Funcionamiento de la energía hidráulica

Para lograr conocer como es el funcionamiento de la energía hidráulica es necesario conocer en que se basa y como trabaja en función de producir energía que ocupe la demanda que existe en todo el mundo. La energía hidroeléctrica se basa en la utilización de un recurso como el agua y sus corrientes.

Esta energía logra ser trasformada mediante ciertos criterios y procedimientos, uno de ellos es el aprovechamiento de la energía cinética que se forma a partir del movimiento y las corrientes de las grandes masas de agua. Esta energía data de años de antigüedad en donde se usó la fuerza del agua para el movimiento de los molinos con el fin de moler granos.

La energía hidráulica es uno de los recursos utilizado de forma segura y confiable, además de proporcionar una energía mucho más limpia y considerada con el planeta tierra, al no emitir ningún tipo de residuo contaminante o gases de efecto invernadero. Cabe destacar que toda el agua utilizada para producir la energía eléctrica finalmente vuelve a destinarse y es reutilizada.

A pesar de todo el trabajo que se ha implementado en este tipo de energía y en la producción de la misma, suele emitir algún tipo de impacto ambiental sobre la zona en la cual se desea producir. Sobre todo cuando se realizan las instalaciones de las centrales hidroeléctricas, afectando el paisaje natural de la zona, modificando el cauce de  los ríos y cambiando la calidad del agua.

Evidentemente, desde hace muchos años se ha aprovechado y se ha hecho uso del cauce de los ríos,  propiciando generación de electricidad y fuerza para ciertas actividades mecánicas.

¿Qué es una Central Hidroeléctrica?

Las centrales hidroeléctricas son unidades que aprovecha el uso de la energía cinética producida por el movimiento del agua y las masas que se contienen de ella para generar electricidad. Se logra realizar mediante la implementación de presas que embalsan el agua formando una gran masa de la misma.

Desde hace muchísimos años se hizo uso de la fuerza contenida en el agua para generar una potencia que logra ejercer movimiento sobre una rueda, un ejemplo de ello era verlas situadas en las cataratas o las gargantas de los ríos, con el fin de producir una actividad mecánica. Sin embargo, se hizo uso de las presas para ejercer mayor presión, siendo la función principal que ejercen las centrales hidroeléctricas.

Es a partir de la revolución industrial que se logra entender y darle la importancia al funcionamiento de las ruedas hidráulicas, con el fin de que estas lograr producir energía eléctrica. Lo que evidentemente resulto en mayor demanda de la misma y con ello la creación de la primera central hidroeléctrica en el mundo. La primera central moderna para trasformar en electricidad se ubicó en Northumberland, Gran Bretaña.

El gran avanece que vivieron la energía hidroeléctrica surgió cuando se desarrollaron los generadores eléctricos, sumado al perfeccionamiento en el uso de las turbinas y la demanda que se suscitó con el desarrollo de las industrias en el siglo XX.  Es a partir de los años 1920 que gran parte de la producción de electricidad alcanza el zenit, creando energía limpia y que además ocupaba la demanda energética.

¿Cómo es el funcionamiento de las centrales hidroeléctricas?

Necesariamente las centrales hidroeléctricas deben encontrarse ubicadas en algunas de las caídas naturales de agua, el cauce o con la construcción de una pera que logre formar la altura necesaria para que se desarrolle la caída. El procedimiento básico de este tipo de construcción es lograr aprovechar toda la potencia que ejerce el agua.

Es imprescindible que la gran masa de agua logre movilizar la gran turbina con toda su fuerza e intensidad de forma constante y así generar un movimiento de rotación que producirá electricidad. A partir de esta generación, se deberá distribuir hacia todas las redes eléctricas con el fin de que estas logren ser surtidas de manera eficiente y cubrir la demanda.

Las centrales hidroeléctricas a través del tiempo han logrado producir e implementar energía de manera constante aportando un gran porcentaje de la misma. Se ha presentado una leve disminución en su generación, debido a la implementación de otros tipos de energías, como la fotovoltaica y la energía eólica. Convirtiéndose así en la cuarta energía producida con mayor presencia en su generación.

