La energía hidráulica, hídrica o simplemente hidroenergía es aquella obtenida del aprovechamiento de energías cinética y potencial de una corriente o saltos de agua.
Por sus características, la energía hidráulica es una fuente renovable y limpia de energía que si bien tiene una enorme cantidad de usos, principalmente se utiliza para la obtención de energía eléctrica.
Qué es la energía hidráulica?
Por energía hidráulica se hace referencia al aprovechamiento de las energías cinética y potencial que se presentan en las corrientes y saltos de agua. El movimiento del agua contiene energía, la cual capturada por una represa (en caídas de agua) o por un molino (en corrientes de agua) permite luego generar energía eléctrica.
El impacto en el medio ambiente es casi nulo, por esto se conoce energía limpia, y proviene de una fuente inagotable, lo que la hace renovable.
Para obtener la energía hidráulica se deben tomar en cuenta dos aspectos: El caudal del salto y la altura. Para aprovechar mejor el agua se usan presas que controlan el caudal de acuerdo a la época del año. La presa también sirve para aumentar el tamaño del salto. Otra manera de hacer que aumente la altura del salto es confeccionando un canal que cree desnivel pronunciado entre el canal y el cauce natural del agua.
Como funciona la energía hidráulica?
La lógica de la energía hidráulica se basa en el aprovechamiento de una caída de agua desde cierta altura. Cuando el agua cae desde una presa, pasa a través de unas turbinas y la fuerza que trae inicia un movimiento rotativo. La energía de movimiento se transfiere a unos generadores que la convierten en electricidad. Una vez que el agua se utiliza, se le deja seguir su curso sin haberla contaminado.
En este proceso se unen la gravedad y un ciclo hídrico cerrado. Las turbinas son las que producen la fuerza necesaria para que se genere energía por medio del agua.
Hay varios tipos de turbinas y cada una se emplea de acuerdo a cuánto mide el salto hidráulico y el caudal de agua. Las turbinas más comunes son Francis, Kaplan y Pelton. También es posible producir energía hidroeléctrica sin usar una presa, por medio de la producción de agua corriente. En estos casos la velocidad el agua y el volumen no aumentarán con la presencia de una presa.
Sistema de bombeo en una central hidroeléctrica
Una central hidroeléctrica posee un sistema de bombeo para que el agua ascienda desde un depósito inferior, luego de pasar por las turbinas, a un depósito superior. Esto es útil en los momentos no pico.
El bombeo del agua crea potencial para la generación de energía eléctrica después. Pueden considerarse estos sistemas de bombeo como tecnología de almacenamiento de energía.
Para qué sirve la energía hidráulica?
El rendimiento que se obtiene al transformar la energía contenida en los cauces de agua y los ríos en electricidad es muy alto. Es por ello que la energía hidráulica se usa casi exclusivamente como materia prima en la generación de energía eléctrica.
Características de la energía hidráulica
- Como proviene de una fuente constante y natural, es un tipo de energía renovable y limpia.
- Es la única energía renovable que puede almacenarse.
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- Se mantiene en reposo el caudal de agua por cuanto tiempo sea necesario, para luego abrir las compuertas en el momento en que se necesita generar electricidad.
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- Fuente de energía con la mejor relación de costo/beneficio (rentabilidad), debido a su costo medio-alto de construcción, pero al mismo tiempo muy alta eficiencia.
- Es una fuente de energía poco peligrosa de manipular, incluso en situaciones adversas y/o de accidentes inesperados; opuesto por ejemplo a la energía nuclear que es controlada, pero podría generar grandes accidentes medioambientales de haber una falla.
- Tiene un impacto ambiental reducido en términos generales.
Capacidad de producción de la energía hidráulica
La energía hidráulica es de las fuentes renovables que más se utilizan para la producción de energía eléctrica.
Alrededor del mundo hay diversas de presas. Por ejemplo, la represa de Itaipú en Brasil, con una potencia de 14.000 MW, abastece 15% la energía de Brasil y 95% la de Paraguay. Otro ejemplo es el sistema de las Tres Gargantas en China, la cual produce 18.000 MW.
En la actualidad tiene hasta 1.000 GW de potencia instalada. La producción alcanza 1.437 TWh, lo que representa el 14% de la producción en todo el mundo. De acuerdo a la Agencia Internacional de Energía, la energía hidráulica se mantendrá en crecimiento hasta que duplique la potencia que tiene hoy día y sobrepase los 2.000 GW en potencia instalada.
Ventajas de la energía hidráulica
- Es una fuente inagotable de energía. Mientras se mantenga el ciclo del agua, la disponibilidad se asegura.
- Se considera autóctona porque se ubica en el área local. No se requiere importar la energía desde otros países.
- No se emplean calderas o sistema de refrigeración, disminuyendo costos.
- Respeta el medio ambiente, no emite gases tóxicos ni produce calor.
- El agua almacenada puede utilizarse para casos de emergencia o en situaciones de riesgo.
- En caso de que la central tenga una presa, se podrá regular el caudal del río y realizar actividades como baño, remo, pesca, etc.
Desventajas de la energía hidráulica
- El rendimiento depende del estado del clima. Si hay sequía severa, el ritmo de producción disminuye.
- Exigen escenarios medioambientales específicos en los que haya corrientes hídricas grandes y relieve accidentado.
- Las centrales suelen estar ubicadas lejos del lugar donde la energía se consume.
- Puede modificar ecosistemas. Interrumpe el ciclo de los peces que deben desovar y remontar. Además el agua que está estancada hace que se depositen sedimentos hacia el fondo y los nutrientes no alcanzan la parte baja del río.
- El agua contenida en embalses es menos salubre que el agua que está constantemente fluyendo.
Relación entre energía hidráulica y mareomotriz
Si bien hay diferencias, la base se repite: Ambas generan energía eléctrica, luego de liberar gran caudal de agua.
La energía hidráulica retiene agua en grandes represas, y cuando la libera, libera también energía cinética producida por el movimiento del agua; dicho agua mueve grandes turbinas, y generan electricidad; una de las fuentes de energía mareomotriz es tomar agua del mar una vez la marea sube, la retiene (como si se tratase de una represa) y luego la libera una vez baja la marea; otra de las fuentes es no retenerla, pero si aprovechar el movimiento del agua, generado por el movimiento de las mareas, y mueve grandes turbinas para generar electricidad.
¿Por qué es más eficiente la energía hidráulica? Por la sencilla razón de que los costos de construcción de la obra no son -tan- elevados como en el caso de la energía mareomotriz, y además porque al haber un mayor caudal de agua, el sistema es más eficiente.
