Ciencia para todos

Mitos y realidades de la hidroelectricidad

Hoy continuamos con la serie dedicada a los recursos naturales que sirven de combustible para la producción de electricidad.

En las últimas dos entregas analizamos los mitos y realidades de las energías eólica y solar.

La energía hidráulica es un recurso renovable que resulta del flujo del agua almacenada en un lago artificial que cae por gravedad desde un alto nivel a un bajo nivel convirtiendo la energía “Potencial” en energía “Cinética” para mover una turbina cuyo eje está conectado a un generador el cual produce la electricidad.

Desde hace varios siglos el poder del agua ha sido utilizado para mover grandes ruedas para la molienda del trigo, su unidad de medida era el “Caballo de Fuerza” la cual fue creada por James Watt en 1782.

Watt propuso esta unidad para expresar la potencia que podía desarrollar la novedosa máquina de vapor (en su época), con respecto a la potencia que desarrollaban los caballos. Estos animales eran las “máquinas” de trabajo que se usaban ampliamente para mover molinos, levantar cargas, mover carruajes y muchas otras actividades. Luego de varios experimentos y aproximaciones de cómo medir y expresar la potencia de los caballos, James Watt estimó que un caballo podía levantar 330 libras-fuerza de peso a una altura de 100 pies en un minuto.

Actualmente se usa el Vatio o Watt creada en su honor.

Más del 20% de la electricidad producida en el mundo proviene de este recurso.

Una de sus grandes ventajas es que permite construir inmensas centrales que producen miles de vatios de potencia.

A diferencia de otras formas de generación eléctrica, son instalaciones muy robustas que perduran por más de 100 años.

Las mayores centrales eléctricas del mundo son de este tipo:

* Tres Gargantas, en el río Yangtze, China, con 22.400 Mega Watts

* Itaipu (del guaraní, “piedra que suena”) en el río Paraná, construida bajo la sociedad Brasil/Paraguay con 12.600 Mega Watts

* Grand Coulee, en el río Columbia, estado Washington, Estados Unidos, con 6.800 Mega Watts.

El complejo del río Jinsha (la cabecera superior del río Yangtsé) es potencialmente el sistema de generación de energía hidroeléctrica más grande del mundo que está actualmente en construcción.

Tiene tres fases: la fase I incluye cuatro presas en el curso inferior del río Jinsha: la presa Wudongde, la presa Baihetan, la presa Xiluodu y la presa Xiangjiaba, con una capacidad de generación de 7.400 MW, 14.000 MW, 12.600 MW y 6.000 MW respectivamente. La capacidad generadora total de estas cuatro presas es de 40.000 MW. La construcción de la presa de Xiluodu empezó el 26 de diciembre del año 2005 y la de la presa de Xiangjiaba el 26 de noviembre de 2006. La fase I fue terminada en 2015. La fase II incluye ocho presas en el curso medio del río Jinsha, con una capacidad generadora total de 21.150 MW. La fase III incluye ocho presas en el curso superior del río Jinsha, con una capacidad generadora total de 8.980 MW.

La capacidad total combinada del complejo de Jinsha con el complejo de las Tres Gargantas será de 95.745 MW.

El proceso de construcción de una central hidroeléctrica es uno de los grandes avances de la ingeniería civil.

Se debe seleccionar un área a lo largo de un río con un flujo mayor de 3.000 metros cúbicos por segundo que permita la construcción de un gran embalse para depositar el agua.

Una vez seleccionado ese punto hay que desviar el río para permitir su secado y posterior construcción del muro o presa de hormigón que se encarga de contener el agua del embalse.

Con la construcción de una presa se consigue un determinado desnivel de agua, que es aprovechado para conseguir energía. La presa es un elemento esencial y su forma depende principalmente de la orografía del terreno y del curso del agua donde se tiene que situar.

Posteriormente se colocan las turbinas.

