Antecedentes Histricos de la energa hidroelctrica:

La energa hidroelctrica, es la electricidad generada aprovechando la energa del agua en movimiento. Este tipo de energa lleva aos explotndose, Los agricultores, desde la Grecia antigua (1200 a. C. hasta 164 a. C.) han utilizado molinos de agua para moler trigo y hacer harina. Localizados en los ros, los molinos de agua recogen el agua en movimiento en cubos situados alrededor del molino. La energa cintica del agua en movimiento gira el molino y se convierte en la energa mecnica que mueve el molino. A finales del siglo XIX, la energa hidroelctrica se convirti en una fuente para generar electricidad. La primera central hidroelctrica se construy en 1880 en Northumberland, Gran Bretaa. El principal impulso de la energa hidrulica se produjo por el desarrollo del generador elctrico (Michael Faraday-1831), seguido del perfeccionamiento de la turbina hidrulica y debido al aumento de la demanda de electricidad a principios del siglo XX. En 1920 las centrales hidroelctricas generaban ya una parte importante de la produccin total de electricidad. A principios de la dcada de los noventa, las primeras potencias productoras de energa hidroelctrica eran Canad y Estados Unidos. La central de Itaip, en el ro Paran, est situada entre Brasil y Paraguay; se inaugur en 1982 y tiene la mayor capacidad generadora de energa hidroelctrica del mundo, con una potencia de generacin de energa de 14000 MW, con 20 turbinas generadoras de 700 MW.

Foto #1: Central Hidroelctrica de Itaipu, ubicado en el rio Paran y est situado entre Brasil y Paraguay, esta central posee la mayor cantidad generadora de energa hidroelctrica en el mundo, fue inaugurada en el ao de 1982.

La energa hidroelctrica proporciona casi un quinto de la electricidad de todo el mundo. China, Canad, Brasil, Estados Unidos y Rusia fueron los cinco mayores productores de este tipo de energa en 2004.La central hidroelctrica de mayor tamao de los Estados Unidos se encuentra junto a la presa Grand Coulee, sobre el ro Columbia, en la zona norte del estado de Washington. Ms del 70 por ciento de la electricidad producida en este estado proviene de centrales hidroelctricas.En cuanto a la primera central hidroelctrica en Mxico. La hidroelctrica Necaxa que se ubica en Puebla y fue creada en el gobierno de Porfirio Daz para electrificar el centro del pas. En su momento fue considerada la planta ms grande del mundo y lleva 105 aos operando de manera ininterrumpida.La importancia de Necaxa radica en que fue la primera presa hidroelctrica en el pas, y cuando se inaugur en 1905, se convirti en la planta con mayor produccin hidroelctrica del mundo.Fue construida por el ingeniero estadounidense, Ferdinand von Rosenzweig, despus de que se pausara su construccin debido a desacuerdos con quien inici el proyecto, el doctor Vaquier.En el municipio de Juan Galindo, en el estado de Puebla, a finales del siglo XIX un doctor francs de apellido Vaquier, investig y comprob las potencialidades energticas de las corrientes de agua en la regin de Huachinango, mismas que se precipitaban por los acantilados.El doctor form una empresa para la generacin de electricidad y solicit al gobierno mexicano una concesin para que se aprovecharan las aguas del ro Necaxa como fuerza motriz.Debido a que se necesitaban fondos bastante altos para realizar la obra, esto sin contar el atraso en los honorarios del doctor, adems de los desacuerdos con el gobierno, el proyecto fue pausado.En 1987, un grupo de inversionistas extranjeros lleg procedente de Canad, Inglaterra y Estados Unidos, encabezados por Frederick Pearson para formar la compaa elctrica Mexican Light and Power Company,que aos despus se convertira en LFC, ellos se hicieron cargo del proyecto.Foto #3: Central hidroelctrica Necaxa en Puebla, reconocida como la primer central en Mxico, 105 aos trabajando de manera ininterrumpida.

