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Energía hidráulica

Energía hidráulica, energía hídrica o hidroenergía es aquella que se obtiene del aprovechamiento de las energías cinéticas y potenciales de la corriente del agua, saltos de agua o mareas. Se puede transformar a diferentes escalas. Existen, desde hace siglos, pequeñas explotaciones en las que la corriente de un río, con una pequeña represa, mueve una rueda de palas y genera un movimiento aplicado generalmente a molinos o batanes.

Rotor de palas en un pequeño curso de agua.

Generalmente se consideraba como un tipo de energía renovable puesto que no emite productos contaminantes. Otros consideran que produce un gran impacto ambiental debido a la construcción de las presas, que inundan grandes superficies de terreno y modifican el caudal del río y la calidad del agua.[1][2]

Transformación de la energía hidráulica

La principal aplicación de la energía hidráulica en la actualidad es la obtención de electricidad. Las centrales hidroeléctricas generalmente se ubican en regiones donde existe una combinación adecuada de lluvias y desniveles geológicos favorables a la construcción de represas. La energía hidráulica se obtiene a partir de la energía potencial y cinética de las masas de agua que transportan los ríos, provenientes de la lluvia y del deshielo. En su caída entre dos niveles del cauce, se hace pasar el agua por una turbina hidráulica, la cual transmite la energía a un alternador que la convierte en energía eléctrica.

Otro sistema que se emplea es conducir el agua de un arroyo con gran desnivel, por una tubería cerrada, en cuya base hay una turbina. El agua se recoge en una presa pequeña y la diferencia de altura proporciona la energía potencial necesaria.

Otro más consiste en hacer en el río una presa pequeña y desviar parte del caudal por un canal con menor pendiente que el río, de modo que unos kilómetros más adelante habrá ganado una cierta diferencia de nivel con el cauce y se hace caer el agua a él por una tubería, con una turbina especial.

Ventajas y desventajas

Ventajas

  • Alto rendimiento energético.
  • Debido al ciclo del agua es casi inagotable.
  • Es una energía limpia puesto que no produce emisiones tóxicas durante su funcionamiento.

Además, los embalses que se construyen para generar energía hidráulica:

  • Permiten el almacenamiento de agua para la realización de actividades recreativas y el abastecimiento de sistemas de riego. Y lo más importante, permiten laminar las crecidas en épocas de lluvias torrenciales, regulando el caudal del río aguas abajo.

Ventajas económicas

La gran ventaja de la energía hidráulica o hidroeléctrica es la eliminación de combustibles. El coste de operar una planta hidráulica es casi inmune a la volatilidad de los precios de los combustibles fósiles como petróleo, el carbón o el gas natural. Además, no hay necesidad de importar combustibles de otros países.

Las plantas hidráulicas también tienden a tener vidas económicas más largas que las plantas eléctricas que utilizan combustibles. Hay plantas hidráulicas que siguen operando después de 50 a 99 años. Los costos de operación son bajos porque las plantas están automatizadas y necesitan pocas personas para su operación normal.

Como las plantas hidráulicas no queman combustibles, no producen directamente dióxido de carbono. Se produce muy poco dióxido de carbono durante el período de construcción de las plantas, pero es poco, especialmente en comparación a las emisiones de una planta equivalente que quema combustibles.

 
Presa de las Tres Gargantas (en el curso del río Yangtsé en China), la planta hidroeléctrica más grande del mundo. Genera una potencia de 22.5 GW, pero afectó a más de 1 900 000 personas e inundado 630 km².

Desventajas

  • La construcción de grandes embalses puede inundar importantes extensiones de terreno, obviamente en función de la topografía del terreno aguas arriba de la presa, lo que podría significar pérdida de tierras fértiles y daño al ecosistema, dependiendo del lugar donde se construyan.
  • Destrucción de la naturaleza. Presas y embalses pueden ser destructivas a los ecosistemas acuáticos. Por ejemplo, estudios han mostrado que las presas en las costas de Norteamérica han reducido las poblaciones de trucha septentrional común que necesitan migrar a ciertos lugares para reproducirse. Hay estudios buscando soluciones a este tipo de problema. Un ejemplo es la invención de un tipo de escalera para los peces.
  • Cuando las compuertas se abren y cierran repetidas veces, el caudal del río se puede modificar drásticamente causando una alteración en los ecosistemas.[nota 1]
  • Se pueden ver afectadas por casos de fenómenos climáticos.