Ventajas de la Energía Hidráulica             

Actualmente una de las mejores formas de contar con un tipo de energía renovable, limpia y eficiente, es mediante el uso de la energía hidroeléctrica, presentado enormes ventajas cuando es implementada:

• Como ya hemos mencionado, la energía hidráulica es una energía limpia y segura, no presenta ningún tipo de contaminante o residuo que perjudique la atmósfera y por ende a todo el planeta.
• Cuenta con la mayor generación de energía en todo el mundo, debido que el agua se encuentra en grandes cantidades en todo el planeta y si las circunstancias de la zona geográfica lo permiten puede hacerse la instalación de central hidroeléctrica.
• El abastecimiento del recurso es mucho más estable en comparación a los otros tipos de recursos renovables existentes en el planeta, el agua puede reutilizarse sin problema alguno.
• Fácilmente se puede ajustar el flujo del agua, el cual se basará en la demanda energética de la cual depende la zona en que se desarrolle.
• Las presas son los lugares ideales para controlar los cauces, lo que permite que se disminuyan los riesgos de inundaciones en las zonas geográficas en los cuales se instalen las centrales hidroeléctricas.
• Esta producción no se encuentra sometida a ningún tipo de aumentos o disminuciones en el valor de la energía. A pesar de que su valor inicial es bastante alto,  con el paso del tiempo el valor desciende potencialmente.
• Se puede añadir que las presas permiten que el agua depositada sea utilizada para otros fines, entre ellos la agricultura o para el consumo humano.

Desventajas de la energía hidráulica

Es necesario comprender que las centrales hidroeléctricas no pueden ser construidas en cualquier lugar, necesariamente deben encontrase en las zonas que cuenten con las condiciones necesarias para tales instalaciones. Sobre todo, porque al colocar una central siempre se ve alterada la vida de los peces que se encuentran en estos caudales, así como, el paisaje de la zona.  

Es importante que se cuente con el espacio en el cual se desee construir la presa, si se llegase a presentar épocas de sequía evidentemente se presentaran fallas en la producción, sin embargo, son situaciones que pueden ser controladas.

La Importancia de la energía hidráulica para el mundo

La energía hidráulica hace uso de uno de los recursos más importantes para la vida humana, si no existiese el agua no se podría encontrar vida alguna sobre el planeta. Aunado a esto, de su producción se deriva una de las energías más demandadas en el mundo, la energía eléctrica.

Este tipo de energía es totalmente sustentable y ecológica, logrando emitir energías limpias que no generan ningún tipo de desperdicios que contaminen al medio ambiente. El uso de los combustibles fósiles se ha convertido en una de las mayores preocupaciones, siendo estos los causantes del cambio climático debido a la quema de los mismos.

La energía hidráulica logra implementarse en distintos tipos de actividades, desde el movimiento de las máquinas hasta herramientas que logran multiplicar la fuerza, muchas de sus labores se encuentran presente en el acontecer diario. Son perfectamente perceptibles en el suministro de gasolina, actividades en centros comerciales, en el hogar, así como, otros lugares.

Algunos ejemplos del aprovechamiento de la energía hidráulica

De los ejemplos de los cuales se hace aprovechamiento de la energía hidroeléctrica se encuentran los molinos hidráulicos, los cuales funcionan a partir del empuje en el cauce del rio, los cuales sirven como fuerza generadora para el movimiento de un pistón, en donde se encuentra una piedra de molino, en donde se logran triturar granos y semillas, de igual manera se hace uso en la energía eólica, accionando la fuerza del viento que permite la movilización de las aspas de un aerogenerador.

Uno de los mejores ejemplos de generación de energía eléctrica a partir del uso de una central hidroeléctrica se encuentra la Central Hidroeléctrica Simón Bolívar, en Venezuela, también llamada Represa del Gurí, la cual aprovecha todo el potencial que contiene el rio Caroní, afluente del Orinoco para logra cubrir la demanda de todo el país, incluso países vecinos.

