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Energía hidroeléctrica

Las centrales hidroeléctricas son las encargadas de juntar dos energía renovables en un mismo sitio. En primer lugar debemos mencionar la fuerza del agua, es decir la energía hidráulica, y por otro lado, la energía eléctrica que podemos obtener de la misma. Hoy la energía hidroeléctrica es una de las más extendidas si hablamos de energía renovables. Actualmente podemos comprobar que el 16% de la energía eléctrica del mundo proviene de la acción de este tipo de centrales.

Tipos de centrales hidroeléctricas

Para entender la energía hidroeléctrica, debemos conocer no solo como funcionan las centrales donde se genera, sino además los tipos de centrales que existen.

Energía hidroeléctrica

En este sentido podemos decir que el tipo de central hidroeléctrica depende del estado del agua que se utiliza. La misma puede ser de agua fluyente, cuando se sirve de la fuerza natural de un río para generar energía eléctrica. Pero también puede ser de embalse. En este último caso se requiere de tuberías de alta presión para conseguir la energía hidráulica del agua estancada.

Las segundas son notablemente más costosas, ya que requieren una mayor inversión en infraestructura. Sin embargo, son las más útiles, esto es así ya que permite generar energía durante todo el año. Así que por lo general se recurre a este tipo de centrales.

Otra manera de diferenciar las centrales hidroeléctricas es en función de la altura de la caída del agua. En este sentido podemos decir que si la misma tiene una altura superior a los 200 metros de caída, se la denomina central de alta presión. Aquellas centrales que tienen 4 metros de caída del agua (el cual es el mínimo necesario), son centrales de muy baja presión. En este caso se las equipa con muchas instalaciones técnicas para poder conseguir resultados similares al de las centrales de mayor presión.

El caso de las centrales mareomotrices es un caso especial. Las mismas emplean la fuerza de las olas y las mareas para generar energía. Lo que ocurre es que tienen un elevado costo de construcción, así como también de mantenimiento en relación al nivel de energía que son capaces de generar. Por este motivo no son muy utilizadas ni muy estudiadas hoy en día.

Cómo se compone una central hidroeléctrica

Aquellas centrales que se encuentran en un embalse como dijimos antes, son las más empleadas ya que permiten extraer un rendimiento mucho mayor. Los componentes de este tipo de instalaciones son los siguientes:

  1. Primero tenemos el lugar donde se retienen el agua por medio de una represa.
  2. Luego nos encontramos con una tubería forzada. La misma es la encargada de transportar el agua.
  3. Tenemos la central de máquinas donde encontramos la turbina y un generador eléctrico.
  4. También vamos a encontrar un transformador por medio del cual la fuerza hidráulica del agua se convierte en energía eléctrica utilizable.
  5. Finalmente tenemos la red eléctrica por medio de la cual se transporta la energía.

Energía hidroeléctrica

Cómo se genera la energía hidroeléctrica

En el caso de una central situada en un embalse, la generación de la energía hidroeléctrica tiene un procedimiento simple de explicar, pero no tanto de poner en marcha.

Para comenzar el agua se coloca en un embalse y se retiene por medio de una presa. Este agua es el que accede a una turbina por medio de una serie de tuberías forzadas de alta presión. Son extremadamente resistentes, ya que el agua gana una gran velocidad. Es de esta manera que se permite extraer grandes cantidades de energía hidroeléctrica de este sistema.

En la sala de turbinas, que usualmente se encuentra bajo tierra, el agua alcanza su velocidad máxima por medio de un movimiento rotacional. Las turbinas son el elemento central para la generación de energía hidroeléctrica. Esta máquina es la encargada de transferir la energía obtenida por medio de la fuerza del agua a un generador eléctrico. De esta manera es que la energía hidráulica se transforma en energía hidroeléctrica.

Una vez que ya se ha convertido en electricidad, la misma se lleva desde los generadores hasta los transformadores. Ahí se eleva la tensión para poder usarla y transportarla a través de la red eléctrica.

Energía hidráulica

Problemas de las centrales hidroeléctricas

Existen algunos problemas derivados de la construcción de una represa. En especial si tenemos en cuenta que una represa genera una inundación de una parte de un río para generar un reservorio de agua. Cuando el mismo se encuentra inundado se libera el agua por las turbinas a una velocidad controlada. Esto genera la rotación de los generadores de electricidad.

