Ejemplos de Energía Hidráulica
La energía hidráulica es aquella que está contenida en el movimiento del agua. Es la energía cinética que viaja en este líquido, y que al chocar contra algún obstáculo o pieza móvil, se convierte en energía mecánica. Con la energía hidráulica se logra producir un trabajo mecánico. Los grandes cuerpos de agua, como los mares y los ríos, tienen esta gran capacidad.
La energía hidráulica es aprovechada sobre todo en las centrales hidroeléctricas, que son las instalaciones industriales encargadas de generar electricidad para abastecer a una ciudad. Este tipo de energía es un sustituto de la quema de combustibles fósiles, por lo que se clasifica como energía alternativa.
Historia de la energía hidráulica
El agua es un recurso considerado inagotable porque se renueva de forma continua gracias a su ciclo biogeoquímico. Se evapora en los ríos y mares, se concentra en la atmósfera y se precipita en forma de lluvia sobre la corteza terrestre, para volver a transformarse en ese orden. Los griegos y los romanos ya aprovechaban la energía del agua, y usaban ruedas hidráulicas para moler cereales.
Durante la Edad Media, se generaba una potencia de 35 KiloWatts con las grandes ruedas hidráulicas de madera. Con el paso del tiempo, se fueron perfeccionando los mecanismos en cuestión de sus diseños y los materiales con que se fabricaban. Sin embargo, esto no significó una mejora tan considerable en cuanto a la energía aprovechada.
La electricidad que se obtiene por medio de la energía hidráulica se llama energía hidroeléctrica. Esta se desarrolló al máximo gracias a dos ingenieros: el británico John Smeaton, que construyó enormes ruedas hidráulicas de hierro, y el francés Poncelet, que introdujo las paletas curvas en el siglo XIX.
Fue durante la Revolución Industrial que se desarrolló la turbina, que es un componente en forma de cilindro hueco con paletas en su perímetro, las cuales van recibiendo la energía mecánica del agua para comunicarla a otras partes del sistema. La hidroelectricidad fue una gran opción comparada con las máquinas de vapor, que trabajaban quemando madera y carbón, combustibles poco satisfactorios por su poder calorífico y por su escasez, respectivamente.
Fue en el siglo XX que se empezó a establecer ya la tecnología para las centrales hidroeléctricas. Estas han sido desde entonces una gran fuente de energía eléctrica libre de la quema de combustibles. La primera central construida en el mundo fue la de Northumberland, Gran Bretaña, en 1880.
Tipos de centrales hidroeléctricas
El caudal (flujo volumétrico) de las corrientes de agua varía según las estaciones del año. Por este motivo, las centrales hidráulicas suelen generar electricidad gracias a un gran embalse de agua contenido por una presa. Sin embargo, también existen algunas centrales que operan con base en la caída natural del agua, cuando el caudal es uniforme. Estas instalaciones se llaman “de agua fluente”.
Los tipos de centrales hidroeléctricas son:
- De baja presión
- De media presión
- De alta presión
Las centrales hidroeléctricas de baja presión son las que se sitúan en corrientes con desniveles de 10 metros o más; se construyen en los ríos y el agua se embalsa por medio de presas.
Las centrales hidroeléctricas de media o alta presión también conocidas como de acumulación o de bombeo son las que tienen desniveles hasta de 100 metros. El agua se acumula engrandes embalses o zonas enteras de ríos.
- Las de acumulación almacenan el agua durante periodos cortos (acumulación diaria) o periodos largos (acumulación anual); la mayoría se construyen en presas de valles y aprovechan el agua de cursos naturales renovables.
- Las de bombeo, cuando hay necesidad de generación, impulsan el agua hasta un nivel elevado para volver a utilizar su energía potencial (energía que depende de su altura o posición). Estas centrales en particular, al requerir sistemas de bombeo, consumen energía eléctrica, por lo que no se consideran renovables o sustentables.
Para construir una central hidroeléctrica se tienen que realizar tareas que modifican el entorno, por lo que previamente se debe realizar una Evaluación de Impacto Ambiental. De este modo, se calificará el proyecto como inocuo o riesgoso para ese medio. Se recurre a la legislación ambiental, como la Ley General de Equilibrio Ecológico y Protección al Ambiente, correspondiente a México.
Ejemplos de energía hidráulica
- Cuando se libera el agua contenida por una presa, se presenta la energía hidráulica, que es la combinación de las energías cinética y potencial del líquido.
- A pequeña escala: se coloca un barquito de papel en un lavamanos lleno de agua. Se pone a drenar el lavamanos, y cuando el nivel está a punto de llegar al fondo, se forma un vórtice que hace girar el barquito. Este giro es provocado por la energía hidráulica.
- Durante un maremoto, el movimiento de las placas tectónicas comunica una gigantesca energía mecánica al agua. La energía hidráulica en las olas es capaz de derribar barcos pesqueros que transiten entre ellas.
- En la Edad Media, la energía hidráulica se aprovechaba en grandes ruedas que molían cereales.
- La energía hidráulica es una de las energías alternativas que nos ayudan a obtener electricidad para nuestro día a día.
- En los cursos naturales de agua, como los ríos, la energía hidráulica se va disipando en los remolinos, en la erosión de los terrenos, en choques y en el arranque de material de las rocas sueltas.
- Para extraer la energía hidráulica sin tantas pérdidas, la humanidad ha construido cauces artificiales donde el agua pueda fluir. Puede tratarse de canales de concreto, lo más uniformes posible que eliminen una buena porción del rozamiento.
- En las centrales hidroeléctricas el agua, después de ser retenida, es conducida por túneles y tuberías de alta presión hacia terrenos más bajos. Al llegar a la planta generadora, el agua lleva ya una enorme cantidad de energía.
- La ventaja principal de las centrales hidroeléctricas es que: al aprovechar la energía hidráulica, no necesitan de la quema de combustible.
- La energía hidráulica es limpia, porque se puede aprovechar sin contaminar el aire ni el agua, y el trabajo mecánico se puede producir a temperatura ambiente.
- En las centrales hidroeléctricas, la energía hidráulica es tan noble que los costos de mantenimiento y extracción son muy bajos.
- Un punto a favor para las centrales hidroeléctricas es que las obras de ingeniería requeridas para aprovechar la energía hidráulica duran mucho tiempo en buen estado.
También te puede interesar: