Energía hidráulica

De Wikipedia, la enciclopedia libre
Ir a la navegación Ir a la búsqueda
Energías renovables

Biocarburante
Biomasa
Energía geotérmica
Energía hidráulica
Energía solar
Energía mareomotriz
Energía eólica

Rotor de palas en un pequeño curso de agua.
Ariete hidráulico 02c.png

Energía hidráulica, energía hídrica o hidroenergía es aquella que se obtiene del aprovechamiento de las energías cinéticas y potenciales de la corriente del agua, saltos de agua o mareas. Se puede transformar a diferentes escalas. Existen, desde hace siglos, pequeñas explotaciones en las que la corriente de un río, con una pequeña represa, mueve una rueda de palas y genera un movimiento aplicado generalmente a molinos o batanes.

Generalmente se consideraba como un tipo de energía renovable puesto que no emite productos contaminantes. Otros consideran que produce un gran impacto ambiental debido a la construcción de las presas, que inundan grandes superficies de terreno y modifican el caudal del río y la calidad del agua.[1][2]

Transformación de la energía hidráulica[editar]

La principal aplicación de la energía hidráulica en la actualidad es la obtención de electricidad. Las centrales hidroeléctricas generalmente se ubican en regiones donde existe una combinación adecuada de lluvias y desniveles geológicos favorables a la construcción de represas. La energía hidráulica se obtiene a partir de la energía potencial y cinética de las masas de agua que transportan los ríos, provenientes de la lluvia y del deshielo. En su caída entre dos niveles del cauce, se hace pasar el agua por una turbina hidráulica, la cual transmite la energía a un alternador que la convierte en energía eléctrica.

Otro sistema que se emplea es conducir el agua de un arroyo con gran desnivel, por una tubería cerrada, en cuya base hay una turbina. El agua se recoge en una presa pequeña y la diferencia de altura proporciona la energía potencial necesaria.

Otro más consiste en hacer en el río una presa pequeña y desviar parte del caudal por un canal con menor pendiente que el río, de modo que unos kilómetros más adelante habrá ganado una cierta diferencia de nivel con el cauce y se hace caer el agua a él por una tubería, con una turbina especial.

Ventajas y desventajas[editar]

Ventajas[editar]

  • Alto rendimiento energético.
  • Debido al ciclo del agua es casi inagotable.
  • Es una energía limpia puesto que no produce emisiones tóxicas durante su funcionamiento.

Además, los embalses que se construyen para generar energía hidráulica:

  • Permiten el almacenamiento de agua para la realización de actividades recreativas y el abastecimiento de sistemas de riego. Y lo más importante, permiten laminar las crecidas en épocas de lluvias torrenciales, regulando el caudal del río aguas abajo.

Ventajas económicas[editar]

La gran ventaja de la energía hidráulica o hidroeléctrica es la eliminación de combustibles. El coste de operar una planta hidráulica es casi inmune a la volatilidad de los precios de los combustibles fósiles como petróleo, el carbón o el gas natural. Además, no hay necesidad de importar combustibles de otros países.

Las plantas hidráulicas también tienden a tener vidas económicas más largas que las plantas eléctricas que utilizan combustibles. Hay plantas hidráulicas que siguen operando después de 50 a 99 años. Los costos de operación son bajos porque las plantas están automatizadas y necesitan pocas personas para su operación normal.

Como las plantas hidráulicas no queman combustibles, no producen directamente dióxido de carbono. Se produce muy poco dióxido de carbono durante el período de construcción de las plantas, pero es poco, especialmente en comparación a las emisiones de una planta equivalente que quema combustibles.

Presa de las Tres Gargantas (en el curso del río Yangtsé en China), la planta hidroeléctrica más grande del mundo. Genera una potencia de 22.5 GW, pero afectó a más de 1 900 000 personas e inundado 630 km².

