidráulica?

Existen  dos factores fundamentales para la generación de electricidad  a partir del uso del agua como fuente natural. Estos son:

  1. Caudal del río.
  2. Altura del salto de agua.

energía hidroeléctricaLas presas se construyen justamente para regular el caudal, dependiendo de la época del año, pero también aumentan el salto del agua y, por consiguiente, la energía potencial que necesitamos.

Cuando se va a producir energía eléctrica, la presa se abre y una parte del agua almacenada se deja caer para que la energía potencial preexistente se transforme en energía cinética o de movimiento.

Esta agua, que trae una grandiosa velocidad pasa a una turbina unida a un generador eléctrico.

Se produce entonces  una rotación de las turbinas y de esta forma se genera la electricidad. 

¿Es un tipo de energía eficiente?

Sí, es una de las más eficientes, porque su fuente natural es constante y gratuita, ya que se puede almacenar el agua de lluvia en embalses construidos cerca de ríos caudalosos.

¿Es una energía renovable o no renovable?

Como ya hemos explicado, esta es una de las energías renovables más limpias, porque  no genera ningún tipo de sub producto que contamine el ambiente  ni causa daño a los seres vivos, incluidos los humanos.

Así que no ocurre lo mismo que con aquellas provenientes de materias orgánicas, las cuales desprenden dióxido de carbono y otros residuos tóxicos dañinos al ambiente (hollín y partículas sólidas) como los expelidos en la explotación de combustibles fósiles.

Por ejemplo:
La emisión de gases de efecto invernadero que conllevan a un calentamiento global que enferma al planeta cada vez más.

Además, junto a la energía azul, es una de las formas más eficientes de obtener energía a través de los ríos.

Un poco de historia sobre la energía hidráulica

niagara energía hidráulica La energía hidroeléctrica no es nueva. 

La primera central hidroeléctrica moderna se construyó en el año de 1880, en Gran Bretaña, en la población de Northumberland.

Otra gran central hidroeléctrica se construyó en Estados Unidos, en las famosas cataratas del Niágara, en el año de 1879, en el siglo XIX. Dos años después, todas las luminarias o farolas de la ciudad de Niágara Falls prendían gracias a la magia de la energía hidroeléctrica.

Cuando se produjo el desarrollo del generador eléctrico, esta energía renovable tomó mucho impulso y después siguió el perfeccionamiento de la turbina hidráulica, avances presionados por una creciente demanda energética a comienzos del siglo XX.

Actualmente,  esta energía representa más de una cuarta parte de la producción de electricidad a nivel mundial.  Y seguirá creciendo, porque su fuente natural, el agua, es gratuita, por lo que sigue siendo una de las energías menos costosas.

Sabías qué...
Una de las más grandes del planeta, la presa de las Tres Gargantas se construyó en China, provincia de Hubei.

Tiene dos centrales que suman una capacidad total de 25.615 MW, repartidas en 22.500 MW, para la de Tres Gargantas y la presa Geshouba con 2.715 MW.

Pero en la frontera entre Brasil y Paraguay la central hidroeléctrica de Itaipú genera la mayor electricidad del mundo en una sola presa, con 20 unidades de generación y 14.000 MW de capacidad instalada.

¿Quiénes contribuyeron al nacimiento y desarrollo de la energía hidráulica?

Hay registros claros de que la primera bomba hidráulica fue diseñada por Arquímedes en el siglo III, llamada el tornillo de Arquímedes, aunque este sistema tuvo en el reinado de Senaquerib, rey de Asiria, su antecedente, por allá en el siglo VII a.C.

energía hidráulica qué esPero el  creador de la ingeniería hidráulica fue el ingeniero e inventor  de origen islámico I-Jazari, cuyo ingenio parió el primer diseño para un sistema de abastecimiento de agua impulsado por engranajes, con el uso de la energía hidroeléctrica para surtir a hospitales y mezquitas, a principios del siglo XIII, en la población de Diyarbakir, Anatolia.

I-Jazari fue capaz de diseñar diversos modelos de bombas: reversibles, de doble acción, de vacío, bombas de agua y de desplazamiento positivo.

Y en su obra cumbre, el Libro del Conocimiento de Dispositivos mecánicos Ingeniosos (1206) conceptualizó el diseño de 50 dispositivos mecánicos que aún se utilizan en la ingeniería moderna.

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Mi nombre es Teresa Vaz Ferrà y soy estudiante de Biología en Barcelona. Me gusta colaborar con esta página porque desde bien joven me ha encantado el funcionamiento de la naturaleza y la biología. Tenía claro que quería estudiar algo relacionado con estos temas y por eso me acabé decidiendo por Biología.

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