Energia Hidraulica

ENERGIA HIDRAULICA

La energía del agua o energía hidráulica, es esencialmente una forma de energía solar. El Sol comienza el ciclo hidrológico evaporando el agua de lagos y océanos y calentando el aire que la transporta. El agua caerá en forma de precipitación (lluvia, nieve, etc.) sobre la tierra y la energía que posee aquella por estar a cierta altura (energía potencial) se disipa al regresar hacia lagos y océanos, situados a niveles más bajos.

Es la energía que tiene el agua cuando se mueve a través de un cauce (energía cinética) o cuando se encuentra embalsada a cierta altura (es decir, en forma de energía potencial). En este momento toda la energía hidráulica del agua estará en forma de energía potencial. Cuando se deje caer, se transformará en energía cinética, que puede ser aprovechada para diversos fines. Se trata de una energía renovable.

Desde hace unos dos mil años, toda la energía hidráulica se transformaba en energía mecánica que, posteriormente, tenía aplicaciones específicas en norias, molinos, forjas,...

A partir del siglo XX se empleó para obtener energía eléctrica. Son las centrales hidroeléctricas.

Se caracteriza porque no es contaminante y puede suministrar trabajo sin producir residuos (rendimiento 80%).

Toda central hidroeléctrica transforma la energía potencial del agua acumulada en el embalse en energía eléctrica a través del alternador. Las diferentes transformaciones de energía que se producen son:

• Energía potencial

• Energía cinética del agua

• Energía cinética de rotación

• Energía eléctrica

Según el valor de la potencia generada sea superior o inferior a 10 Mw, hablamos de minihidráulica o de hidráulica..

Emplazamiento de sistemas hidráulicos

Es importante tener en cuenta para evaluar el potencial extraíble:

• El caudal de agua disponible, que se establece a partir de datos pluviométricos medios de largos periodos de tiempo

• El desnivel que se puede alcanzar, impuesto por el terreno

Un gran desnivel (100 – 150 m) obligará a utilizar largas canalizaciones, mientras que un pequeño desnivel (menor de 20 m), obligará a la construcción de un embalse

para aumentarlo (necesario estudiar las conducciones y los diques).

Principios de funcionamiento

Una presa sirve para contener el agua y formar tras de sí un embalse. El agua se

libera por los desagües, que fluye por las llamadas tuberías de conexión hasta la sala de

máquinas (una vez filtrada); la energía cinética del agua acumulada se convierte en

energía cinética de rotación de la turbina, que acoplada a un alternador de forma

solidaria, genera energía eléctrica.

Constitución de una central eléctrica

Las partes principales de una central hidráulica son:

- Presa

- Toma de agua

- Canal de derivación

- Cámara de presión

- Tubería de presión

- Cámara de turbinas

- Canal de desagüe

- Parque de transformadores.

Presa: Es la encargada de almacenar el agua y provocar una elevación de su

nivel que permita encauzarla para su utilización hidroeléctrica. También se emplea

para regular el caudal de agua que circula por el río y aumentar el potencial hidráulico.

En función del material de construcción y de la estructura existen varios tipos.

Todo dique debe permitir el escape del exceso de agua para evitar accidentes. El

excedente de agua se puede eliminar a través de un aliviadero (por debajo de la cima

de la presa), mediante un pozo de desagüe (interior del embalse) o por un túnel de

desagüe (bordeando el dique)

Canal de derivación: Es un conducto que canaliza el agua desde el embalse.

Puede ser abierto (canal), como los que se construyen siguiendo la ladera de una

montaña, o cerrado (tubo), por medio de túneles excavados.

Las conducciones deben ser lo más rectas y lisas posibles para reducir al

mínimo las pérdidas por fricción, necesitando además un sistema para regular el

caudal (compuertas o válvulas)

Tiene menos pendiente que el cauce del río. Si el salto es inferior a 15 m, el

canal desemboca directamente en la cámara de turbinas.

En su origen dispone de una o varias tomas de agua protegidas por medio de

rejillas metálicas para evitar que se introduzcan cuerpos extraños

Cámara de presión: Es el punto de unión del canal de derivación con la tubería

de presión. En esta cámara se instala la chimenea de equilibrio. Este dispositivo

consiste en un depósito de compensación cuya misión es evitar las variaciones bruscas

de presión debidas a las fluctuaciones del caudal de agua provocadas por la regulación

de su entrada a la cámara de turbinas. Estas variaciones bruscas son las que se

conocen como golpe de ariete.

Tubería de presión: También llamada tubería forzada, se encarga de conducir

el agua hasta la cámara de turbinas. Las tuberías de este tipo se construyen de

diferentes materiales según la presión que han de soportar: palastro de acero,

cemento-amianto y hormigón armado

Cámara de turbinas: Es la zona donde se instalan las turbinas y los

alternadores. Además de las turbinas, existen otros dispositivos captadores: las ruedas

hidráulicas

La turbina es una máquina compuesta esencialmente por un rodete con álabes

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