En Mxico la Central Hidroelctrica La Yesca (una de las ms altas del mundo) que tiene una capacidad de generacin de 750 megawatts (MW). Ubicada en el cauce del Rio Grande de Santiago, municipio de La Yesca, Nayarit, se trata de un proyecto desarrollado por completo en la actual administracin federal, ya que su construccin inici el 27 de septiembre del 2007, su primera unidad entr en operacin en octubre y la segunda comenz a operar el 6 de noviembre.Foto #2: Central hidroelctrica la Yesca ubicada en el cauce del Rio Grande Santiago, municipio La Yesca, Nayarit (27/09/2007)

En cuanto al estado de Oaxaca cuenta con dos centrales hidroelctricas, las cuales estn ubicadas en Tamazulapan y San Miguel Soyaltepec.Central hidroelctrica de tamazulapan.El Ro Mixteco nace en la Mixteca Alta a las faldas del cerro de Yucudaa (cerro que canta), pasando por Tejupan y Tamazulapan, donde recoge las aguas de los manantiales. A su paso por la ranchera de Ro del Oro mueve la Planta Hidroelctrica y ms abajo recibe los afluentes de los ros Mixtepec, Juxtlahuaca, Teposcolula y Salado, para convertirse en el poderoso afluente del Balsas.El agua es un recurso de explotacin, ya que los atractivos naturales giran en torno a l; su abundancia en Tamazulapan es sorprendente, incluso en tiempos de sequa. En el ao de 1964 se realiz la inauguracin de la planta hidroelctrica de Tamazulapan.Central hidroelctrica de San Miguel Soyaltepec.La comisin del Papaloapam construy la Presa Presidente Miguel Alemn, de agosto de 1954 a febrero de 1960 la Comisin Federal de Electricidad con la intervencin de la comisin del Papaloapam, construy la planta hidroelctrica, que se encuentra en el cauce del Rio Tonto, en Miguel Soyaltepec, Oaxaca.

Foto #4: Central hidroelctrica de temascal, formalmente llamada Presa Miguel Alemn (Oaxaca), genera 354 MW de energa elctrica.

Marco terico.Segn el autor Villalba Hervas, una presa sirve para contener el agua y formar tras de s un embalse, el agua se libera por los desages, que fluye por las llamadas tuberas de conexin, hasta la sala de mquinas (una vez filtrada); la energa cintica del agua acumulada se convierte en energa cintica de rotacin de la turbina, que acopla a un alternador de forma solidaria, genera energa elctrica.Del mismo modo el autor explica que la presa es un elemento fundamental para almacenar el agua y hacer que esta fluya por el desage a las tuberas de conexin y est a la sala de mquinas en donde se aprovecha la energa del agua que se encuentra en constante movimiento para hacer girar las turbinas y est haciendo accionar a su vez el generador, cuyo nico objetivo es producir o generar electricidad por medio del mtodo de induccin.Con una teora muy parecida los autores Julieta C. Shallenberg Rodrguez y Gonzalo Piernavieja Izquierdo, nos dicen que en la actualidad la energa hidrulica se utiliza fundamentalmente para producir electricidad en las denominadas centrales hidroelctricas, en donde el agua retenida en un embalse o presa se deja caer por la tubera, a cuya salida se coloca una turbina, el eje de la cual empieza a girar al caer el agua: este giro pone en marcha el generador elctrico obtenindose asi la electricidad.Del mismo modo el autor explica que la energa que la energa hidroelctrica es una fuente generadora de energa elctrica que exista ya desde hace algn tiempo pero que a finales del siglo XIX se empez a utilizar como como tal fuente generadora de electricidad, tal proceso se lleva a cabo en las centrales hidroelctricas, en el que el agua de un rio es retenida en una presa, en donde el agua almacenada se deja caer por la tubera, en donde al final en la salida se encuentra una turbina que aprovecha la energa que posee el agua debido a su movimiento para girar y as tambin hacer girar el eje que acciona el generador y este es el que se encarga de generar la electricidad, ya que el generador es la fuente principal de la corriente elctrica y considerada como la sabia vital de la metrpolis.Ventajas e inconvenientes de la energa hidroelctrica.Ventajas: El proceso de transformacin de la energa hidrulica (hidroelctrica) en elctrica es limpio, es decir, no produce residuos ni da lugar a la emisin de gases o partculas slidas que pudieran contaminar la atmsfera, este tipo de generacin de energa elctrica es una de las ms limpias que hay. Las presas que se construyen para embalsar el agua permiten regular el caudal del ro, evitando de esta forma inundaciones en pocas de lluvia o de crecidas y haciendo posible el riego de las tierras en los perodos o temporadas de escasez de lluvias. El agua embalsada puede servir para el abastecimiento a ciudades durante largos perodos de tiempo. Los embalses suelen ser utilizados como zonas de recreo y esparcimiento, donde se pueden practicar algn deporte acutico: pesca, remo, etc.