Medidas de mitigación

A lo largo de la segunda mitad del siglo XX se ha visto crecer en forma importante la conciencia ambiental, de la gente, de los gobiernos y de las instituciones internacionales de crédito, que son en última instancia quienes financian los grandes proyectos hidroeléctricos.

Actualmente las medidas de mitigación ambiental forman parte integrante de todos los proyectos financiados por instituciones de crédito multilaterales, y los costos de las medidas de mitigación tienen que incluirse en el costo del proyecto.

Capacidad hidroeléctrica mundial

 
Cuota mundial de energías renovables (2008)
 
Tendencias en los cinco principales países productores de hidroelectricidad

La clasificación de la capacidad hidroeléctrica es por la producción de energía anual real o por la potencia nominal de la capacidad instalada. En 2015, la energía hidroeléctrica generó el 16.6% de la electricidad total del mundo y el 70% de toda la electricidad renovable.[3]​ La energía hidroeléctrica se produce en 150 países y la región de Asia y el Pacífico generó el 32% de la hidroelectricidad global en 2010. China es el mayor productor de energía hidroeléctrica, con 721 teravatios-hora de producción en 2010, lo que representa alrededor del 17% del uso doméstico de electricidad. Brasil, Canadá, Nueva Zelanda, Noruega, Paraguay, Austria, Suiza y Venezuela tienen una mayoría de la producción interna de energía eléctrica a partir de energía hidroeléctrica. Paraguay produce el 100% de su electricidad de las represas hidroeléctricas y exporta el 90% de su producción a Brasil y Argentina. Noruega produce el 98-99% de su electricidad a partir de fuentes hidroeléctricas.[4]

Una estación hidroeléctrica rara vez opera a su potencia máxima durante un año completo; la relación entre la potencia promedio anual y la capacidad de capacidad instalada es el factor de capacidad. La capacidad instalada es la suma de todas las clasificaciones de potencia de la placa de identificación del generador.[5]

Los diez países mayores productores hidroeléctricos en 2020.[4][6][7]
País Producción hidroeléctrica
anual (TWh)
Capacidad instalada (GW) Factor de capacidad % de la
producción mundial
%en
generación de
electricidad doméstica
China  China 1232 352 0.37 28.5% 17.2%
Brasil  Brasil 389 105 0.56 9.0% 64.7%
Canadá  Canadá 386 81 0.59 8.9% 59.0%
  Estados Unidos 317 103 0.42 7.3% 7.1%
Rusia  Rusia 193 91 0.42 4.5% 17.3%
  India 151 49 0.43 3.5% 9.6%
Noruega  Noruega 140 33 0.49 3.2% 95.0%
Japón  Japón 88 50 0.37 2.0% 8.4%
Vietnam  Vietnam 84 18 0.67 1.9% 34.9%
  Francia 71 26 0.46 1.6% 12.1%
Capacidad instalada de energía hidroeléctrica (MW) [8]
# País 2020
1   China 370 160
2   Brasil 109 318
3   Estados Unidos 103 058
4   Canada 81 058
5   Rusia 51 811
6   India 50 680
7   Japón 50 016
8   Noruega 33 003
9   Turquía 30 984
10   Francia 25 897
11   Italia 22 448
12   España 20 114
13   Vietnam 18 165
14   Venezuela 16 521
15   Suecia 16 479
16   Suiza 15 571
17   Austria 15 147
18   Irán 13 233
19   México 12 671
20   Colombia 12 611
21   Argentina 11 348
22   Alemania 10 720
23   Pakistán 10 002
24   Paraguay 8 810
25   Australia 8 528
26   Laos 7 376
27   Portugal 7 262
28   Chile 6 934
29   Rumania 6 684
30   Corea del Sur 6 506
31   Ucrania 6 329
32   Malasia 6 275
33   Indonesia 6 210
34   Perú 5 735
35   Nueva Zelanda 5 389
36   Tayikistán 5 273
37   Ecuador 5 098

Véase también

Notas

  1. La apertura y el cierre brusco de las compuertas de una represa, a través de alguno de sus órganos de descarga operables (vertedero con compuertas, descarga de fondo), o el arranque rápido de las turbinas puede causar variaciones bruscas en el caudal aguas abajo de la misma. Pero no siempre. En las llamadas ursinas hidroeléctricas a filo de agua, esto no se produce, en vista de que, aunque todos los órganos de descarga operables estén cerrados y no operen las turbinas, siempre estará pasando por la represa, a través de los órganos de descarga fijos, prácticamente el mismo caudal de agua que llega a la represa.

