Qué es una central hidroeléctrica

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que es una central hidroelectrica

Una central hidroeléctrica alberga todo el conjunto de instalaciones necesarias para transformar la energía mecánica de un curso de agua en energía eléctrica disponible.

Las presas o represas son obras de ingeniería que se emplean en las centrales hidroeléctricas convencionales para retener o embalsar el agua y producir una diferencia de cotas que permita almacenar su energía potencial para su uso a largo plazo.

En su camino a través de la presa, la energía cinética del agua hace girar unas turbinas hidráulicas que, al hacerlo,  activan unos generadores que, en un segundo paso, transforman la energía mecánica en electricidad.

La energía hidroeléctrica

La hidroelectricidad representa una fuente importante de energía renovable de bajo impacto. La energía hidroeléctrica es obtenida a través de la conversión de la energía cinética del agua en electricidad por medio de un generador.

La hidroeléctrica es una fuente de energía limpia, autóctona e inagotable que no produce emisiones, contaminación, calor ni consume combustible… El costo de la producción de energía hidroeléctrica es menor o está a la par con otras fuentes de energía.

Además, es muy eficiente en comparación con otras fuentes de energía, con tasas de conversión en el rango del 80 al 90 por ciento

Pero claro, también hay que contemplar algunos aspectos negativos. El costo inicial de la construcción de una represa hidroeléctrica puede ser muy grande, del orden de cientos de millones de euros. La alta inversión inicial de la infraestructura e instalación de estas centrales sólo se justificaría por unos gastos de mantenimiento y explotación relativamente bajos.

La otra cuestión que causa preocupación con respecto a las represas hidroeléctricas es su impacto ambiental y humano. Represar un río no es tarea fácil y el impacto es masivo. Para trabajar eficazmente, una represa hidroeléctrica reducirá el flujo de agua hasta tal punto que decenas, si no cientos, de kilómetros de tierra quedarán sumergidos detrás.

Noruega cubre casi todas sus necesidades de electricidad a través de la energía hidroeléctrica.

Tipos de centrales hidroeléctricas

  • Centrales de agua fluyente: estos aprovechamientos captan una parte del caudal del río mediante una toma y lo desvían hacia la central mediante canales o conducciones. Después de ser turbinada para generar electricidad, el agua es devuelta al cauce. Estas centrales dependen directamente de la hidrología y no tienen capacidad de regular el caudal que pasa por las turbinas, que es muy variable.
  • Centrales de pie de presa: se ubican debajo de los embalses, aprovechando el desnivel creado por la presa. Se caracterizan porque tienen la capacidad de regular los caudales de salida del agua.
  • Centrales en canales de riego

 

Centrales hidroeléctricas de bombeo

Las centrales hidroeléctricas de bombeo son de aplicación en zonas geográficas donde el agua es un recurso limitado.

La hidroelectricidad de bombeo ha estado en uso desde 1929 y, hasta 1970, fue la única opción de almacenamiento comercialmente disponible para aplicaciones de generación de energía eléctrica.

Las instalaciones hidroeléctricas de bombeo requieren dos grandes embalses, uno situado en el nivel de base y el otro a mayor cota para crear una diferencia de alturas. El agua es bombeada al depósito superior donde puede almacenarse su energía potencial. Cuando se solicita, el agua es devuelta al depósito inferior pasando por unas turbinas que, al girar, generan energía eléctrica.

Las bombas de impulsión encargadas de retornar nuevamente el agua desde el embalse inferior al embalse principal para ser reutilizada y repetir el ciclo sólo emplean una pequeña parte de la energía eléctrica generada.

Las barreras para un mayor uso de esta tecnología de almacenamiento son el alto costo de la construcción de dos embalses y los sistemas de bombeo así como los largos plazos de entrega y restricciones geográficas, geológicas y ambientales asociadas con el diseño del embalse. En los últimos años, los esfuerzos encaminados a aumentar el uso del almacenamiento hidráulico bombeado se centran en el desarrollo de instalaciones subterráneas.

Grandes presas

La Instrucción de grandes presas, en su primer artículo, define las grandes presas como aquellas de más de 15 metros de altura o las presas entre 10 y 15 m. de altura que respondan a una, al menos, de las condiciones siguientes:

a) Capacidad de embalse superior a 100.000 m3.
b) Características excepcionales de cimientos o cualquier otra circunstancias que permita calificar la obra como importante para la seguridad o economía pública.

La altura de una presa es la diferencia entre la cota de coronación (la más elevada de la estructura resistente de la presa) y la cota del punto más bajo de la superficie general de cimientos.

La altura de la presa sobre el cauce es la diferencia de cotas entre la coronación y el punto más bajo del cauce del río interceptado por el paramento de aguas abajo de la presa.

Niveles máximos de embalse

El máximo nivel normal de embalse es el máximo que la superficie del agua puede alcanzar en circunstancias normales de explotación, cuando éstas no exijan el vertido por los aliviaderos. La capacidad máxima de embalse se corresponde con el máximo nivel normal de embalse.

El máximo nivel normal de embalse en crecidas es aquél que el agua puede alcanzar cuando ocurre la mayor crecida prevista, funcionando el aliviadero sin limitar su capacidad por compuertas. El período de recurrencia o es el intervalo de tiempo en el que probablemente se producirá una determinada avenida.

Más info:

Inventario de Presas en España

La represa hidroeléctrica más grande del mundo es la represa de Itaipu, sobre el Rio Paraná, en las frontera entre Paraguay y Brasil. Su construcción obedeció a la necesidad de expansión y desarrollo del Brasil de los años 60, que experimentó un fuerte y avanzado proceso de industrialización.

A orillas del Río Iller, se encuentra la nueva y escultural Central Hidroeléctrica de Kempten (Alemania), que sustituye a la que existía desde el año 1950.

 

PRESAS: PROBLEMAS DE PROCEDIMIENTO Y CALCULO
DELGADO RAMOS, FERNANDO Y DELGADO GARICA, JOAQUIN

Estabilidad de presas de gravedad. Cálculo de tensiones en presas.Presas bóveda. Aliviaderos y desagües. Predimensionamiento de presas. Documentación adicional. Bibliografía recomendada.
PRESAS: PROBLEMAS DE PROCEDIMIENTO Y CALCULO | DELGADO RAMOS, FERNANDO y DELGADO GARICA, JOAQUIN

 

CONSTRUCCION DE PRESAS Y CONTROL DE CALIDAD
CANALES Y PUERTOS COLEGIO DE INGENIEROS DE CAMINOS

Planificación de la construcción. Desvío del río. Excavaciones. Tratamientos de la cimentación. Construcción de presas de hormigón. Construcción de presas de materiales sueltos. Montaje y pruebas de las instalaciones y equipos permanentes. Instalaciones de aparatos y equipos de auscultación. Otros tipos de presas. Puesta en carga. Bibliografía.
CONSTRUCCION DE PRESAS Y CONTROL DE CALIDAD | CANALES Y PUERTOS COLEGIO DE INGENIEROS DE CAMINOS

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