La utilización de energías renovables cada vez toma más peso. Las investigaciones científicas y el avance ingenieril han permitido el desarrollo de energías que causan un impacto ambiental mínimo con respecto al uso del carbón y el petróleo, recursos naturales cuya producción genera todo tipo de emisiones tóxicas e incide negativamente en la calidad de vida del ser humano.
La energía eólica, la energía solar y la energía nuclear son algunos ejemplos de energías alternativas limpias que poco a poco han ido probando su eficiencia energética. Además, cada vez son más los países que implementan sistemas de generación de electricidad fundamentados en ellas.
Hay un tipo de energía alternativa, sin embargo, que sigue siendo la predilecta en el campo de energías renovables: la energía hidroeléctrica.
No le des más larga al conocimiento y sigue leyendo este artículo para que puedas descubrir el misterio que hace a esta energía una de las más importantes en la actualidad.
¿Qué es la energía hidráulica?
La energía hidráulica es un tipo de energía que usa el movimiento del agua como fuente principal para su producción, por lo general, con el fin de transformarla en otro tipo de energía, como la eléctrica.
En cualquier lugar donde existan cuerpos extensos de agua, como lagos, mares y ríos, es posible aprovecharlas para obtener energía hidráulica, también conocida como energía hidroeléctrica.
La razón por la que el agua puede ser empleada para generar energía es porque en ella misma hay almacenada otros dos tipos: la energía cinética y la energía potencial.
La energía cinética, por un lado, es la energía que acumula el agua debido a su movimiento, y está asociada a la rapidez que lleva y su masa. Puedes pensar, por ejemplo, en una corriente de agua. Mientras más rápida la corriente y mayor la cantidad de agua, mayor la generación de energía cinética.
La energía potencial está asociada a la altura del cuerpo de agua. Mientras mayor la altura, mayor la energía potencial que tiene almacenada. En este caso, puedes pensar en las caídas de agua o cascadas. Mientras mayor es la altura de la que el agua desciende, mayor será la energía potencial que acumule.
Por esta capacidad energética almacenada es que se construyen diques o reservorios alrededor de masas de agua que, gracias a estudios previos, se determinó tienen una potencial disponibilidad para producir energía hidráulica.
Uno de los aspectos más importantes de este tipo de energía es que es alternativa, es decir, es una fuente de energía renovable y limpia, pues en su producción no se generan gases de efecto invernadero, causantes del cambio climático.
El principal uso de la energía hidráulica es en su transformación en energía eléctrica. Con este propósito se construyen lugares llamados centrales hidroeléctricas. Estos tienen la capacidad de producir, a partir del agua, electricidad con una determinada potencia eléctrica.
De acuerdo con la capacidad de potencia de una central, estas se pueden clasificar de la siguiente forma:
- De gran potencia: en esta categoría están incluidas todas aquellas centrales que generan 10 MW o más de potencia eléctrica. Por la cantidad de energía que generan, su construcción amerita cuerpos de agua masivos y, por lo tanto, abarcan el uso de superficies extensas, haciendo que su impacto ambiental sea el más pronunciado de todas las centrales incluidas en esta clasificación.
- Minicentrales: son las que generan una potencia mayor a 1 MW y menor a 10 MW. Son la alternativa a las centrales convencionales de gran potencia porque permiten el aprovechamiento de cuerpos de agua pequeños y su efecto en el medioambiente no es tan alto.
- Microcentrales: en ellas se produce una potencia eléctrica menor a 1 MW y permite el aprovechamiento de lugares con agua aún menos extensa. Su construcción en zonas rurales viene adquiriendo importancia debido a que se presenta como alternativa energética en sitios que no tienen acceso a un sistema eléctrico.
¿Cómo se produce la energía hidráulica?
Entender cómo se produce la energía hidráulica no es tan complicado, solo basta con comprender que es un proceso donde un tipo de energía se transforma en otra, y así sucesivamente.
Para el aprovechamiento de la energía hidráulica en una central hidroeléctrica, primero ocurre la transformación de la energía acumulada del agua (energía cinética y potencial) en energía mecánica, lo que se logra por medio de una turbina hidráulica.
