Energías renovables

¿Que es una central hidroelectrica?

Hidroelectrica

Una central hidroeléctrica es un conjunto de dispositivos que aprovechan movimientos de cursos de agua, naturales o artificiales, y los convierten en electricidad. Puede funcionar a toda hora. La energía obtenida es proporcional al caudal de agua circulante y a la altura de donde cae.

La masa de agua en altura es convertida en energía mecánica y luego en energía eléctrica en el punto más bajo del cauce proveniente de un embalse superior. Para eso utiliza turbinas acopladas a alternadores.

Ventajas y desventajas de una central hidroelectrica

Entre las principales ventajas de este tipo de generadores están:

  • La renovación del ciclo del agua
  • El alto rendimiento en términos energéticos
  • La no emisión de gases contaminantes a la atmósfera.

¿Desventajas? Las tiene y están en la misma definición de la pregunta sobre ¿que es una central hidroelectrica? En efecto, su construcción supone en ocasiones inundar extensiones de terreno para direccionar presas y embalses, lo que puede ocasionar daños a ecosistemas, terrestres y acuáticos. Estas desventajas ponen en discusión la misma idea de si la energía hidroeléctrica puede ser considerada renovable o no, o al menos sostenible.

La energía del agua ya se usaba en la época de los antiguos griegos y romanos, a través de ruedas hidráulicas para molienda de trigo. La hidroelectricidad cobró relevancia en la Revolución Industrial como apoyo a las máquinas de vapor y la madera utilizada como combustible. De hecho, colaboró en el impulso de las ciudades industriales. A fines del siglo XIX se desarrolló el generador eléctrico y con él, la turbina hidráulica. Una de las primeras centrales hidroeléctricaes fue construida en 1880 en Northumberland, Gran Bretaña. Para 1920 la energía proveniente de la fuerza del agua ya representaba una parte importante de la generación mundial de electricidad.

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Funcionamiento de una central hidroelectrica

El proceso de conversión a energía hidroeléctrica se desarrolla en varios pasos.

  1. Una presa o dique actúa como elemento de contención e interrumpe el curso de agua, generando una acumulación, depósito o embalse aguas arriba. Se considera que esta acción en sí misma constituye una forma de almacenamiento de energía, porque el agua adquiere la forma de electricidad potencial.
  2. Una válvula controla la entrada de agua, previo a una tubería que la transporta hasta la galería de presión.
  3. El agua a presión transforma su fuerza en energía cinética, es decir, pierde su fuerza y toma velocidad.
  4. Una vez en la sala de máquinas, el agua opera sobre los álabes de una turbina hidráulica y se transforma en energía mecánica de rotación. Para eso utiliza válvulas de entrada de seguridad y equipos de regulación de caudal o distribuidores de acuerdo a la demanda de energía.
  5. El eje de la turbina, unido al del generador eléctrico, gira y transforma la energía de rotación en corriente.
  6. La energía eléctrica obtenida es transformada y vertida en líneas de transmisión y luego transportada y distribuida para su consumo en hogares, comercios e industrias.
  7. Una vez entregada su energía y a través de un canal de desagüe, el agua vuelve a su caudal río aguas abajo. La respuesta a ¿que es una central hidroeléctrica? está en estos siete últimos pasos.
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Tipos de centrales hidroelectricas

Según el tipo de sistema que utilice las centrales hidroeléctricas, las hay de agua fluyente, de embalse o de bombeo/reversibles. Profundizando:

  • Las centrales de agua fluyente usan la velocidad natural del caudal de agua que está ubicado a dos niveles distintos. Así, el agua va por un túnel de derivación sin el aporte de tuberías forzadas y llega a las turbinas. En dichas centrales la potencia depende sobre todo de la velocidad del agua, o sea, del salto de un nivel a otro del caudal del río.
  • Las centrales de ambalse utilizan una presa aguas arriba. Puede ser natural (un lago, por ejemplo) u obtenido de manera artificial gracias a la construcción de una presa. El agua corre por tuberías forzadas hasta las turbinas y el generador eléctrico convierte en electricidad la energía mecánica por rotación.
  • Las centrales reversibles o por bombeo también tienen dos embalses, uno arriba y otro abajo, pero este último actúa como reserva de energía. Esto permite maniobrar con mayor seguridad en los momentos en que hay una mayor demanda de energía.

