La energía hidráulica es aquella que genera el agua en movimiento y que se aprovecha para fines útiles; generalmente se le llama también energía hidroeléctrica debido a su función generadora de electricidad.
Esta fuente de energía usa el ciclo hidrológico para generar electricidad. El agua que se evapora de la superficie terrestre por acción del calor solar forma nubes y después se precipita de nuevo a la tierra para fluir a través de los ríos hacia los océanos. Mientras fluye hacia abajo, el movimiento del agua origina energía cinética con potencial de convertirse en electricidad.
Este poder del agua ha sido usado desde hace miles de años por las antiguas civilizaciones. Por ejemplo, los griegos y los romanos fueron prolíficos constructores que aprovecharon la energía hidráulica para moler y hacer otros trabajos pesados.
TECNOLOGÍAS QUE USAN ENERGÍA HIDRÁULICA
Hay en existencia un gran número de tecnologías que necesitan de la energía del agua. Una de las más arcaicas es la rueda hidráulica, que se utiliza para construir molinos. El trompe es otro artefacto aunque es menos conocido. Se trata de un compresor de gas de accionamiento hidráulico, que produce aire comprimido de la caída del agua.
La turbina hidráulica es el aparato de más uso cuando de generar electricidad se trata. Es un motor que rota para obtener la energía del agua en movimiento. Funciona de la siguiente manera: cuando el agua fluye, se dirige hacia las aspas giratorias, hecho que crea fuerza sobre aquellas y así, la energía se transfiere desde el agua hacia la turbina.
Una tecnología más avanzada es la planta hidroeléctrica, que es toda una instalación enfocada al aprovechamiento de la energía hidráulica para producir energía eléctrica. La planta fuerza el agua mantenida en una presa a través de la turbina hidráulica que está conectada a un generador, entonces el agua sale de la turbina y es dirigida hacia una corriente debajo de la presa.
APLICACIONES DE LA ENERGÍA HIDRÁULICA
Como ya se sabe, la principal utilidad de la energía hidráulica es generar energía eléctrica para ciudades, pueblos o industrias. Resulta interesante saber que en Estados Unidos, las centrales hidroeléctricas son las principales productoras de energía renovable. Pero la energía hidráulica también tiene otras aplicaciones en diversas áreas.
Los molinos de agua son usados para moler el grano, para aserrar la madera y la piedra y para irrigar los canales mediante ruedas de acción hidráulica, aunque esto era más frecuente en siglos pasados.
Por otra parte, la fuerza de una ola liberada de un tanque es útil en la minería, pues así es más fácil extraer los metales.
VENTAJAS DE LA ENERGÍA HIDRÁULICA
Casi todos los convenientes e inconvenientes del uso de la energía hidráulica están relacionados con las plantas que generan energía eléctrica. La gran ventaja de ésta consiste en su capacidad de ser flexible, ya que el flujo de agua de una planta puede ser controlado. Si el agua se almacena en la presa, puede ser vertida en tanto sea necesario, de acuerdo con los patrones de demanda.
Como otras fuentes renovables, la energía hidráulica es una fuente de energía disponible mientras se produzca el ciclo del agua. Los molinos no contaminan el aire ni el suelo y por si fuera poco, la generación de energía eléctrica por medio de las presas hidroeléctricas es un método barato. Además, los embalses de las presas son potenciales centros de recreación en los cuales es posible realizar actividades deportivas o simplemente de entretenimiento.
DESVENTAJAS DE LA ENERGÍA HIDRÁULICA
El impacto de la construcción, operación y mantenimiento de las presas hidroeléctricas que utilizan la energía hidráulica no es significativo, por lo que realmente no representa una desventaja. Sin embargo, el riesgo de inundación de las áreas cercanas a las presas, la interrupción del flujo natural de los ríos y la alteración de los ecosistemas locales, se convierten en problemas cuando se construyen las plantas hidroeléctricas. Otros inconvenientes de esto incluyen la modificación de la temperatura del agua y alteraciones en la migración de algunos peces, así como la destrucción de algunas hectáreas de bosques al momento de la construcción.
FUTURO DE LA ENERGÍA HIDRÁULICA
En 2012, la energía hidráulica representó el 56 por ciento de la generación de energías renovables, un índice considerable. Aunque es una fuente de energía cuyas aplicaciones tienen cierto inconveniente para la naturaleza, no parece ser que su utilidad para generar energía se vea afectada en un futuro próximo. Es más, la construcción de presas es cada vez más frecuente en países como China, India y Brasil pese al disgusto de muchos ecologistas conscientes de las afectaciones en los ecosistemas.
CENTRAL HIDROELÉCTRICA
Una central hidroeléctrica es una instalación donde se transforma la energía potencial (asociada a la altura) y cinética (asociada al movimiento) en energía eléctrica.
1. FUNCIONAMIENTO
El agua cae desde la presa hasta unas turbinas que se encuentran en su base. Al recibir la fuerza del agua las turbinas comienzan a girar. Las turbinas están conectadas a unos generadores, que al girar, producen electricidad. La electricidad viaja desde los generadores hasta unos transformadores, donde se eleva la tensión para poder transportar la electricidad hasta los centros de consumo.
Podemos ver todo esto con un sencillo dibujo:
2. PARTES
Las principales partes de una central de este tipo son:
- Presa: La presa se encarga de mantener el agua en un lugar alto para garantizar que tenga fuerza suficiente el agua como para mover las turbinas
- Turbinas: Las turbinas se encargan de hacer girar el generador cuando reciben la fuerza del agua
- Generador: Es el encargado de producir la electricidad.
