La energía

hidráulica

Mikel Zumeta

Energia hidraulica

• La hidráulica es una rama de la física y la ingeniería que se encarga del estudio de las propiedades mecánicas de los fluidos. Todo esto depende de las fuerzas que se interponen con la masa (fuerza) y empuje de la misma.

Los molinos hidráulicos

• En la Edad Media, la rueda hidráulica fue ampliamente utilizada en Europa para una gran variedad de usos industriales. Estos molinos fueron usados para accionar aserraderos molinos de cereales y para minerales, molinos con martillos para trabajar el metal , para accionar fuelles de fundiciones y para una variedad de otras aplicaciones.

Tipos y métodos de ruedas de molino

• Las aceñas eran molinos harineros de agua, que se hacían en el mismo cauce de un río, de modo que la fuerza de la corriente movía directamente una rueda hidráulica vertical de paletas (ruedas vitrubianas), que a través de un sistema de engranajes (catalina y linterna), y de embragues, transmitían el movimiento de giro del eje horizontal de la rueda al eje vertical de una piedra de moler.

Tipos y métodos de ruedas de molino

•  Sobre una rueda vertical de cangilones (rueda hidráulica gravitatoria), de modo que el agua operaba más por su peso que por su velocidad, y unos engranajes transmitía el movimiento a las muelas, produciendo la rotación de las mismas.

Tipos y métodos de ruedas de molino

• Haciendo pasar el flujo de agua, al final de la caída, por unos estrechos conductos reforzados llamados saetines o saetillos, que impulsaban y concentraban el chorro de agua a gran presión contra unas ruedas horizontales (rodeznos) de cucharas .

Tipos y métodos de ruedas de molino

Energía hidroeléctrica

• La energía hidráulica se basa en aprovechar la caída del agua desde cierta altura. La energía potencial, durante la caída, se convierte en cinética. El agua pasa por las turbinas a gran velocidad, provocando un movimiento de rotación que finalmente, se transforma en energía eléctrica por medio de los generadores. Es un recurso natural disponible en las zonas que presentan suficiente cantidad de agua, y una vez utilizada, es devuelta al río abajo. 

Energía hidroeléctrica

Su desarrollo requiere construir pantanos, presas, canales de derivación, y la instalación de grandes turbinas y equipamiento para generar electricidad. Todo ello implica la inversión de grandes sumas de dinero, por lo que no resulta competitiva en regiones donde el carbón o el petróleo son baratos. Sin embargo, el peso de las consideraciones medioambientales y el bajo mantenimiento que precisan una vez estén en funcionamiento centran la atención en esta

fuente de energía.

Minicentrales hidroeléctricas

• Las características hidrográficas y topográficas de las cuencas incluidas en el ámbito de la CAPV,confieren a este territorio un considerable potencial de aprovechamiento energético hidroeléctrico. Esto es particularmente cierto en el Territorio Histórico de Gipuzkoa.

• En la CAPV las pequeñas instalaciones hidroeléctricas tienen una gran tradición asociada principalmente a los asentamientos industriales y han constituido la base de la electrificación de zonas rurales. Ya desde finales del siglo XIX surgieron numerosas empresas que a partir de instalaciones de pequeña y mediana potencia autoproducían la energía eléctrica que necesitaban.

Minicentrales hidroeléctricas

• Desaparecidas las ferrerías, estas centrales son sus sucesoras en el aprovechamiento energético del río. Son las también llamadas "Minihidráulicas

• Presa del río Leitzaran • Longitud: 40 metros. • Altura: unos 4 metros

Minicentrales hidroeléctricas

Sin embargo, a partir de la década de los 60 se hizo evidente una paralización en la construcción de minicentrales hidroeléctricas, debido a que el bajo precio del petróleo favoreció la construcción de centrales térmicas de generación eléctrica. Se cerraron numerosas minicentrales cuyos costes de explotación resultaban excesivos.

Edificio y canal de salida C.H. Leizarán

Minicentrales hidroeléctricas

Con la crisis del petróleo vuelven a resurgir las pequeñas centrales y en la década de los 80,tras la entrada en vigor de la Ley 82/80 sobre Conservación de la Energía que amparaba expresamente la construcción, ampliación o adaptación de instalaciones de producción hidroeléctricas con potencia de hasta 5.000 kVA, comienzan a rehabilitarse numerosas centrales hidroeléctricas que se encontraban paradas y a automatizarse otras instalaciones en funcionamiento.

Grupo turbina - generador y cuadros eléctricos de la C.H. Ubao-Tokillo

Centrales hidroeléctricas

• En una central hidroeléctrica se utiliza energía hidráulica para la generación de energía eléctrica. En general, estas centrales aprovechan la energía potencial gravitatoria que posee la masa de agua de un cauce natural en virtud de un desnivel, también conocido como salto geodésico. Este método consiste en la construcción de una represa o embalse de agua que retenga el cauce de agua causando un aumento del nivel del río en su parte anterior a la presa de agua.

Central hidroeléctrica

• La potencia de una central hidroeléctrica se mide en Megavatios (MW)

• La potencia de una central puede variar desde unos pocos MW , como en el caso de las minicentrales hidroeléctricas, hasta 14.000 MW como en Paraguay y Brasil donde se encuentra la segunda mayor central hidroeléctrica del mundo, la Itaipú, que tiene 20 turbinas de 700 MW cada una . La mayor es la Presa de las Tres Gargantas, en China, con una potencia de 22.500 MW),.

Central hidroeléctrica (Itaipu) La represa hidroeléctrica de

Itaipú es una empresa binacional entre Paraguay y Brasil, en su frontera sobre el río Paraná. Su murallón, hecho de hormigón, roca y tierra, se emplaza a 14 km al norte del Puente de la Amistad.

  Con un coste de 15 000 millones de €, la represa de Itaipú posee una potencia de generación electrohidráulica instalada de 14.000 MW. En el año 2000 tuvo su récord de producción con 93400 de GWh, generando el 95% de la energía eléctrica consumida  en Paraguay 

y el 24% de la de Brasil.

GWh mil millones de vatios hora

Central hidroeléctrica (Las Tres Gargantas)

• La presa mide 2.309 metros de longitud y 185 de altura y se levanta a orillas de la ciudad de Yichang, en el centro de China.

• Contará con 32 turbinas de 700 MW cada una, 14 instaladas en el lado norte de la presa, 12 en el lado sur de la presa y seis más subterráneas totalizando una potencia de 24.000 MW. Es capaz de proveer de energía al 3% del consumo interno chino.

• Esta monumental obra dejó bajo el nivel de las aguas a 19 ciudades y 322 pueblos, afectando a casi 2 millones de personas y sumergiendo unos 630 km2 de superficie de territorio chino.

Centrales hidroeléctricas

Ventajas sobre otras fuentes de energía

• Disponibilidad: El ciclo del agua lo convierte en un recurso inagotable.

• Energía limpia: No emite gases "invernadero", ni provoca lluvia ácida, ni produce emisiones tóxicas.

• Energía barata: Sus costes de explotación son bajos, y su mejora tecnológica hace que se aproveche de manera eficiente los recursos hidráulicos disponibles.

• Trabaja a temperatura ambiente: No son necesarios sistemas de refrigeración o calderas, que consumen energía y, en muchos casos, contaminan.

• El almacenamiento de agua permite el suministro para regadíos o la realización de actividades de recreo.

• La regulación del caudal controla el riesgo de inundaciones y desates de agua.

Centrales hidroeléctricas Inconvenientes

• Su construcción y puesta en marcha requiere inversiones importantes. Además, los emplazamientos en donde se pueden construir centrales hidroeléctricas en buenas condiciones económicas son limitados.

• Las presas se convierten en obstáculos insalvables para especies como los salmones, que tienen que remontar los ríos para desovar. Por su parte, los embalses afectan a los cauces, provocan erosión, e inciden en general sobre el ecosistema del lugar.

• Empobrecimiento del agua: El agua embalsada no tiene las condiciones de salinidad, gases disueltos, temperatura, nutrientes, y demás propiedades del agua que fluye por el río. Los sedimentos se acumulan en el embalse, por lo que el resto del río hasta la desembocadura acaba empobreciéndose de nutrientes. Asimismo, puede dejar sin caudal mínimo el tramo final de los ríos, especialmente en épocas de sequía.

• Los emplazamientos hidráulicos suelen estar lejos de las grandes poblaciones, por lo que es necesario transportar la energía eléctrica producida a través de costosas redes.

Mikel Zumeta