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¿Qué es una central hidráulica y cómo funciona?

marzo 16, 2022
¿Qué es una central hidráulica y cómo funciona?

Cómo funciona la energía hidroeléctrica

Una masa de agua que se desplaza por una diferencia de altura contiene energía que puede ser cosechada mediante alguna noria o turbina. El agua en movimiento impulsa la noria y esta rotación acciona directamente la maquinaria (por ejemplo, el molino, la bomba, el martillo, la trilladora, …) o se acopla a un generador que produce energía eléctrica.

La energía hidráulica es probablemente la primera forma de producción de energía automatizada que no es impulsada por el hombre o los animales. El movimiento de una piedra de moler para moler primero, se convirtió en el accionamiento de un generador eléctrico. Junto con el vapor, fue durante mucho tiempo la principal fuente de energía eléctrica y su disponibilidad continua no requiere ningún tipo de almacenamiento de energía (a diferencia de la energía eólica o solar). Se trata principalmente de un equipo mecánico. Esto hace que sea relativamente fácil de entender y de reparar/mantener. En las unidades más pequeñas, su impacto medioambiental es despreciable (véase: evaluación del impacto medioambiental y pros y contras de la microcentral hidroeléctrica).

Estas condiciones específicas limitan la generalización y estandarización de «cómo instalar centrales hidroeléctricas». La elección de la ubicación y la planificación adecuadas requieren algunos conocimientos específicos. Conociendo el caudal de agua y la diferencia de altura se puede estimar la potencia potencial.

Cuánta energía produce una central hidroeléctrica

Con el llamamiento mundial a la acción para reducir nuestra dependencia de los combustibles fósiles, la energía hidroeléctrica se está convirtiendo en una fuente de energía cada vez más importante. Al ser una de las fuentes de energía renovable más constantes y fiables, los proyectos hidroeléctricos continuarán en el futuro.

La energía hidroeléctrica es una de las formas más baratas de generar electricidad y es utilizada por más de 60 países en todo el mundo, cubriendo la mitad de su demanda de electricidad. Además, tiene la ventaja de ser una fuente de energía limpia, que proporciona energía «a la carta» y crea miles de puestos de trabajo en todo el mundo.

La energía hidroeléctrica es la que se genera a partir de fuentes de agua como el océano, los saltos de agua y los ríos. Dado que el agua se mueve constantemente a través de un ciclo global, su movimiento puede aprovecharse para generar electricidad o impulsar maquinaria. Como el agua es un recurso infinito, su ciclo proporciona un sistema de recarga sin fin, lo que la convierte en una fuente de energía renovable.

Hay varios tipos de instalaciones hidroeléctricas y todas se alimentan del movimiento del agua que fluye. Se utilizan turbinas y generadores para convertir la energía cinética del agua en electricidad, que luego se introduce en la red eléctrica para abastecer a hogares, empresas e industrias.

Microcentrales hidroeléctricas

Las centrales hidroeléctricas aprovechan la energía de la caída del agua para generar electricidad. Una turbina convierte la energía cinética del agua que cae en energía mecánica. A continuación, un generador convierte la energía mecánica de la turbina en energía eléctrica.

Supongamos que hay una pequeña presa en su zona que no se utiliza para producir electricidad. Tal vez la presa se utilice para suministrar agua para regar las tierras de cultivo o tal vez se construyó para hacer un lago para el recreo. Como ya hemos explicado, hay que saber dos cosas:

Lo bien que la turbina y el generador convierten la fuerza del agua que cae en energía eléctrica. En el caso de las centrales hidroeléctricas más antiguas y mal mantenidas, este porcentaje puede ser del 60% (0,60), mientras que en las más nuevas y bien operadas puede llegar al 90% (0,90).

El consumo medio anual de energía residencial en Estados Unidos es de unos 3.000 kilovatios-hora por persona. Así que podemos calcular a cuántas personas podría servir nuestra presa dividiendo la producción anual de energía entre 3.000.

Ventajas y desventajas de la energía hidráulica

Desde hace miles de años, la gente ha aprovechado la energía contenida en el agua corriente y la ha utilizado para realizar trabajos útiles. Por ejemplo, las ruedas hidráulicas y los molinos de agua para procesar el grano se utilizaron ampliamente hace más de 2.000 años en la antigua Grecia. También se utilizaron durante la dinastía Han en China y en la Roma imperial.

La energía hidroeléctrica es una forma de energía que utiliza la fuerza del agua que fluye para generar electricidad. Es uno de los métodos más antiguos de aprovechamiento de la energía, así como uno de los más limpios y renovables.

En 1753, un ingeniero francés llamado Bernard Forest de Belidor publicó su obra fundamental, Architecture Hydraulique1. Esta obra describía las máquinas hidráulicas de eje vertical y horizontal, y sentaba las bases de las futuras innovaciones en materia de energía hidráulica. A medida que avanzaba la Revolución Industrial, el agua se convirtió en una fuente de energía clave para muchos nuevos inventos, en particular el armazón de agua de Richard Arkwright para hilar fibras de algodón.

En 1878, la primera instalación de energía hidroeléctrica se utilizó para alimentar una sola lámpara de arco. En 1881, la central eléctrica número uno de Shoelkopf, cerca de las cataratas del Niágara, empezó a producir electricidad a gran escala. A lo largo del siglo XX y principios del XXI, las continuas mejoras tecnológicas han contribuido a establecer la energía hidroeléctrica como elemento central de un movimiento continuo hacia las soluciones energéticas renovables.

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