Referencias

  1. «Energía hidráulica». Ministerio de Educación, Cultura y Deporte. Consultado el 19 de febrero de 2016. 
  2. «Energía Hidroeléctrica». Consultado el 19 de febrero de 2016. 
  3. «RENEWABLES 2016 GLOBAL STATUS REPORT». 
  4. «Binge and purge». The Economist. 22 de enero de 2009. Consultado el 30 de enero de 2009. «98-99% of Norway’s electricity comes from hydroelectric plants.» 
  5. Consumption BP.com
  6. «2015 Key World Energy Statistics» (PDF). report. International Energy Agency (IEA). Consultado el 1 de junio de 2016. 
  7. . Chinese Government. Archivado desde el original el 21 de agosto de 2010. Consultado el 18 de julio de 2010. 
  8. «RENEWABLE CAPACITY STATISTICS 2021 page 17». Consultado el 24 de mayo de 2021. 

Bibliografía

  • Manuale dell'Ingegnere. Edición 81. Editado por Ulrico Hoepli. Milano. 1987. ISBN 88-203-1430-4.
  • Handbook of Applied Hydraulics. Library of Congress: Catalog Card Number 67-25809.
  • Engenharia de Recursos Hídricos. Ray K. Linsley & Joseph B. Franzini. Editora da Universidade de San Paulo e Editora McGraw-Hill do Brasil, Ltda. 1978.
  • Handbook of Applied Hydrology. A Compendium of Water-resources Tecnology. Ven Te Chow, Ph.D., Editor in Chief. Editora McGraw-Hill Book Company. 1964. ISBN 0-70107742.
  • Hidráulica de los Canales Abiertos. Ven Te Chow. Editorial Diana. México. 1983. ISBN 968-13-1327-5.
  •   Datos: Q170196
  •   Multimedia: Hydropower

