Eléctrica – La energía hidráulica y la construcción de centrales eléctricas

Los recursos naturales son esenciales para el mantenimiento de los seres vivos. Es por ello que su transformación en los distintos tipos de energía suele ser muy importante para garantizar las actividades de los seres humanos. La energía eléctrica suele ser la más usada por los individuos y por la actividad industrial. Sin embargo, la misma proviene de dos elementos naturales en particular como lo son el agua y el sol. La energía hidráulica es básicamente una forma de energía solar debido al ciclo que provoca este en la naturaleza. Una vez que el agua de los ríos, lagos o mares es evaporada por el sol, suele caer en la tierra de forma precipitada (lluvia o nieve). La energía hidráulica es la energía que posee el agua cuando se mueve a través de un cauce y la energía eléctrica es aquella que se produce mediante este elemento.

            Inicialmente la energía hidráulica se transformaba en energía mecánica la cual servía para ser aplicada en los molinos, forjas, entre otros. No fue sino hasta el siglo XX que se comenzó a emplear para la energía eléctrica por medio de las centrales hidroeléctricas. Además de ser una energía renovable, se caracteriza por no ser contaminante, no producir residuos y tener un rendimiento de más de 80%.

Funcionamiento de las centrales hidroeléctricas

            La energía hidráulica solo puede funcionar si se puede aprovechar la caída del agua desde cierta altura, ya que el potencial de la misma es lo que puede llegar a convertirse en energía eléctrica. Debido a la demanda de electricidad, la energía hidráulica se ha convertido en la principal fuente de la misma y cada vez son más las represas que se construyen para aprovechar el agua como recurso natural. Las turbinas son las herramientas principales que impulsan el agua para que el proceso de transformación a energía eléctrica se pueda cumplir sin inconvenientes.

            Las centrales hidroeléctricas transforman la energía potencial del agua acumulada de las represas en energía eléctrica por medio de los alternadores. Para que una central pueda funcionar correctamente, es necesario regular el caudal y la altura del salto del agua. Si se quiere incrementar la altura de este último, es recomendable utilizar una pequeña pendiente o incrementar el desnivel del terreno.

            Las represas suelen funcionar de una manera muy sencilla. Cuando se quiere producir energía, principalmente la eléctrica,  se libera el agua por los desagües de los embalses a través de las tuberías de conexión hasta llegar a las salas de máquina. El agua pasa por las turbinas a gran velocidad provocando movimientos rotatorios que permiten convertir este proceso en energía eléctrica por medio de los generadores. Las centrales de gran envergadura se concentran en sitios estratégicos para proporcionar electricidad a un gran número de localidades. Sin embargo, existen centrales minihidráulicas que pueden surtir de electricidad a pequeñas localidades. Estas centrales pequeñas se concentran en zonas donde el agua es abundante y puede ser aprovechada por las personas de un determinado sector. Son amigables con el ambiente, ya que el impacto sobre este suele ser muy pequeño.

Constitución de las centrales hidráulicas.

            Más allá del funcionamiento de las centrales, el cual puede parecer muy simple, la conformación de las mismas no lo es. Son muchas las partes que se involucran dentro del proceso de formación de la energía eléctrica. Las partes principales de una central hidráulica son las siguientes:

  • Presa o represa: se encarga del almacenamiento del agua y de provocar una elevación de la misma para poder encausarla y así aprovechar el potencial de esta. Su construcción debe permitir el desahogo del agua en exceso para evitar accidentes. Lo más común es prepararla por medio de aliviaderos, un pozo de desagüe o por un túnel que pueda bordear el dique.
  • Canal de derivación: canaliza el agua por medio de un canal desde el embalse. Este puede ser abierto o cerrado pero lo importante es contar con un sistema que pueda regular el caudal del agua.
  • Cámara de presión: es aquella que une el canal de derivación con la tubería de presión. Tiene como principal función evitar las variaciones bruscas de presión que pueden ser causadas por las fluctuaciones del caudal.
  • Tubería de presión: lleva el agua hasta la cámara de turbinas y por lo general se construyen de palastro de acero, hormigón armado y cemento-amianto para soportar la presión a la cual se encuentran expuestas.
  • Cámara de turbinas: es el área donde se instalan las turbinas, los alternadores y las ruedas hidráulicas. La función de las turbinas es transformar la energía cinética del agua de rotación del eje, mientras que el alternador se encarga del proceso posterior el cual se basa en la transformación de la energía hidráulica a la eléctrica. Las turbinas se componen de tres elementos: el canal de admisión, el distribuidor y el rodete. Asimismo, dependiendo del salto del agua se pueden emplear tres tipos de turbinas las cuales se llaman Pelton (para la alta presión) Francis (media presión) y Kaplan (baja presión).
  • Canal de desagüe: devuelve el agua utilizada por las turbinas nuevamente al río.
  • Parque de transformadores: se encargan de elevar la tensión de la energía eléctrica a valores superiores a los 200.000 V para no perder la tensión en el transporte a largas distancias.

Según el caudal del río las centrales hidráulicas se pueden clasificar  en centrales de agua embalsadas o de agua fluyente. La primera, depende de la variabilidad del caudal del río. Es por ello que se acumula el agua en un determinado sitio. La segunda, trabaja en función de un caudal constante en las distintas estaciones y suelen ser centrales de pequeñas dimensiones. Más allá de las características y constitución de las centrales hidráulicas, la energía proveniente del agua tiene muchas ventajas. No solo trabaja a partir de un recurso renovable, sino también permite la disminución de los gases invernaderos. Además de esto, cada país que cuente con este recurso la puede generar minimizando la dependencia con otros. A pesar de sus costos al momento de su instalación, a largo plazo sirve para hacer más eficiente la energía y a la vez revitalizar una determinada zona geográfica.

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