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¿Cómo producir electricidad con el agua?

marzo 17, 2022
¿Cómo producir electricidad con el agua?

Cuánta energía produce una central hidroeléctrica

¿Alguna vez da por sentado que las cosas son buenas? Por ejemplo, piensa en tu rutina matutina. Cuando te levantas, ¿enciendes la luz? ¿Coges la comida de la nevera? ¿Enciendes la televisión hasta que te vas a la escuela? La mayoría de la gente no piensa mucho en estas acciones. Dan por hecho que al pulsar un interruptor se encienden estas cosas.

Sin embargo, para que estos aparatos funcionen deben ocurrir muchas cosas. Para empezar, es necesario que la electricidad llegue a los enchufes e interruptores de la casa. Sin electricidad, las lámparas, los frigoríficos y los televisores serían inútiles.

¿De dónde viene la electricidad? Algunas personas obtienen la electricidad de centrales eléctricas de carbón. Otros la obtienen de paneles solares. Otros utilizan turbinas eólicas. Algunos incluso obtienen la electricidad del agua. Esto se llama hidroelectricidad.

En realidad es bastante sencillo. Las centrales hidroeléctricas y las de carbón producen electricidad de forma similar. Ambas utilizan una máquina llamada turbina. Utilizan una fuente de energía para hacer girar las hélices de la turbina. Al girar la turbina, hace girar un eje metálico conectado a un generador eléctrico. Esto es básicamente un motor que produce electricidad.

Pros y contras de la energía hidroeléctrica

Fue como un sueño hecho realidad. Hace un año, los científicos del Laboratorio Nacional de Física (NPL) de Nueva Delhi demostraron que era posible generar electricidad a partir del agua, a temperatura ambiente y sin necesidad de energía externa. La innovación está ahora lista para la siguiente fase de desarrollo.

«Estamos esperando a que el Gobierno y la industria tomen la iniciativa. En un año y medio se puede instalar una planta piloto», dijo el Dr. Ravinder Kumar Kotnala en una entrevista. El Dr. Kotnala, junto con su socio, Jyoti Shah, ha desarrollado la célula hidroeléctrica utilizando un enfoque novedoso.

El Dr. Kotnala, científico jefe del NPL, quedó fascinado por el potencial de detección de humedad del nanomaterial poroso de ferrita de magnesio a temperatura ambiente. El material mostraba un cambio de potencial eléctrico en presencia de humedad en la atmósfera. Esto les hizo pensar: ¿podemos aprovechar la misma diferencia de energía potencial para generar electricidad?

Una cosa llevó a la otra y pronto descubrieron que un pequeño trozo de ferrita de magnesio de tres pulgadas cuadradas puede generar unos 250 miliamperios (mA) de potencia. Se fabricó un prototipo un poco más grande que medía cuatro pulgadas cuadradas y también resultó eficaz. Estaba claro que la célula podía ampliarse.

Energía hidroeléctrica británica

La energía hidroeléctrica, también llamada energía hidroeléctrica o hidroelectricidad, es una forma de energía que aprovecha la fuerza del agua en movimiento -como el agua que fluye por un salto- para generar electricidad. La gente ha utilizado esta fuerza durante milenios. Hace más de dos mil años, los griegos utilizaban el agua en movimiento para hacer girar la rueda de su molino y convertir el trigo en harina.

La mayoría de las centrales hidroeléctricas tienen un depósito de agua, una compuerta o válvula para controlar la cantidad de agua que sale del depósito y una salida o lugar donde el agua termina después de fluir hacia abajo. El agua adquiere energía potencial justo antes de derramarse por la parte superior de una presa o de descender por una colina. La energía potencial se convierte en energía cinética a medida que el agua fluye cuesta abajo. El agua puede utilizarse para hacer girar las palas de una turbina y generar electricidad, que se distribuye a los clientes de la central.

Hay tres tipos diferentes de centrales hidroeléctricas, siendo la más común una instalación de embalse. En una instalación de embalse, se utiliza una presa para controlar el flujo de agua almacenada en una piscina o embalse. Cuando se necesita más energía, se libera el agua de la presa. Una vez liberada el agua, la gravedad toma el control y el agua fluye hacia abajo a través de una turbina. Cuando las palas de la turbina giran, hacen funcionar un generador.

Energía hidráulica

Han pasado nueve meses desde que las lluvias récord del huracán Harvey causaron estragos en el estado de Texas, y ahora gran parte del estado está en sequía. Al mismo tiempo, más del 15 por ciento del oeste de Estados Unidos está en sequía extrema, frente a prácticamente el cero por ciento de hace un año.    En todo el mundo, muchas regiones están sufriendo sequía, agotamiento de las aguas subterráneas y escasez de agua municipal.

Para hacer frente a estos problemas habrá que invertir en tecnología e infraestructuras para conservar el agua y aumentar el suministro de agua convencional. Un objetivo obvio para la conservación del agua es el sector de la energía eléctrica, que consume billones de galones de agua al año. La cuestión es si debemos centrarnos en reducir la cantidad de agua que consumen las centrales eléctricas o utilizar la electricidad que generan para producir agua dulce mediante la desalinización. Vamos a indagar para saber cómo se comparan realmente estas dos estrategias.

Según una estimación, la generación de energía eléctrica consume más de tres billones de galones de agua al año en todo el mundo. ¿Por qué las centrales eléctricas tienen tanta sed? La mayoría de las centrales eléctricas utilizan una turbina de vapor para generar electricidad. El vapor que sale de la turbina tiene que enfriarse, condensarse de nuevo en agua y reciclarse a través del sistema, como se muestra en la siguiente ilustración. En este proceso de refrigeración es donde se consume la mayor parte del agua en las centrales eléctricas.

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