Posteriormente, la energía mecánica producida por las turbinas es transformada en energía eléctrica, en forma de corriente alterna, gracias a unos generadores hidroeléctricos.
Aunque el uso de la energía hidráulica implica uso de turbinas y generadores, el proceso de generación de electricidad puede variar con el tipo de fuente de agua que se use. De acuerdo con esto, se puede generar de las siguientes maneras:
Presas
Las presas, también conocidas como represas, aprovechan el desnivel entre dos puntos de un cuerpo de agua. Esta diferencia en las alturas genera que el agua almacene energía en forma de energía potencial.
Su construcción se realiza en el punto más bajo de ese desnivel, de modo que, al llegar el agua a ese punto, tiene una capacidad de suministrar energía bastante significativa.
Para la producción de energía hidroeléctrica en una presa se debe tomar en cuenta el caudal y la altura de los saltos de agua. Mientras mayor el caudal y mayor la altura, mayor será la capacidad de generar electricidad.
Caudal de los ríos
Debido a la variación de la rapidez que lleva un río en uno u otro punto, las centrales hidroeléctricas se valen de este principio físico para producir el movimiento de las turbinas. En este tipo de centrales, el control del caudal de agua es fundamental para cumplir con las demandas energéticas de la zona.
Mareas (energía mareomotriz)
La energía mareomotriz es la que se produce por la variación de la marea, específicamente de los niveles de la pleamar y bajamar. Si esta variación es constante en el tiempo, puede usarse para producir electricidad por medio de generadores hidroeléctricos.
Olas (energía undimotriz)
En este caso, la fuerza del oleaje en el mar puede emplearse para la generación de electricidad. Su uso sigue siendo novedoso y en constante desarrollo con respecto a los tipos de generación ya mencionados. Asimismo, son pocas las centrales en el mundo que utilizan como fuente la energía undimotriz.
Ventajas y desventajas de la energía hidráulica
Aparte de generar nuevos empleos, la aplicación de esta energía trae consigo los siguientes beneficios:
- Es una energía no contaminante. Su implementación no conlleva la generación de gases ni desechos tóxicos para el medioambiente y el ser humano.
- Es inagotable. El agua cumple con un riguroso ciclo que hace que su permanencia en el planeta sea constante.
- Fuente de abastecimiento estable. Los ríos y mares siempre tendrán asociado una corriente o caudal que permitirán su aprovechamiento como fuente de energía.
- Puede completar el suministro de otros tipos de energía, especialmente en zonas aisladas o de difícil acceso. Si tienen un cuerpo de agua cercano, puede construirse una microcentral hidroeléctrica.
- Se puede adaptar a la demanda eléctrica. Con una planificación y gestión, se puede incrementar o disminuir la electricidad producida si se controla el caudal o flujo de agua.
- Bajo riesgo de inundaciones. Las centrales hidroeléctricas son construidas tomando en cuenta factores medioambientales, incluyendo en su construcción tecnologías capaces de prevenir riesgos como inundaciones.
- No fluctúan sus costos. Una vez finalizada la construcción de la central hidroeléctrica, no hay subidas y bajadas en los precios de la energía.
- El agua embalsada tiene otros usos. Si no es debidamente cuidada, puede usarse para abastecer las necesidades de agua de una población.
- Es posible generarla en cualquier masa de agua. Ya sea mar, río o un lago, la ingeniería de hoy permite transformar el agua existente en energía hidráulica y otras.
Pese a sus beneficios, también tiene ciertas desventajas:
- Altera la vida acuática, ya que construir una presa es producir ruidos, cambios de caudales y otros movimientos ajenos al ecosistema acuático.
- Requiere la ocupación de un espacio amplio. La deforestación puede ser un problema cuando se trata de centrales de alta potencia instalada.
- Productividad disminuida en periodos de sequía. En el caso de las presas, se ve disminuida la masa de agua disponible y se altera la generación de electricidad.
Ya conoces los detalles más relevantes de cómo funciona la energía hidráulica, pero recuerda que hay más tipos de energía que vale la pena comprender. ¿Quieres conocer otros tipos de energías complementarias y diferentes a las tradicionales? Puedes suscribirte al newsletter para recibir más contenido como este.