Otras partes también importantes son las tuberías que llevan el agua desde la presa hasta las turbinas.
En el siguiente dibujo podemos ver las partes de una central hidroeléctrica.
3. VENTAJAS Y DESVENTAJAS
VENTAJAS
- No contamina a la atmósfera
- No depende de combustibles fósiles
- Las instalaciones producen un gran impacto visual
- La construcción de presas es muy costosa.
CENTRALES HIDROELÉCTRICAS EN EL PERÚ
En nuestro país se utiliza el gran potencial hídrico de los ríos, lagos y lagunas para generar la electricidad que utilizamos. Esta generación hidroeléctrica representa el 60% del total de nuestra electricidad. El otro 40% lo generan las centrales térmicas, que trabajan con la fuerza del vapor y cuyo combustible principal es todavía el petróleo.
Las Centrales Hidroeléctricas de nuestro país están agrupadas en dos sistemas eléctricos:
A. El Sistema Interconectado Centro Norte.
Es el de mayor capacidad, ya que genera casi 3 mil megawatts. Abastece a las principales ciudades del país como: Piura, Chiclayo, Trujillo, Chimbote, Huaraz, Huánuco, Tingo María, Cajamarca, Huancayo y Lima. La principales centrales hidroeléctricas que componen este sistema son:
1) Carhuaquero: Ubicada en Cajamarca, aprovecha las aguas del río Chancay y cuenta con una caída neta de 475 m para generar 75 Megavatios (Mw). Fue puesta en servicio en 1988 y pertenece a la empresa EGENOR S.A..
2) Cañón del Pato: Ubicada en Ancash, a 120 Km. de Chimbote en la provincia de Huaylas, utiliza las aguas del río Santa aprovechando una caída de 395 m y generando 154 Megawatts (Mw). Fue puesta en servicio en dos etapas: 1958 y 1981 respectivamente. Pertenece también a EGENOR S.A.
3) Gallito Ciego:Ubicada en la provincia de Contumazá, en Cajamarca. Genera 34 Megawatts. Ha sido entregada en concesión definitiva a la empresa Cementos Norte Pacasmayo.
4) Central Hidroeléctrica Santiago Antúnez de Mayolo:Ubicada en el departamento de Huancavelica, provincia de Tayacaja. Produce 798 Mw, con una caída neta de 748 m también con turbinas Pelton. Fue puesta en servicio en dos etapas 1973 y 1979 respectivamente.
5) Restitución: Esta central recibe las aguas ya utilizadas en la Central Antúnez de Mayolo a través de una caída de 258 m generando 216 Mw. Fue puesta en operación en 1984. Ambas componen el complejo hidroenergético más grande del país y pertenecen a Electroperú S.A..
6) Cahua: Ubicado en Pativilca, al norte de Lima, aprovecha las aguas del río Pativilca a través de una caída de 215 m produciendo 41 Mw. Fue puesta en servicio en 1967 y abastece de electricidad a Huacho, Supe, Paramonga, Pativilca y Barranca.
7) Huinco: Es la principal central hidroeléctrica de Lima. Su producción es de 262 Mw a través de 4 generadores. La cuenca hídrica que abastece a Huinco es recogida de las lagunas de Marcapomacocha y Antacoto a 5 mil m.s.n.m. Las aguas son derivadas a través de una caída neta de 1.245 m para ser absorbidas por 8 turbinas Pelton. Fue puesta en operación en 1965. Además de Huinco, otras centrales hidroeléctricas abastecen a la ciudad de Lima. Todas ellas Pertenecen a la empresa EDEGEL S.A.:
• Central Matucana : Construida en 1971 genera 120 Mw. con una caída de 980 m.
• Central Moyopampa: Inaugurada en 1951 genera 63 Mw. con una caída de 460 m.
• Central Callahuanca: Puesta en servicio en dos etapas 1938 y 1958 respectivamente y genera 71 Mw. con una caída de 426 m.
• Central Huampaní: Puesta en servicio 1962, genera 31 Mw con una caída de 185 m.
B. El Sistema Interconectado Sur :
Suministra energía a una población de más de millones de habitantes. Entre las principales ciudades que abastece están Arequipa, Cusco, Tacna, Moquegua, Juliaca, Ilo y Puno. En este Sistema Interconectado con 711 kilómetros de líneas de transmisión se hallan las siguientes centrales hidroeléctricas:
1) Charcani VUbicada en Arequipa, esta central es una de las más modernas del país. Fue inaugurada en 1988. Genera 136.8 Mw con una caída de agua de 690 m y pertenece a la Empresa EGASA.
2) Machu Picchu: Ubicada en la provincia de Urubamba cerca a las ruinas de Machu Picchu en el Cusco. Genera 110 Mw y su caída neta es de 345 m. Esta Central trabaja con turbinas tipo Francis y fue puesta en servicio en 3 etapas: 1964, 1972 y 1984 respectivamente. En la actualidad esta central se encuentra inoperativa por los graves daños ocasionados por el aluvión sufrido durante la temporada del fenómeno de El Niño de febrero de 1998.
3) Aricota 1 y 2: Se localizan en la provincia de Candarave, en el departamento de Tacna. Aricota I fue construida en 1967 y en la actualidad produce 23.80 Mw con una caída de agua de 617 m a través de un sistema de turbinas Pelton. Aricota 2 genera 11.9 Mw. Estas centrales pertenecen a la empresa EGESUR S.A.
4) San Gabán Ubicada en la provincia de Carabaya, en el departamento de Puno. Es una moderna central que genera 110 Mw de potencia.
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