Otra forma de distinguir a las centrales hidroeléctricas es según la potencia instalada y el recurso que transformará en energía eléctrica, en cuyo caso pueden ser:

  • De gran potencia. Más de 10 MW.
  • Minicentrales. Entre 1 y 10 MW.
  • Microcentrales. Menos de 1 MW.

Partes

Responder a que es una central hidroeléctrica, también supone desmembrar sus partes, cuyos componentes son los siguientes:

  • Presa. Contiene el agua de un río y la almacena en un embalse. Puede ser de tierra o de hormigón.
  • Aliviaderos. Liberan parte del agua retenida. Están en la parte principal de la presa
  • Tomas. Toman el agua embalsada y la llevan a las máquinas por medio de un canal o de tubería forzada. Tienen compuertas que sirven para regular la cantidad de agua y rejas que filtran el paso a ramas, troncos u otros elementos extraños.
  • Sala de máquinas. Espacio donde se encuentran turbinas, ejes y alternadores, entre otros elementos, además de dispositivos de comando y regulación. Tiene compuertas de entrada y salida que se usan para vaciar la sala en caso de tareas de reparación o mantenimiento.
  • Turbinas hidráulicas. Aprovechan la fuerza del agua y producen movimiento de rotación por su propio eje.
  • Transformadores. Convierten la tensión, la aumentan o disminuyen.
  • Líneas de transmisión. Transportan la energía eléctrica generada a través de un cableado.
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Grandes centrales hidroeléctricas

En china

Al igual que con otras tecnologías de generación de energía eléctrica, incluyendo algunas de fuentes renovables, China tiene muestras monumentales de responder a ¿que es una central hidroeléctrica? con la mayor expresión tecnológica existente en la actualidad.

La central hidroeléctrica china llamada “Tres Gargantas” tiene una potencia instalada de 22.500 (la matriz completa de la Argentina tiene casi 42.000) y es considerada la mayor planta en su tipo del mundo. Está en Yichang, provincia de Hubei, y aprovecha el agua del río Yangtsé. Su construcción se inició en 1993 y acabó en 2012. Con una presa de 181 metros de altura y más de 2000 metros de longitud, tiene ¡32 turbinas! De 700 MW cada una.

Otra colosal central hidráulica chica se encuentra en Baihetan y lleva el nombre homónimo. Tiene 16.000 MW de potencia instalada y es la segunda más grande del mundo. La central aprovecha las aguas del río Jinsha, que corre por provincias del sur y del centro del país de Yunnan y Sichuan. Una de las intenciones del gobierno chino en impulsar la energía hidroeléctrica tiene que ver con reducir el uso de carbón y disminuir las emisiones de gases a la atmósfera.

Casos latinoamericanos

Del otro lado del mundo, en Latinoamérica, hay una central equiparable en términos de potencia instalada. Se trata de la de Itaipú, en zona fronteriza de Paraguay y Brasil. Tiene una potencia de 14.000 MW y está en el río Paraná. Su obra comenzó en 1975 y terminó en 1982. La central hidráulica Itaipú inyecta energía a sistemas interconectados tanto de Brasil como de Paraguay.

En Venezuela también hay una enorme central hidroeléctrica llamada Guri con una capacidad en torno a los 10.000 MW. Su construcción data de la década de 1960 en dos fases y la segunda fue inaugurada unos 20 años después.

Centrales hidroelectricas en Argentina

En Argentina se destaca por potencia y espectacularidad de paisaje rocoso y de meseta, junto con el embalse, la central hidroeléctrica El Chocón, que también data de los años 60. En sus comienzos pretendió dar solución a los inconvenientes que causaban las crecidas de los ríos Limay y Neuquén a las zonas productivas de la zona. El Chocón está formado por una presa de 2.500 metros de largo y 86 de alto y 6 generadores que totalizan una potencia de 1.200 MW y cuya producción es inyectada al Sistema Argentino de Interconexión (SADI) a través de una línea de transmisión de 500 KV. El embalse tiene una superficie del valle del río Limay de unos 830 km2, con una longitud de 68 kilómetros y un ancho de alrededor de 20.

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