Desventajas[editar]

  • La construcción de grandes embalses puede inundar importantes extensiones de terreno, obviamente en función de la topografía del terreno aguas arriba de la presa, lo que podría significar pérdida de tierras fértiles y daño al ecosistema, dependiendo del lugar donde se construyan.
  • Destrucción de la naturaleza. Presas y embalses pueden ser destructivas a los ecosistemas acuáticos. Por ejemplo, estudios han mostrado que las presas en las costas de Norteamérica han reducido las poblaciones de trucha septentrional común que necesitan migrar a ciertos lugares para reproducirse. Hay estudios buscando soluciones a este tipo de problema. Un ejemplo es la invención de un tipo de escalera para los peces.
  • Cuando las compuertas se abren y cierran repetidas veces, el caudal del río se puede modificar drásticamente causando una alteración en los ecosistemas.[nota 1]
  • Se pueden ver afectadas por casos de fenómenos climáticos.

Medidas de mitigación[editar]

A lo largo de la segunda mitad del siglo XX se ha visto crecer en forma importante la conciencia ambiental, de la gente, de los gobiernos y de las instituciones internacionales de crédito, que son en última instancia quienes financian los grandes proyectos hidroeléctricos.

Actualmente las medidas de mitigación ambiental forman parte integrante de todos los proyectos financiados por instituciones de crédito multilaterales, y los costos de las medidas de mitigación tienen que incluirse en el costo del proyecto.

Capacidad hidroeléctrica mundial[editar]

Cuota mundial de energías renovables (2008)
Tendencias en los cinco principales países productores de hidroelectricidad

La clasificación de la capacidad hidroeléctrica es por la producción de energía anual real o por la potencia nominal de la capacidad instalada. En 2015, la energía hidroeléctrica generó el 16.6% de la electricidad total del mundo y el 70% de toda la electricidad renovable.[3]​ La energía hidroeléctrica se produce en 150 países y la región de Asia y el Pacífico generó el 32% de la hidroelectricidad global en 2010. China es el mayor productor de energía hidroeléctrica, con 721 teravatios-hora de producción en 2010, lo que representa alrededor del 17% del uso doméstico de electricidad. Brasil, Canadá, Nueva Zelanda, Noruega, Paraguay, Austria, Suiza y Venezuela tienen una mayoría de la producción interna de energía eléctrica a partir de energía hidroeléctrica. Paraguay produce el 100% de su electricidad de las represas hidroeléctricas y exporta el 90% de su producción a Brasil y Argentina. Noruega produce el 98-99% de su electricidad a partir de fuentes hidroeléctricas.[4]

Una estación hidroeléctrica rara vez opera a su potencia máxima durante un año completo; la relación entre la potencia promedio anual y la capacidad de capacidad instalada es el factor de capacidad. La capacidad instalada es la suma de todas las clasificaciones de potencia de la placa de identificación del generador.[5]