Por su parte, una ventaja de esto es que si se puede controlar el flujo de agua, se puede generar la cantidad de electricidad que se necesita es decir en función de la demanda.

Costo de construcción

Uno de los problemas de las centrales hidroeléctricas es el alto costo de construcción que tienen. De hecho si queremos una gran producción de electricidad, vamos a necesitar una central bastante grande, y esto implica una inversión enorme. Además genera más riesgo que las centrales más pequeñas.

El hecho de inundar ciertas zonas también es perjudicial. De esta manera se puede perder el ecosistema e incluso muchas de las personas que habitan esas zonas pueden tener que desplazarse. El impacto ambiental suele ser bastante importante.

Impacto ambiental

La construcción de represas no solo puede implicar el desplazamiento de poblaciones, sino que pueden destruir ecosistemas completos, además de modificar el microclima. El volumen de los ríos se reduce y esto puede afectar a las poblaciones que lo utilizan como fuente de agua o para las plantaciones.

Otro problema de las represas, provocado por las inundaciones, es la emisión de gases de invernadero, en particular de metano. Cuando un ecosistema se inunda, la vegetación queda debajo del agua. Esta se comienza a descomponer y se pudre, lo que genera la liberación de gas metano que se libera a la superficie en forma de burbujas.

Pero también se puede generar energía hidroeléctica siguiendo el flujo del río. Lo que se hace es conducir una parte del río para que pase por las turbinas y de esta manera se genere energía con la potencia natural del flujo de agua. Entonces se construye una represa no muy grande para que se asegure la cantidad mínima de agua.

Esta manera es mucho menos nociva para el ecosistema y además no genera grandes inundaciones en el terreno.

Ventajas y desventajas de la energía hidroeléctrica

Ventajas

Energía hidroeléctrica

Las ventajas de la energía hidroeléctica son muy claras.

  • Se trata de una energía limpia, renovable e inagotable.
  • Tiene un alto grado de eficiencia comparada con otras fuentes de energía renovable como la solar o la eólica. Las tasas de conversión de energía eléctrica en este caso se encuentran entre el 80 y el 90 %.
  • Como se abastece de agua para funcionar y no requiere de combustibles fósiles, no se genera contaminación en el ambiente.
  • Es una fuente de energía doméstica. Esto quiere decir que cada localidad puede generar su propia energía sin depender de fuentes de combustible internacionales.
  • Se reduce el riesgo de inundaciones y se permite reorientar el riego a aquellas zonas que lo necesiten, así como también el suministro de agua.
  • La energía hidroeléctrica puede almacenarse. Es decir que puede dirigirse para satisfacer la variación en la demanda.

Desventajas

Energía hidroeléctricaPero este tipo de energía también tiene algunas desventajas o debilidades. Muchas de ellas las mencionamos más arriba.

  • La generación de electricidad y los precios de la energía están directamente relacionados con la cantidad de agua que se dispone.
  • El número de embalses para la construcción de una central de este tipo es limitado. En particular se deben establecer en aquellas zonas donde un proyecto de esta magnitud sea rentable.
  • El costo de construcción de una central hidroeléctrica es muy elevado. Sin embargo, una vez que la misma es puesta en marcha, los costos de mantenimiento son bajos. De hecho este tipo de infraestructura tiene una vida útil muy extensa.
  • El impacto ambiental y humano es también otra de las debilidades de este tipo de energía. Para generar electricidad de manera eficiente se debe reducir el flujo de agua por muchos kilómetros. Estos van a quedar sumergidos en el agua.
  • Este tipo de construcciones puede terminar con la eliminación de poblados completos.
  • Cuando las turbinas se abren y cierran repetidas veces, el caudal del río se puede modificar drásticamente causando un alteración en los ecosistemas.

Conclusión

Sin embargo, por tratarse de una fuente de energía limpia, las desventajas no ponderan tanto. Pero sí los altos costos y los riesgos para el ecosistema y las ciudades son muy tenidos en cuenta. La realidad es que sería difícil pensar en un funcionamiento o una estructura diferente para la generación de energía hidroeléctrica.

Si bien una central de este tipo funciona de manera más eficiente y tiene un flujo de energía más continuo y estable, no es preferida frente a otras alternativas. Podemos decir que la energía solar y la eólica están bastante más extendidas. En parte debido a la complejidad que la puesta en marcha de una central hidroeléctrica implica.

Si la comparamos con cualquier fuente de energía que emplee combustibles fósiles tiene amplias ventajas.