energía, hidráulica, energía, hídrica, hidroenergía, aquella, obtiene, aprovechamiento, energías, cinéticas, potenciales, corriente, agua, saltos, agua, mareas, puede, transformar, diferentes, escalas, existen, desde, hace, siglos, pequeñas, explotaciones, cor. Energia hidraulica energia hidrica o hidroenergia es aquella que se obtiene del aprovechamiento de las energias cineticas y potenciales de la corriente del agua saltos de agua o mareas Se puede transformar a diferentes escalas Existen desde hace siglos pequenas explotaciones en las que la corriente de un rio con una pequena represa mueve una rueda de palas y genera un movimiento aplicado generalmente a molinos o batanes Energias renovablesBiocarburanteBiomasaEnergia geotermicaEnergia hidraulicaEnergia solarEnergia mareomotrizEnergia eolicaRotor de palas en un pequeno curso de agua Generalmente se consideraba como un tipo de energia renovable puesto que no emite productos contaminantes Otros consideran que produce un gran impacto ambiental debido a la construccion de las presas que inundan grandes superficies de terreno y modifican el caudal del rio y la calidad del agua 1 2 Indice 1 Transformacion de la energia hidraulica 2 Ventajas y desventajas 2 1 Ventajas 2 1 1 Ventajas economicas 2 2 Desventajas 2 3 Medidas de mitigacion 3 Capacidad hidroelectrica mundial 4 Vease tambien 5 Notas 6 Referencias 7 BibliografiaTransformacion de la energia hidraulica EditarArticulo principal Central hidroelectrica La principal aplicacion de la energia hidraulica en la actualidad es la obtencion de electricidad Las centrales hidroelectricas generalmente se ubican en regiones donde existe una combinacion adecuada de lluvias y desniveles geologicos favorables a la construccion de represas La energia hidraulica se obtiene a partir de la energia potencial y cinetica de las masas de agua que transportan los rios provenientes de la lluvia y del deshielo En su caida entre dos niveles del cauce se hace pasar el agua por una turbina hidraulica la cual transmite la energia a un alternador que la convierte en energia electrica Otro sistema que se emplea es conducir el agua de un arroyo con gran desnivel por una tuberia cerrada en cuya base hay una turbina El agua se recoge en una presa pequena y la diferencia de altura proporciona la energia potencial necesaria Otro mas consiste en hacer en el rio una presa pequena y desviar parte del caudal por un canal con menor pendiente que el rio de modo que unos kilometros mas adelante habra ganado una cierta diferencia de nivel con el cauce y se hace caer el agua a el por una tuberia con una turbina especial Ventajas y desventajas EditarVentajas Editar Alto rendimiento energetico Debido al ciclo del agua es casi inagotable Es una energia limpia puesto que no produce emisiones toxicas durante su funcionamiento Ademas los embalses que se construyen para generar energia hidraulica Permiten el almacenamiento de agua para la realizacion de actividades recreativas y el abastecimiento de sistemas de riego Y lo mas importante permiten laminar las crecidas en epocas de lluvias torrenciales regulando el caudal del rio aguas abajo Ventajas economicas Editar La gran ventaja de la energia hidraulica o hidroelectrica es la eliminacion de combustibles El coste de operar una planta hidraulica es casi inmune a la volatilidad de los precios de los combustibles fosiles como petroleo el carbon o el gas natural Ademas no hay necesidad de importar combustibles de otros paises Las plantas hidraulicas tambien tienden a tener vidas economicas mas largas que las plantas electricas que utilizan combustibles Hay plantas hidraulicas que siguen operando despues de 50 a 99 anos Los costos de operacion son bajos porque las plantas estan automatizadas y necesitan pocas personas para su operacion normal Como las plantas hidraulicas no queman combustibles no producen directamente dioxido de carbono Se produce muy poco dioxido de carbono durante el periodo de construccion de las plantas pero es poco especialmente en comparacion a las emisiones de una planta equivalente que quema combustibles Presa de las Tres Gargantas en el curso del rio Yangtse en China la planta hidroelectrica mas grande del mundo Genera una potencia de 22 5 GW pero afecto a mas de 1 900 000 personas e inundado 630 km Desventajas Editar La construccion de grandes embalses puede inundar importantes extensiones de terreno obviamente en funcion de la topografia del terreno aguas arriba de la presa lo que podria significar perdida de tierras fertiles y dano al ecosistema dependiendo del lugar donde se construyan Destruccion de la naturaleza Presas y embalses pueden ser destructivas a los ecosistemas acuaticos Por ejemplo estudios han mostrado que las presas en las costas de Norteamerica han reducido las poblaciones de trucha septentrional comun que necesitan migrar a ciertos lugares para reproducirse Hay estudios buscando soluciones a este tipo de problema Un ejemplo es la invencion de un tipo de escalera para los peces Cuando las compuertas se abren y cierran repetidas veces el caudal del rio se puede modificar drasticamente causando una alteracion en los ecosistemas nota 1 Se pueden ver afectadas por casos de fenomenos climaticos Medidas de mitigacion Editar A lo largo de la segunda mitad del siglo XX se ha visto crecer en forma importante la conciencia ambiental de la gente de los gobiernos y de las instituciones internacionales de credito que son en ultima instancia