¿Cuáles otros tipos de energías se obtienen a partir de la energía hidráulica?  

Cuando se hace uso de la energía hidroeléctrica para derivar otros tipos energías aparecen varias que son esenciales para ser implementadas en distintas actividades.

Energía mini hidráulica

 El funcionamiento y producción de este tipo de energía es el mismo que proporciona la energía hidráulica, solo que en esta ocasión se logra obtener la energía del caudal del rio. Esta técnica ha sido utilizada desde hace siglos y no se ha abandonado a lo largo del tiempo, es una de las maneras más óptimas de abastecer de energía de manera simple y sencilla.

Actualmente es posible colocar este proceso en zonas que se encuentran aisladas, con el fin de que logren abastecerse de energía eléctrica sin depender de las redes electicas principales o que el traslado resulte muy complicado. Además, al contar con recursos hídricos de gran importancia es mucho más sencillo hacer uso de estos procedimientos.

Energía Cinética

Es toda la energía que necesita un cuerpo para lograr mover un cuerpo adicional que se encontraba en total reposo. Esta energía es imprescindible para lograr generar más calor o electricidad. Este tipo de energía se encuentra estrechamente ligada a la energía potencial.

La energía cinética que contenga el agua dependerá en gran medida de la cantidad de agua que se encuentre represada o almacenada, así como, del movimiento y la fuerza con la que esta agua deba caer por la presa, generando a su vez una energía potencial, todo dependerá de la altura de la misma.

Allí al trabajar juntas, forman una energía potencial que a su vez deriva en energía cinética, mientras mayor sea la misma, la generación será superior. Ambas energías al accionarse forman la energía mecánica la cual hará que las turbinas funcionen y actúen.

Energía mecánica

Son las capacidades que poseen los cuerpos para lograr producir movimiento y ejecutar un trabajo mecánico. En base a esta teoría se logra comprender como funcionan los objetos en movimiento y aquellos que se encuentran en reposo y la influencia que crea la fuerza sobre los mismos. La energía mecánica es el resultado de la suma de dos energías, la cinética y la potencial, ambas logran producir esta.

¿Por qué no se emplea la energía hidráulica para producir más electricidad?

El mayor inconveniente que presenta la energía hidráulica es que trabaja en lugares o zonas muy específicos del planeta, en donde las condiciones estén dadas para tales fines. En gran medida, muchas de estas zonas se encuentran en uso con centros urbanos, dando como resultado espacios descubiertos e inutilizados que pueden ser aprovechados con otros tipos e recursos.

Adicionalmente, la energía hidráulica necesita de una gran inversión inicial, la construcción de las centrales hidroeléctricas provoca cierto impacto en el paisaje de la zona geográfica en donde se permita ubicar, además de sumar una producción que no todas las veces resultaría rentable.

Curiosidades con respecto a la energía hidroeléctrica

Algunas de las curiosidades que posee la energía hidroeléctrica y que muchas personas no tiene al tanto:

• Es totalmente renovable, siendo una de las más antiguas en el mundo en cuanto a producción de electricidad.
• La primera planta con fines para producir energía eléctrica se construyó en las cataratas del Niagara, permitiendo que todo el alumbrado de las calles del Niágara Falls se alimentara de la misma.
• Las segundas centrales hidroeléctricas más importantes en todo el mundo son la presa de las Tres Gargantas en China y seguidamente la presa de Itapu, ubicada entre Paraguay y Brasil.
• Es de destacar que la presa en China, a pesar de generar grandes cantidades de electricidad, la presa en Brasil logra superar la producción en energía eléctrica debido a las condiciones geográficas y climatológicas que así lo permiten.
• La energía hidroeléctrica sigue siendo hoy en día una de las más importantes en todo el mundo, que baraca una gran producción en energía eléctrica cubriendo así la demanda de diversos países. Sigue siendo una de las fuentes más ricas en todo el mundo, siendo mucho más económica y con gran potencia.

