Cuenca hidráulica.
Energía hidráulica.

Presa.
Energía hidráulica.

Energía hidráulica

Energía hidráulica

La energía hidráulica es una fuente de energía renovable y alternativa. Esta energía renovable explota la transformación de energía potencial gravitatoria, poseída por una cierta masa de agua a una cierta elevación, en energía cinética para superar una cierta diferencia de altura. La energía mecánica obtenida se puede aprovechar directamente para hacer girar el eje de una turbina o en alguna aplicación o máquina que funciona en energía hidráulica. Lo más habitual es utilizar esta energía cinética para generar energía eléctrica. En este caso, hablamos de 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 que superan pequeñas diferencias de altura.

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

La energía mecánica se transforma a través del generador eléctrico, gracias al fenómeno de la inducción electromagnética, en electricidad. La generación de energía hidráulica y las estaciones de bombeo se han establecido para almacenar energía y tenerla disponible en el momento de mayor demanda.

En las centrales hidroeléctricas bombeadas, el agua se bombea a los tanques aguas arriba mediante el uso de la energía producida y no requerida durante la noche. De este modo durante el día, cuando la demanda de electricidad es mayor, se pueden proporcionar masas adicionales de agua. Estos sistemas de bombeo de agua permiten almacenar energía en momentos de disponibilidad para usarla en momentos de necesidad.

A pesar de las considerables ventajas con respecto a la contaminación, sin embargo, la construcción de presas y grandes cuencas o depósitos artificiales, con la inundación de grandes suelos, siempre y en cualquier caso provoca un cierto impacto ambiental que en casos severos puede causar la interrupción de ecosistema de la zona con gran daño ambiental, como sucedió con la gran presa de Asuán en Egipto, o riesgos hidrogeológicos como sucedió en el desastre de Vajont.

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.

Uso de la energía hidráulica

Hay algunas formas diferentes de aprovechar la energía hidráulica.

Molinos de agua

Un molino de agua un molino que utiliza energía hidráulica. Es una estructura que utiliza una rueda de agua o una turbina de agua para impulsar un proceso mecánico como el fresado (rectificado), el laminado o 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 molinos, aserraderos, molinos de papel, molinos textiles, molinos de martillo, molinos de martillo, molinos de laminación, molinos de trefilado.

Una forma importante de clasificar los molinos hidráulicos es por orientación de la rueda (vertical u horizontal), una accionada por una rueda hidráulica vertical a través de un mecanismo de engranajes, y la otra equipada con una rueda hidráulica horizontal sin tal mecanismo. El tipo anterior se puede dividir aún más, dependiendo de dónde el agua golpea las paletas de la rueda, en los molinos de rueda hidráulica de tiro inferior, sobrevalorado, de toma de pecho y de retroceso (disparo de fondo o tiro inverso). Otra forma de clasificar los molinos de agua es por un rasgo esencial de su ubicación: los molinos de marea utilizan el movimiento de la marea; Los molinos de barcos son molinos de agua a bordo (y que constituyen) un barco.

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 represa) para explotar la energía de la caída de agua, o 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. A partir de 2019, las cinco centrales eléctricas más grandes del mundo son centrales hidroeléctricas convencionales con represas.

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 que se liberan para generar cuando la demanda es alta o la generación del sistema es baja.

Otras formas de generación de electricidad con energía hidroeléctrica incluyen generadores de corriente de marea que utilizan energía de la energía de marea generada por los océanos, ríos y sistemas de canales hechos por el hombre para generar electricidad.

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 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 donde 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, mientras que 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.

Cuenca hidroeléctrica

Cuenca hidroeléctrica - energía hidráulicaLa cuenca hidroeléctrica se utiliza para recoger las aguas de un río en una cuenca artificial. El 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. En este caso, se utiliza energía hidráulica para generar energía eléctrica.

Desde la cuenca hasta la central eléctrica donde están ubicados los generadores, hay un conducto forzado para favorecer la velocidad de salida en las palas de la turbina. Un conducto forzado es una tubería que tiene la abertura inicial ancha y la terminal estrecha.

Central hidroeléctrica

Una planta hidroeléctrica significa una serie de obras de ingeniería hidráulica posicionadas en una cierta sucesión, junto con una serie de máquinas adecuadas con el fin de obtener la producción de electricidad a partir de la energía hidráulica. 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 y la consiguiente producción de energía eléctrica 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 precipitativo de la zona de captación.

Una práctica en energía hidráulica muy extendida en algunos países / áreas es bombear agua en los embalses hidroeléctricos durante la noche cuando hay excedente de energía y reutilizar la energía hidroeléctrica acumulada durante el día, cuando la demanda es mayor y por lo tanto el precio es mayor obteniendo así una beneficio neto. Es una forma de almacenar energía eléctrica.

Historia de la energía hidráulica

Historia de la energía hidráulica. Molinos hidráulicosLos primeros de la historia en utilizar energía hidráulica fueron los griegos y los romanos. Inicialmente estas dos antiguas civilizaciones utilizaron este tipo de energía renovable solamente para hacer funcionar simples molinos de agua para moler maíz. Con el tiempo, las fábricas evolucionaron, y las ruedas de agua instaladas en ellas también comenzaron a usar la energía potencial contenida en el agua, es decir, energía hidráulica.

A finales de la Edad Media, con los descubrimientos traídos por los árabes del norte de África, se utilizan otros métodos de explotar la energía hidráulica: las ruedas hidráulicas se usaban cada vez más, tanto para el riego de los campos como para la recuperación de vastas áreas pantanosas. La rueda hidráulica todavía se usa hoy en día en los molinos y para la producción de electricidad.

Un progreso técnico de enormes proporciones ocurrió a fines del siglo XIX. Alrededor del comienzo de la Segunda Revolución Industrial, la rueda hidráulica evolucionó hasta obtener la turbina hidráulica. La turbina hidráulica es una máquina construida por una rueda pivotante sobre un eje, que al principio era tosco y esquematizado, pero con innovaciones tecnológicas, especialmente en la primera mitad del siglo XX, se volvió cada vez más perfeccionada y funcional.

La turbina mejoró la eficiencia de conversión de la energía potencial del agua en energía cinética rotacional aplicada a un eje.

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Última revisión: 4 de marzo de 2019