ENERGÍA HIDROELÉCTRICA

Generación de electricidad
El aprovechamiento de la energía potencial
acumulada en el agua para generar electricidad
es una forma clásica de obtener energía.
Alrededor del 20% de la electricidad usada en el
mundo procede de esta fuente. Es, por tanto, una
energía renovable pero no alternativa,
estrictamente hablando, porque se viene usando
desde hace muchos años como una de las fuentes
principales de electricidad.
Desde el punto de vista ambiental la energía
hidroeléctrica es una de las más limpias, aunque esto no
quiere decir que sea totalmente inocua, porque los
pantanos que hay que construir suponen un impacto
importante. El pantano altera gravemente el ecosistema
fluvial. Se destruyen habitats, se modifica el caudal del
río y cambian las características del agua como su
temperatura, grado de oxigenación y otras. También los
pantanos producen un importante impacto paisajístico y
humano, porque con frecuencia su construcción exige
trasladar a pueblos enteros y sepultar bajo las aguas
tierras de cultivo, bosques y otras zonas silvestres.
La electricidad que se genera aprovechando la energía
del agua (primero potencial y luego mecánica) se llama
hidroelectricidad -"hidro", viene del latín y significa
agua.
Este tipo de energía eléctrica se produce en plantas
generadoras conocidas como centrales hidroeléctricas .
En estas, en términos simples, la fuerza ejercida por un
caudal de agua que cae sobre las hélices de una turbina
hace girar un generador que va acoplado a ella,
produciendo electricidad.
La primera central o planta generadora hidroeléctrica que
produjo electricidad para consumo público se instaló en
Inglaterra (1880). Sin embargo, la energía del movimiento
del agua ya se usaba para hacer girar ruedas hidráulicas
que hacían molino.
Las mejoras en los generadores y turbinas hidráulicas
hizo que las centrales mejoraran su rendimiento, lo que
resultó fundamental para cubrir la creciente demanda
eléctrica que surgió a principios del siglo XX.
Así, la primera central de importancia (en tamaño y
rendimiento) se construyó en 1895, en las cataratas del
Niágara (EE.UU.).
En 1920, las centrales hidroeléctricas generaban ya una
parte importante de la producción total de electricidad.La
primera central hidroeléctrica en Chile (y la segunda en
Sudamérica) fue Chivilingo (hoy VIII Región), se
inauguró en 1897 y estuvo en funcionamiento hasta 1976.
Electricidad en el mundo
La energía hidroeléctrica cubre cerca del 20 % de las
necesidades mundiales. Si se considera en términos
absolutos, Canadá, Brasil y China son los mayores
productores de electricidad.
Centrales hidroeléctricas
En nuestro país, las centrales que abastecen el Sistema
Interconectado Central -el más grande, los sistemas
interconectados que existen, pues cubre desde Taltal a
Chiloé- son 35 y se encuentran distribuidas entre la
Cuarta y la Décima regiones (no hay en la IX Región). De
este total, 26 son centrales de pasada y nueve de embalse.
El agua y la energía
Las centrales hidroeléctricas son las que utlizan los
caudales de los ríos en la primera parte de su recorrido
hacia el mar.
En términos simples, en las centrales, el agua baja con
fuerza a través de grandes tuberías, para llegar a una
turbina (especie de rueda con hélices) haciéndola girar.
De esta manera, se obtiene la fuerza suficiente para
mover el rotor (parte giratoria) de un gran generador
eléctrico. Aquí se producen grandes tensiones eléctricas
que luego se llevan a las ciudades, a través de cables
conductores.
Las centrales pueden ser de dos tipos: las de pasada y las
de embalse. Las primeras son las que reciben el paso de
agua por sitios con gran inclinación, y por lo tanto, la
fuerza de la caída no alcanza para mover las turbinas. Sin
embargo, cuando la inclinación del terreno no es
sufuciente para provocar la fuerza de la caída, o bien, por
la variabilidad hidrológica de una zona, se construyen los
embalses. Estos son altos y grandes dépositos artificiales
flanqueados por murallones que permiten almacenar
agua.
El generador por dentro
La unidad generadora de electricidad de una central está
compuesta de varios elementos, entre ellos, una tubería
que transporta el agua del embalse y desemboca en un
caracol que recibe las aguas que, con la enorme presión
de la caída, ponen en movimiento la turbina.
Aquí se produce la primera transformación de la energía
potencial del agua en energía mecánica. El eje de la
turbina en su parte superior tiene instalado el rotor del
generador que gira dentro de un estator fijo, este último
es una estructura metálica, recubierta internamente por
circuitos conductores de cobre.
