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Cuenca hidráulica.
Energía hidráulica.

Presa.
Energía hidráulica.

Energía hidráulica

Energía hidráulica

La energía hidráulica se obtiene de la energía potencial gravitatoria del agua. Al dejar caer el agua desde cierta altura adquiere velocidad. Es decir, la energía potencial se convierte en energía cinética.

La energía obtenida se puede aprovechar directamente para hacer girar el eje de una turbina hidráulica para obtener un trabajo mecánico.

Se trata de una energía renovable, una energía limpia. No genera residuos ni gases de efecto invernadero.

Si este trabajo mecánico se utiliza para generar electricidad se llama energía hidroeléctrica.

En la energía hidroeléctrica, la energía cinética se transforma finalmente en electricidad gracias a un alternador acoplado a una turbina. Este proceso se realiza en una central hidroeléctrica.

¿Cómo funciona la energía hidráulica?

La energía hidroeléctrica proviene de ríos y lagos gracias a la creación de presas y conductos forzados.

Hay varios tipos de plantas de energía hidroeléctrica: 

  • En las regiones de montaña se utilizan centros de salto que son  grandes alturas de caída.

  • En las plantas de agua fluida, en cambio, se utilizan grandes masas de agua fluvial regulando el caudal que superan pequeñas diferencias de altura.

El agua de un lago o cuenca artificial se transporta aguas abajo a través de tuberías forzadas. De esta forma se transforma su energía potencial en presión y energía cinética gracias al distribuidor y la turbina.

La energía mecánica se convierte en energía eléctrica a través del generador eléctrico. Este proceso se realiza mediante inducción electromagnética.

Energía maremotriz

La producción de energía hidroeléctrica también puede tener lugar a través de la explotación de las olas, las mareas y las corrientes marinas. En este caso, hablamos de la energía de las mareas o energía maremotriz.

Problemas ecológicos

A nivel medioambiental se considera una energía limpia. Su uso implica ventajas considerables en relación a otros tipos de energías no renovables. Sin embargo, existen ciertos inconvenientes:

La construcción de una central hidroeléctrica implica:

  1. La construcción de presas y grandes cuencas o depósitos artificiales.

  2. La inundación de grandes suelos.

  3. Alteración del caudal del río.

  4. Alteración del recorrido de los sedimentos transportados por el río.

Estos problemas implican un cierto impacto. En casos severos puede causar la interrupción de ecosistema de la zona con gran daño ambiental, o riesgos hidrogeológicos.

Uso de la energía hidráulica

Técnicas de explotación de la energía hidráulica:

Molinos de agua

Un molino de agua un molino que utiliza la fuerza del agua para girar.

Es una estructura que utiliza una rueda de agua o una turbina de agua para impulsar un proceso mecánico. Por ejemplo:

  • El fresado (rectificado).

  • El laminado.

  • El martillado.

Tales procesos son necesarios en la producción de muchos bienes materiales, incluyendo harina, madera, papel, textiles y muchos productos metálicos.

Estos molinos de agua pueden comprender aserraderos, molinos de papel, molinos textiles, molinos de martillo, molinos de martillo, molinos de laminación, molinos de trefilado.

Hidroelectricidad

La hidroelectricidad es la aplicación de la energía hidráulica para generar electricidad. Es el uso primario de la energía hidráulica en la actualidad.

Las centrales hidroeléctricas pueden incluir un reservorio. Generalmente creado por una presa. El reservorio se utiliza para regular el caudal y explotar la energía de la caída de agua. También pueden usar la energía cinética del agua como en la hidroelectricidad de la corriente del río.

Las plantas hidroeléctricas pueden variar en tamaño, desde pequeñas plantas de tamaño comunitario (micro hidroeléctricas) hasta plantas muy grandes que suministran energía a todo un país.

Hidro aire comprimido

Donde hay una abundante cantidad de agua, se puede hacer que genere aire comprimido directamente sin partes móviles.

En estos diseños, una columna de agua que cae se mezcla deliberadamente con burbujas de aire. Estas burbujas han sido generadas a través de la turbulencia o un reductor de presión venturi en la entrada de alto nivel.

Esto permite que caiga por un pozo en una cámara subterránea de techo alto. En esta cámara, el aire ahora comprimido se separa del agua y queda atrapado.

La altura de la columna de agua que cae mantiene la compresión del aire en la parte superior de la cámara. Por otro lado, una salida, sumergida por debajo del nivel del agua en la cámara, permite que el agua regrese a la superficie a un nivel más bajo que la admisión.

Una salida separada en el techo de la cámara suministra el aire comprimido.

Cuencas hidroeléctricas y presas

La cuenca hidroeléctrica se utiliza para recoger las aguas de un río en una cuenca artificial. 

Energía hidráulicaEl elemento principal de la cuenca hidroeléctrica es la presa. Gracias a la presa se consigue subir la altitud del agua para poder utilizar posteriormente la diferencia de nivel para la generación de electricidad.

Desde la cuenca hasta la central eléctrica donde están ubicados los generadores, hay un conducto forzado.

Un conducto forzado es una tubería que tiene la abertura inicial ancha y la terminal estrecha. Su función es favorecer la velocidad de salida en las palas de la turbina.

Una ventaja de la energía hidroeléctrica es que las presas permiten regular el caudal del río pasado la presa.

Central hidroeléctrica

Una planta hidroeléctrica significa una serie de obras de ingeniería hidráulica y una serie de máquinas. El objetivo de una central es obtener electricidad.

El agua se transporta a una o más turbinas que giran gracias a la presión del agua. Cada turbina está acoplada a un alternador que transforma el movimiento de rotación en energía eléctrica.

La explotación de la energía hidroeléctrica no es constante en el tiempo. La explotación de esta energía depende del suministro de agua de la cuenca de agua artificial. A su vez depende del régimen de afluentes / ríos y luego por el régimen de lluvias de la zona de captación.

Centrales hidroeléctricas bombeadas

¿Qué es el almacenamiento por bombeo?

La hidroelectricidad también se puede utilizar para almacenar energía en forma de energía potencial entre dos depósitos a diferentes alturas con hidroelectricidad de almacenamiento por bombeo. 

El agua se bombea cuesta arriba hacia los embalses durante los períodos de baja demanda. De este modo utilizas la energía sobrante para bombear agua dentro del pantano de nuevo. Es una forma de almacenar energía.

Cuando hay demanda, se libera el agua para accionar las turbinas de nuevo.

Resumen

La energía hidráulica es un tipo de energía renovable que se alimenta de la fuerza del agua.

Se puede utilizar para obtener un trabajo mecánico o electricidad (energía hidroeléctrica).

Las centrales hidroeléctricas son instalaciones destinadas a la generación de energía eléctrica. La base de funcionamiento es la construcción de una pres que altere el caudal de un río. Este bloqueo implica una acumulación y un aumento del nivel del agua de la cuenca hidrológica.

La electricidad se obtiene al aprovechar la energía potencial del agua que se convierte en energía cinética al caer. Con ella, se acciona una turbina hidráulica conectada a un generador eléctrico.

Autor:

Fecha publicación: 15 de diciembre de 2017
Última revisión: 26 de mayo de 2020