Las turbinas hidráulicas son el elemento fundamental para el aprovechamiento de la energía en las centrales hidráulicas. Transforman en energía mecánica la energía cinética (fruto del movimiento) de una corriente de agua.

Su componente más importante es el rotor, que tiene una serie de palas que son impulsadas por la fuerza producida por el agua en movimiento, haciéndolo girar.

Por último se conectan los generadores de electricidad a los ejes de las turbinas.

Las ventajas de las centrales hidroeléctricas son:

No necesitan combustibles y son limpias por cuanto no producen gases de efecto invernadero como el Dióxido de Carbono.

Muchas veces los embalses de las centrales tienen otras utilidades importantes: el regadío, como protección contra las inundaciones o para suministrar agua a las poblaciones próximas.

Tienen costos de explotación y mantenimiento bajos.

Las turbinas hidráulicas son de fácil control y tienen unos costos de mantenimiento reducido.

En contra de estas ventajas podemos enumerar los inconvenientes siguientes:

El tiempo de construcción es, en general, más largo que el de otros tipos de centrales eléctricas.

La generación de energía eléctrica está influenciada por las condiciones meteorológicas y puede variar de estación a estación.

Los costos de inversión por kilovatio instalado son elevados.

En general, están situadas en lugares lejanos del punto de consumo y, por lo tanto, los costos de inversión en infraestructuras de transporte pueden ser elevados.

Siempre se ha considerado que la electricidad de origen hidráulico es una alternativa energética limpia. Aun así, existen determinados efectos ambientales debido a la construcción de centrales hidroeléctricas y su infraestructura. Varios años

La construcción de presas y, por extensión, la formación de embalses, provocan un impacto ambiental que se extiende desde los límites superiores del embalse hasta la costa. Este impacto tiene las siguientes consecuencias, muchas de ellas irreversibles:

Sumerge tierras, alterando el territorio.

Modifica el ciclo de vida de la fauna.

Dificulta la navegación fluvial y el transporte de materiales aguas abajo (nutrientes y sedimentos, como limos y arcillas).

Disminuye el caudal de los ríos, modificando el nivel de las capas freáticas, la composición del agua embalsada y el microclima.

Los costos ambientales y sociales pueden ser evitados o reducidos a un nivel aceptable si se evalúan cuidadosamente y se implantan medidas correctivas. Por todo esto, es importante que en el momento de construir una nueva presa se analicen muy bien los posibles impactos ambientales en frente de la necesidad de crear un nuevo embalse.

Este recurso genera casi el 70% de toda la electricidad producida en Venezuela lo que nos hace altamente dependientes de ella.

Recordemos la sequía de hace 2 años que generó una crisis eléctrica en donde no se sabía qué hacer si la misma continuaba.

Gracias a Dios, llovió suficientemente para que el Gurí recuperara su nivel óptimo (272 metros) pero fue una advertencia importante.

La primera planta hidroeléctrica fue construida en 1897 en el Encantado por el Ing. Ricardo Zuluaga, tenía una capacidad de 240 KW, estaba dotada de dos turbinas, hechas en Suiza, de eje vertical propulsadas por agua conducida por una larga tubería de una represa más arriba en el Rio Guaire con una diferencia de altitud de 36 metros. Una sola línea de 5.000 voltios transmitía y distribuía la corriente a Caracas.

La central Hidroeléctrica Simón Bolívar, antigua Raúl Leoni o Represa de El Guri, fue construida en la desembocadura del río Caroní, alberga 20 unidades de generación de 630 MW cada una. Actualmente es la tercera mayor del mundo.

Otros complejos que dependen del río Caroní son Macagua con 370 MW, Caruachi con 2280 MW y Tocoma (en construcción) con 2200 MW.

Como se puede ver somos altamente dependientes de este recurso, con la permanente amenaza del Niño y la Niña debemos diversificar nuestras centrales hacia otros recursos que no dependan de esos fenómenos que son inevitables.

Leancy Clemente

leancyclemente@gmail.com/@leancyclemente

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