Como se señaló, el rotor que gira en el interior del estator,
está compuesto por una serie de circuitos que al ser
alimentados por una pequeña cantidad de corriente se
transforman en electroimanes. Girando el rotor con los
electroimanes se inducen corrientes en los circuitos del
estator y con ello se ha efectuado una segunda
transformación de la energía mecánica en energía
eléctrica.
Clasificación de las centrales
Según su capacidad, las centrales pueden clasificarse en
cuatro tipos: las grandes centrales, con una potencia
superior a los 5MW (MW o Megavatio equivale a un
millón de vatios); las pequeñas centrales, que poseen una
potencia mayor a 1MW pero inferior a los 5MW; las
minicentrales con potencia superior a los 100 KW (KW o
Kilovatio equivale a 1.000 vatios) pero menor a 1MW; las
microcentrales son las que tienen una potencia mayor a
1,5 KW e inferior a los 100 KW y los hidrocargadores,
cuya potencia es menor que 1,5KW y generan electricidad
en corriente continua (para cargar baterías).
Algunas ventajas y desventajas
Las hidroeléctricas en comparación con otras centrales,
como las nucleares, tiene más años de vida útil.
Entre las ventajas de esta energía están: la alta calidad de
la energía útil y los bajos costos operacionales y de
mantenimiento, las plantas tienen casi nula
contaminación del ambiente, las represas ayudan a
prevenir inundaciones y la regulación del flujo de agua
permite aprovecharlo (más abajo) para regadío. Entre las
desventajas está el que al establecer un embalse se
inundan y destruyen terrenos y se altera el paisaje y sus
especies naturales.
Centrales de pasada
Esta es la central Sauzalito, ubicada a 13 km al oriente de Rancagua
(VI Región).
En estas plantas no hay acumulación de agua antes de las turbinas y
así, estas aprovechan el caudal de aguas tal como
viene. A nivel mundial este tipo de centrales son la mayoría, ya que
su construcción es más barata y rápida que las
de represa y son ecológicamente sustentables pues no se inundan
terrenos. En Chile, 26 de las 35 hidroeléctricas son
de pasada (como Molles, Peuchén, etc.). Además, varias empresas del
rubro están evaluando levantar otros proyectos.
Esta es la central Sauzalito, ubicada a 13 km al oriente de Rancagua
(VI Región).
En estas plantas no hay acumulación de agua antes de las turbinas y
así, estas aprovechan el caudal de aguas tal como
viene. A nivel mundial este tipo de centrales son la mayoría, ya que
su construcción es más barata y rápida que las
de represa y son ecológicamente sustentables pues no se inundan
terrenos. En Chile, 26 de las 35 hidroeléctricas son
de pasada (como Molles, Peuchén, etc.). Además, varias empresas del
rubro están evaluando levantar otros proyectos.
Central Chivilingo
Inaugurada en 1897, en las cercanías de Lota (VIII Región), fue la
primera centralhidroeléctrica de Chile. En su tiempo llegó a
producir unos 43 KW de corriente continua. En 1912, los equipos
fueron reemplazados por otros, que producían corriente alterna. Esta
energía se enviaba a Lota a través de un tendido de 12 km. y con una
potencia de 12.000 voltios, que en Lota eran transformados a 110
voltios. Estuvo en funcionamiento hasta el año 1976.
Central Ralco
La casa de máquinas -donde están los generadores- de Ralco tiene
una altura similar a un edificio de cuatro pisos.
Inaugurada en el 2004, esta es hasta ahora la central más grande de
Chile y está ubicada en la zona del Alto Biobío (VIII Región). Aporta
cerca del 10% de la energía requerida por el Sistema Interconectado
Central (SIC), que abastece el consumo entre Taltal y Chiloé. Su
potencia instalada es 690 MW, producto de una caída neta de 175 m.
Su presa de hormigón compactado es de 155 m de alto y 360 m de
largo en su coronamiento.
Central Tres Gargantas
La construcción de Tres Gargantas se compara con la construcción de la
Gran Muralla China.
Es la mayor obra hidráulica del mundo, se ubica sobre el curso del río YangTse (en China). Esta central estará en operación en el 2011. Así, cuando sus 32
turbinas estén funcionando se generarán anualmente 100.000 millones de
kilovatios/hora (KW/ h) de electricidad. Este proyecto incluye un dique de
2.309 metros de largo y 185 metros de alto. Además de su gran capacidad
generadora, se espera que Tres Gargantas controle las inundaciones del
Yang-Tse.