Centrales hidroeléctricas más grandes del mundo

Entre las centrales hidroeléctricas más grandes en dimensiones en el mundo se encuentran las siguientes:

Central hidroeléctrica de las Tres Gargantas en China

Esta central cuenta con una potencia de 22500 MW, se encuentra ubicada en Yichang en la provincia de Hubei. Esta central hidroeléctrica cuenta con una presa convencional que aprovecha toda la energía del agua. La inversión ameritó la cantidad de 18.000 millones de euros, contando con 1818 metros de altura y 2.335 metros de longitud.

Se compone de 32 turbinas y dos grandes generadores, lo que ha logrado alcanzar establecer un record mundial de 78 TWh, permitiendo abarcar la demanda eléctrica de nueve provincias en China y dos de sus ciudades más grandes, en las que se incluye Shanghái.

Central hidroeléctrica de Itaipú en Paraguay-Brasil

Esta central hidroeléctrica cuenta con una de las potencias más grandes en el mundo, capaz de generar 14.000 MW, ubicada en el rio Paraná, en la frontera de Brasil y Paraguay. Debido contra con una inversión de 15.000 millones de euros, de la mano de constructoras americanas e italianas.

Esta central logra cubrir la demanda energética del 20% en Brasil y el 70% de la que usa Paraguay. Con la cantidad de 20 generadoras y con la capacidad de producir la misma cantidad de energía que produce la de las Tres Gargantas en China, convirtiéndola en una colíder en el record mundial.

Central hidroeléctrica de Xiluodu en China

Esta central hidroeléctrica de Xiluodu ubicada en el río Jinsha, se encuentra ubicada en el centro de la provincia de Sichuan, siendo una de las mayores centrales de energía en toda China y la tercera en posición más grande del mundo. Cuenta con una capacidad de producir 13.860 MW.

Conto con una inversión de 5.500 millones de euros y su construcción inicio en el año 2005, posee una altura de 285,5 metros y un ancho de 700 metros, lo cual forma una presa con un almacenamiento de 12.670 millones de metros cúbicos. Además, tiene 18 generadores de turbinas y un generador de salida. En posicionamiento, en China es la segunda más importante y la tercera más importante en el mundo.

Central hidroeléctrica de Gurí en Venezuela

La central de Gurí en Venezuela, se encuentra ubicada tercera central hidroeléctrica más grande del mundo con una capacidad de 10.235 MW. Sus instalaciones se encuentran ubicadas en el río Caroní al sudeste del país, su construcción se inició en el año 1963 en dos fases para lograr completarlas.

Cuenta con 20 unidades de generación de gran capacidad y ha logrado ser renovada en años posteriores, además de instalación de turbinas Francis que superan los 700 MW.

Central hidroeléctrica de Tucuruí en  Brasil

Esta central hidroeléctrica está conformada por un complejo que se encuentra ubicado en la zona baja del río Tocantins, en Tucuruí, el cual pertenece al Estado de Pará en Brasil. Es una de las centrales hidroeléctricas con mayor importancia en el mundo ocupando el quinto lugar. La inversión fue de 4.000 millones de euros y fue iniciada en el año 1975.

Adicionalmente, en años posteriores se instalaron otras fases de la central creando así todo un complejo hidroeléctrico, logrando la capacitación de 11 unidades de generación suministrando en gran medida la energía para dos ciudades enteras.

A pesar de todas estas grandes construcciones aun queda mucho por hacer en el ámbito del uso de las energías renovables, el cambio climático y las sequias constantes así lo están demostrando. Las emisiones de dióxido de carbono han ido en notable aumento. El remplazo en energía renovables aún no ha surtido lo suficiente.

Se podría mencionar que aún se puede hacer más por la energía hidroeléctrica, mitigando y logrando disminuir los riesgos en cuanto a impacto ambiental. Se puede hacer mucho por aquellos pequeños lugares en los que se puede implementar el uso de la energía hidroeléctrica, para garantizar que el agua proporciones el beneficio que se desea encontrar de la misma.

Asimismo, son muchas las investigaciones que se encuentran en curso para que la energía hidroeléctrica sea aún mucho más amigable con todos los ecosistemas del planeta.