quienes financian los grandes proyectos hidroelectricos Actualmente las medidas de mitigacion ambiental forman parte integrante de todos los proyectos financiados por instituciones de credito multilaterales y los costos de las medidas de mitigacion tienen que incluirse en el costo del proyecto Capacidad hidroelectrica mundial Editar Cuota mundial de energias renovables 2008 Tendencias en los cinco principales paises productores de hidroelectricidad Vease tambien Anexo Paises por produccion de electricidad a partir de fuentes renovables La clasificacion de la capacidad hidroelectrica es por la produccion de energia anual real o por la potencia nominal de la capacidad instalada En 2015 la energia hidroelectrica genero el 16 6 de la electricidad total del mundo y el 70 de toda la electricidad renovable 3 La energia hidroelectrica se produce en 150 paises y la region de Asia y el Pacifico genero el 32 de la hidroelectricidad global en 2010 China es el mayor productor de energia hidroelectrica con 721 teravatios hora de produccion en 2010 lo que representa alrededor del 17 del uso domestico de electricidad Brasil Canada Nueva Zelanda Noruega Paraguay Austria Suiza y Venezuela tienen una mayoria de la produccion interna de energia electrica a partir de energia hidroelectrica Paraguay produce el 100 de su electricidad de las represas hidroelectricas y exporta el 90 de su produccion a Brasil y Argentina Noruega produce el 98 99 de su electricidad a partir de fuentes hidroelectricas 4 Una estacion hidroelectrica rara vez opera a su potencia maxima durante un ano completo la relacion entre la potencia promedio anual y la capacidad de capacidad instalada es el factor de capacidad La capacidad instalada es la suma de todas las clasificaciones de potencia de la placa de identificacion del generador 5 Los diez paises mayores productores hidroelectricos en 2020 4 6 7 Pais Produccion hidroelectrica anual TWh Capacidad instalada GW Factor de capacidad de la produccion mundial en generacion de electricidad domesticaChina China 1232 352 0 37 28 5 17 2 Brasil Brasil 389 105 0 56 9 0 64 7 Canada Canada 386 81 0 59 8 9 59 0 Estados Unidos 317 103 0 42 7 3 7 1 Rusia Rusia 193 91 0 42 4 5 17 3 India 151 49 0 43 3 5 9 6 Noruega Noruega 140 33 0 49 3 2 95 0 Japon Japon 88 50 0 37 2 0 8 4 Vietnam Vietnam 84 18 0 67 1 9 34 9 Francia 71 26 0 46 1 6 12 1 Capacidad instalada de energia hidroelectrica MW 8 Pais 20201 China 370 1602 Brasil 109 3183 Estados Unidos 103 0584 Canada 81 0585 Rusia 51 8116 India 50 6807 Japon 50 0168 Noruega 33 0039 Turquia 30 98410 Francia 25 89711 Italia 22 44812 Espana 20 11413 Vietnam 18 16514 Venezuela 16 52115 Suecia 16 47916 Suiza 15 57117 Austria 15 14718 Iran 13 23319 Mexico 12 67120 Colombia 12 61121 Argentina 11 34822 Alemania 10 72023 Pakistan 10 00224 Paraguay 8 81025 Australia 8 52826 Laos 7 37627 Portugal 7 26228 Chile 6 93429 Rumania 6 68430 Corea del Sur 6 50631 Ucrania 6 32932 Malasia 6 27533 Indonesia 6 21034 Peru 5 73535 Nueva Zelanda 5 38936 Tayikistan 5 27337 Ecuador 5 098Vease tambien EditarAriete hidraulico Central hidroelectrica Central minihidraulica Central hidroelectrica reversible Embalse Energia renovable Golpe de ariete Molino Preocupaciones medioambientales con la generacion de energia electrica Turbina hidraulicaNotas Editar La apertura y el cierre brusco de las compuertas de una represa a traves de alguno de sus organos de descarga operables vertedero con compuertas descarga de fondo o el arranque rapido de las turbinas puede causar variaciones bruscas en el caudal aguas abajo de la misma Pero no siempre En las llamadas ursinas hidroelectricas a filo de agua esto no se produce en vista de que aunque todos los organos de descarga operables esten cerrados y no operen las turbinas siempre estara pasando por la represa a traves de los organos de descarga fijos practicamente el mismo caudal de agua que llega a la represa Referencias Editar Energia hidraulica Ministerio de Educacion Cultura y Deporte Consultado el 19 de febrero de 2016 Energia Hidroelectrica Consultado el 19 de febrero de 2016 RENEWABLES 2016 GLOBAL STATUS REPORT a b Binge and purge The Economist 22 de enero de 2009 Consultado el 30 de enero de 2009 98 99 of Norway s electricity comes from hydroelectric plants Consumption BP com 2015 Key World Energy Statistics PDF report International Energy Agency IEA Consultado el 1 de junio de 2016 Indicators 2009 National Electric Power Industry Chinese Government Archivado desde el original el 21 de agosto de 2010 Consultado el 18 de julio de 2010 RENEWABLE CAPACITY STATISTICS 2021 page 17 Consultado el 24 de mayo de 2021 Bibliografia EditarManuale dell Ingegnere Edicion 81 Editado por Ulrico Hoepli Milano 1987 ISBN 88 203 1430 4 Handbook of Applied Hydraulics Library of Congress Catalog Card Number 67 25809 Engenharia de Recursos Hidricos Ray K Linsley amp Joseph B Franzini Editora da Universidade de San Paulo e Editora McGraw Hill do Brasil Ltda 1978 Handbook of Applied Hydrology A Compendium of Water resources Tecnology Ven Te Chow Ph D Editor in Chief Editora McGraw Hill Book Company 1964 ISBN 0 70107742 Hidraulica de los Canales Abiertos Ven Te Chow Editorial Diana Mexico 1983 ISBN 968 13 1327 5 Datos Q170196 Multimedia Hydropower Obtenido de https es wikipedia org w index php title Energia hidraulica amp oldid 142267497, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

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