- Cuando el clima es templado, es recomendable apagar
el equipo de aire acondicionado y abrir las ventanas.
- Revisar, limpiar o reemplazar, en caso de que sea
necesario, los filtros de aire acondicionado todos los
meses.
- Preferir los aparatos electrónicos y electrodomésticos
que tengan etiqueta de eficiencia energética.
- Revisar el funcionamiento del medidor de su casa. Si
este funciona aun cuando se haya desenchufado y
apagado todo, significa que hay fugas de electricidad,
que se está perdiendo dinero y que existe un serio riesgo
en la seguridad del hogar.
Consejos de eficiencia energética
- Apagar las ampolletas y los artefactos (como una TV o
radio) cuando no los esté usando.
- Limpiar las instalaciones fijas de iluminación
regularmente.
- Disminuir la iluminación en pasillos (de casas o
edificios) en hora de poco tránsito.
- Usar ampolletas de baja potencia cuando sea posible y
en el caso instalaciones fijas que se mantengan prendidas
por más de dos horas, preferir las ampolletas
fluorescentes compactas.
Impactos ambientales potenciales
Los potenciales impactos ambientales de los proyectos hidroeléctricos
son siempre significativos. Sin embargo existen muchos factores que
influyen en la necesidad de aplicar medidas de prevención.
Principalmente: La construcción y operación de la represa y el embalse
constituyen la fuente principal de impactos del proyecto hidroeléctrico.[2]
Los proyectos de las represas de gran alcance pueden causar cambios
ambientales irreversibles, en una área geográfica muy extensa; por eso,
tienen el potencial de causar impactos importantes. Ha aumentado la
crítica de estos proyectos durante la última década. Los críticos más
severos sostienen que los costos sociales, ambientales y económicos de
estas represas pesan más que sus beneficios y que, por lo tanto, no se
justifica la construcción de las represas grandes. Otros mencionan que, en
algunos casos, los costos ambientales y sociales puede ser evitados o
reducidos a un nivel aceptable, si se evalúan, cuidadosamente, los
problemas potenciales y se implantan medidas correctivas que son
costosas.
El área de influencia de una represa se extiende desde
los límites superiores del embalse hasta los esteros y las
zonas costeras y costa afuera, e incluyen el embalse, la
represa y la cuenca del río, aguas abajo de la represa.
Hay impactos ambientales directos asociados con la
construcción de la represa (p.ej., el polvo, la erosión,
problemas con el material prestado y de los desechos),
pero los impactos más importantes son el resultado del
embalse del agua, la inundación de la tierra para
formar el embalse, y la alteración del caudal de agua,
aguas abajo. Estos efectos ejercen impactos directos en
los suelos, la vegetación, la fauna y las tierras silvestres,
la pesca, el clima y la población humana del área.
Los efectos indirectos de la represa incluyen los que se
asocian con la construcción, el mantenimiento y el
funcionamiento de la represa (p.ej., los caminos de
acceso, los campamentos de construcción, las líneas de
transmisión de energía) y el desarrollo de las
actividades agrícolas, industriales o municipales que
posibilita la represa.
Además de los efectos directos e indirectos de la
construcción de la represa sobre el medio ambiente, se
deberán considerar los efectos del medio ambiente
sobre la represa. Los principales factores ambientales
que afectan el funcionamiento y la vida de la represa
son aquellos que se relacionan con el uso de la tierra, el
agua y los otros recursos en las áreas de captación
aguas arriba del reservorio (p.ej., la agricultura, la
colonización, el desbroce del bosque) que pueden
causar una mayor acumulación de limos, y cambios en
la cantidad y calidad del agua del reservorio y del río.
Se tratan estos aspectos en los estudios de ingeniería.
El beneficio obvio del proyecto hidroeléctrico es la
energía eléctrica, la misma que puede apoyar el
desarrollo económico y mejorar la calidad de la vida en
el área servida. Los proyectos hidroeléctricos requieren
mucha mano de obra y ofrecen oportunidades de
empleo. Los caminos y otras infraestructuras pueden
dar a los pobladores mayor acceso a los mercados para
sus productos, escuelas para sus hijos, cuidado de
salud y otros servicios sociales. Además, la generación
de la energía hidroeléctrica proporciona una alternativa
para la quema de los combustibles fósiles, o la energía
nuclear, que permite satisfacer la demanda de energía
sin producir agua caliente, emisiones atmosféricas,
ceniza, desechos radioactivos ni emisiones de CO2.