Los diez países mayores productores hidroeléctricos en 2020.[4][6][7]
País Producción hidroeléctrica
anual (TWh)
Capacidad instalada (GW) Factor de capacidad % de la
producción mundial
%en
generación de
electricidad doméstica
ChinaBandera de la República Popular China China 1232 352 0.37 28.5% 17.2%
BrasilBandera de Brasil Brasil 389 105 0.56 9.0% 64.7%
CanadáBandera de Canadá Canadá 386 81 0.59 8.9% 59.0%
Bandera de Estados Unidos Estados Unidos 317 103 0.42 7.3% 7.1%
RusiaFlag of Russia.svg Rusia 193 91 0.42 4.5% 17.3%
Bandera de la India India 151 49 0.43 3.5% 9.6%
NoruegaFlag of Norway.svg Noruega 140 33 0.49 3.2% 95.0%
JapónBandera de Japón Japón 88 50 0.37 2.0% 8.4%
VietnamBandera de Vietnam Vietnam 84 18 0.67 1.9% 34.9%
Bandera de Francia Francia 71 26 0.46 1.6% 12.1%
Capacidad instalada de energía hidroeléctrica (MW) [8]
# País 2020
1 Bandera de la República Popular China China 370 160
2 Bandera de Brasil Brasil 109 318
3 Bandera de Estados Unidos Estados Unidos 103 058
4 Bandera de Canadá Canada 81 058
5 Bandera de Rusia Rusia 51 811
6 Bandera de la India India 50 680
7 Bandera de Japón Japón 50 016
8 Bandera de Noruega Noruega 33 003
9 Bandera de Turquía Turquía 30 984
10 Bandera de Francia Francia 25 897
11 Bandera de Italia Italia 22 448
12 Bandera de España España 20 114
13 Bandera de Vietnam Vietnam 18 165
14 Bandera de Venezuela Venezuela 16 521
15 Bandera de Suecia Suecia 16 479
16 Bandera de Suiza Suiza 15 571
17 Bandera de Austria Austria 15 147
18 Bandera de Irán Irán 13 233
19 Bandera de México México 12 671
20 Bandera de Colombia Colombia 12 611
21 Bandera de Argentina Argentina 11 348
22 Bandera de Alemania Alemania 10 720
23 Bandera de Pakistán Pakistán 10 002
24 Bandera de Paraguay Paraguay 8 810
25 Bandera de Australia Australia 8 528
26 Bandera de Laos Laos 7 376
27 Bandera de Portugal Portugal 7 262
28 Bandera de Chile Chile 6 934
29 Bandera de Rumanía Rumania 6 684
30 Bandera de Corea del Sur Corea del Sur 6 506
31 Bandera de Ucrania Ucrania 6 329
32 Bandera de Malasia Malasia 6 275
33 Bandera de Indonesia Indonesia 6 210
34 Bandera de Perú Perú 5 735
35 Bandera de Nueva Zelanda Nueva Zelanda 5 389
36 Bandera de Tayikistán Tayikistán 5 273
37 Bandera de Ecuador Ecuador 5 098

Véase también[editar]

Notas[editar]

  1. La apertura y el cierre brusco de las compuertas de una represa, a través de alguno de sus órganos de descarga operables (vertedero con compuertas, descarga de fondo), o el arranque rápido de las turbinas puede causar variaciones bruscas en el caudal aguas abajo de la misma. Pero no siempre. En las llamadas ursinas hidroeléctricas a filo de agua, esto no se produce, en vista de que, aunque todos los órganos de descarga operables estén cerrados y no operen las turbinas, siempre estará pasando por la represa, a través de los órganos de descarga fijos, prácticamente el mismo caudal de agua que llega a la represa.

Referencias[editar]

  1. «Energía hidráulica». Ministerio de Educación, Cultura y Deporte. Consultado el 19 de febrero de 2016. 
  2. «Energía Hidroeléctrica». Consultado el 19 de febrero de 2016. 
  3. «RENEWABLES 2016 GLOBAL STATUS REPORT». 
  4. a b «Binge and purge». The Economist. 22 de enero de 2009. Consultado el 30 de enero de 2009. «98-99% of Norway’s electricity comes from hydroelectric plants.» 
  5. Consumption BP.com
  6. «2015 Key World Energy Statistics» (PDF). report. International Energy Agency (IEA). Consultado el 1 de junio de 2016. 
  7. «Indicators 2009, National Electric Power Industry». Chinese Government. Archivado desde el original el 21 de agosto de 2010. Consultado el 18 de julio de 2010. 
  8. «RENEWABLE CAPACITY STATISTICS 2021 page 17». Consultado el 24 de mayo de 2021. 

Bibliografía[editar]

  • Manuale dell'Ingegnere. Edición 81. Editado por Ulrico Hoepli. Milano. 1987. ISBN 88-203-1430-4.
  • Handbook of Applied Hydraulics. Library of Congress: Catalog Card Number 67-25809.
  • Engenharia de Recursos Hídricos. Ray K. Linsley & Joseph B. Franzini. Editora da Universidade de San Paulo e Editora McGraw-Hill do Brasil, Ltda. 1978.
  • Handbook of Applied Hydrology. A Compendium of Water-resources Tecnology. Ven Te Chow, Ph.D., Editor in Chief. Editora McGraw-Hill Book Company. 1964. ISBN 0-70107742.
  • Hidráulica de los Canales Abiertos. Ven Te Chow. Editorial Diana. México. 1983. ISBN 968-13-1327-5.