Inconvenientes:

Los embalses de agua abarcan extensas zonas de terreno, por lo general muy frtiles y en ocasiones de gran valor ecolgico, en los valles de los ros. Incluso, en algunos casos, han inundado pequeos ncleos de poblacin, cuyos habitantes han tenido que ser trasladados a otras zonas: esto significa un trastorno considerable a nivel humano. Las presas retienen las arenas que arrastra la corriente y que son la causa, a lo largo del tiempo, de la formacin de deltas en la desembocadura de los ros. De esta forma se altera el equilibrio, en perjuicio de los seres vivos (animales y vegetales) existentes en la zona. Al interrumpirse el curso natural del ro, se producen graves alteraciones en la flora y en la fauna fluvial. Una posible rotura de la presa de un embalse puede dar lugar a una verdadera catstrofe.

Principio de funcionamiento de una central hidroelctrica.

Una presa sirve para contener el agua y formar tras de s un embalse. El agua se libera por los desages, que fluye por las llamadas tuberas de conexin hasta la sala de mquinas (una vez filtrada); la energa cintica del agua acumulada se convierte en energa mecnica la cual hace girar la turbina y esta acciona el generador para la produccin o generacin de electricidad.

Obtencin de la electricidad.

La generacin de la electricidad se basa en principio de la induccin electromagntica (descubierta por Michael Faraday en 1831) que tiene lugar en los generadores, a partir de la rotacin del rotor electromagntico impulsado por una turbina, se induce la tensin en los paquetes de bobinas de estator, finalmente, de las terminales del estator es posible extraer la energa elctrica.

Recursos bsicos de una central hidroelctrica.

Presa: Es la encargada de almacenar el agua y provocar una elevacin de su nivel que permita encauzarla para su utilizacin hidroelctrica. Tambin se emplea para regular el caudal de agua que circula por el ro y aumentar el potencial hidrulico. Canal de derivacin: Es un conducto que canaliza el agua desde el embalse. Puede ser abierto (canal), como los que se construyen siguiendo la ladera de una montaa, o cerrado (tubo), por medio de tneles excavados.Las conducciones deben ser lo ms rectas y lisas posibles para reducir al mnimo las prdidas por friccin, necesitando adems un sistema para regular el caudal (compuertas o vlvulas) Tiene menos pendiente que el cauce del ro. Si el salto es inferior a 15 m, el canal desemboca directamente en la cmara de turbinas. En su origen dispone de una o varias tomas de agua protegidas por medio de rejillas metlicas para evitar que se introduzcan cuerpos extraos. Cmara de presin: Es el punto de unin del canal de derivacin con la tubera de presin. En esta cmara se instala la chimenea de equilibrio. Este mecanismo consiste en un depsito de compensacin cuya misin es evitar las variaciones bruscas de presin debidas a las fluctuaciones del caudal de agua provocadas por la regulacin de su entrada a la cmara de turbinas. Estas variaciones bruscas son las que se conocen como golpe de ariete. Tubera de presin: Tambin llamada tubera forzada, se encarga de conducir el agua hasta la cmara de turbinas. Las tuberas de este tipo se construyen de diferentes materiales segn la presin que han de soportar: palastro de acero, cemento-amianto y hormign armado. Cmara de turbinas: Es la zona donde se instalan las turbinas y los alternadores (generadores). Turbinas: Elementos que transforman en energa mecnica la energa cintica del agua.Segn las caractersticas del salto de agua se emplean tres tipos de turbinas.1. Turbina Pelton: Tambin conocida como turbina de presin, son adecuadas para los saltos de gran altura y para los caudales relativamente pequeos. Puede utilizarse en saltos de altura superior a 200 m. 2. Turbina Fancis: Es tambin conocida como turbina de sobrepresin, este tipo de turbinas se pueden utilizar en saltos de agua de diferentes pero siempre y cuando sean dentro del rango de 20 a 200 m.3. Turbina Kaplan: Son turbinas de admisin total y reaccin, se usan en saltos de agua de pequea altura a 20 m y puede llegar a trabajar eficazmente con saltos de slo 5 m. Canal del desage: Se encarga de devolver el agua utilizada en las turbinas hasta el case del rio. El agua sale a gran velocidad, por lo que se protege la salida y las paredes laterales con refuerzos de hormign para evitar la erosin, que podra poner en peligro la propia presa. Alternador: Tipo de generador destinado a transformar la energa mecnica en elctrica. Chimenea de equilibrio: Son unos pozos de presin de las turbinas que se utilizan para evitar el llamado golpe de ariete, que se produce cuando hay un cambio repentino de presin debido a la apertura a cierre rpido de las vlvulas en una instalacin hidrulica. Vlvulas: Son los mecanismos que permiten controlar y regular la circulacin del agua en las tuberas. Parque de transformadores: Los alternadores actuales generan energa elctrica a tensin inferior a 20 000 V. En estas condiciones se produciran prdidas de tensin en el transporte a largas distancias, por lo que se hace necesario elevar la tensin a valores no inferiores a los 200 000 V. Este aumento de tensin se lleva a cabo en el parque de transformadores.

Clasificacin de centrales hidroelctricas:

Centrales de agua embalsada:Si el caudal del rio es variable, se acumula el agua mediante un embalse de grandes dimensiones para conseguir una produccin regular de electricidad.Este tipo de presas pueden ser de diferentes tipos:-De gravedad: su propio peso sirve para contrarrestar el empuje del agua, esta suele ser recta o cncava, y esta tipo suele ser el ms caro.-De bveda: la presin del agua se transmite a las laderas de la montaa, suele ser convexa, de modo que, cuanto ms empuja el agua del embalse, ms se clavan los lados de la presa en las laderas de la montaa, estas son presas ms pequeas, y baratas. -Centrales de bombeo: Son aquellas que disponen de dos embalses, un embalse superior y otro inferior, el agua del embalse superior pasa por las tuberas, desde la presa hasta la turbina, hacindola girar y generando corriente que se enva a las lneas elctricas. Luego el agua pasa al embalse inferior. Cuando la demanda de energa es baja, se aprovecha la energa elctrica sobrante para bombear agua del embalse inferior al superior. Por ello, este tipo de centrales se combina con otra para obtener la energa de bombeo.

Esquema #1: Central hidroelctrica de bombeo

Centrales de agua fluyente:Si el caudal es prcticamente constante en las diferentes estaciones, la energa potencial del agua se aprovecha directamente o con embalses de pequeas dimensiones, para ello se construye una barrera o azud (palabra en rabe cuyo significado es barrera) que lleva el agua hasta un deposito a partir del caudal, mediante una tubera se hace llegar el agua hasta la central, su construccin se realiza mediante presas sobre el cauce de los ros, para mantener un desnivel constante en la corriente de agua. Segn su altura de cada de agua:-Centrales de alta presin: Que corresponden a centrales de ms de 200m de cada del agua, por lo que utilizan turbinas tipo Pelton.-Centrales de media presin:Son centrales con cada del agua de 20 a 200 m, siendo dominante el uso de turbinas Francis, aunque tambin se puede utilizar turbinas Kaplan.-Centrales de baja presin:Corresponden a centrales con desniveles de agua en torno a 20 m, las turbinas utilizadas son del tipo Kaplan.Objetivo general: Conocer acerca del proceso para generar energa hidroelctrica en Oaxaca

Objetivo especfico: Conocer cul es la funcin del alternador

Planteamiento del problema: averiguar cul es el proceso para generar energa hidroelctrica en el estado de Oaxaca.Formulacin de hiptesis:Cul es el proceso para generar energa hidroelctrica en Oaxaca?El proceso de generacin de electricidad, consiste en que el agua del embalse de la presa, fluye a travs de una entrada gracias a las vlvulas que permiten controlar y regular la circulacin del agua en las tuberas, esta corriente de agua pasa por el canal de derivacin y posteriormente a la cmara de presin en donde este es el punto de unin del canal de derivacin y la tubera de presin que se encarga de conducir la corriente de agua a la cmara de turbinas en donde se encuentra la turbina Francis y el alternador, en donde las turbinas Francis son las encargadas de transformar la energa que posee el agua en movimiento a energa mecnica y accionar el alternador que es el encargado de transformar la energa mecnica de las turbinas a energa elctrica por medio del fenmeno de la induccin electromagntica.

Cul es el proceso para generar energa hidroelctrica en el estado de Oaxaca?