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La energía hidroeléctrica

Existe un vínculo entre el molino del siglo XVIII de Cromford, Inglaterra, y la presa de las Tres Gargantas en China. Aunque aparentemente no tengan nada en común, son dos expresiones de la misma capacidad desarrollada por el ser humano para extraer energía del oro azul, el agua.

¿Qué es la energía hidroeléctrica?

Toda la fuerza del agua

El agua es una de las fuentes de energía más antiguas utilizadas por el ser humano, fundamental para la vida, la producción de alimentos y la higiene. Y también es el origen de uno de los tipos de energía renovable más extendidos, la energía hidroeléctrica. Según el informe de 2019 de la Agencia Internacional de las Energías Renovables (IRENA), la capacidad total de las centrales hidroeléctricas en todo el mundo es de 1.172 GW, lo que representa alrededor del 50 % del total de las fuentes de energía renovable.

Si bien es la más antigua de todas las energías renovables, con el curso de los años la innovación continua ha conseguido que las centrales hidroeléctricas sean cada vez más eficientes. Gracias a la tecnología actual, alrededor del 90 % de la energía del agua se puede convertir en electricidad, un porcentaje casi tres veces mayor que con las fuentes convencionales.

El bajo impacto medioambiental y la alta eficiencia son dos de los factores que contribuyen a un excelente rendimiento final cuyo resultado es que, de las centrales renovables más grandes del mundo, las cinco primeras por energía producida reciban el impulso de la fuerza del agua. 

La historia de la energía hidroeléctrica

Agua y energía, una historia conjunta de más de dos mil años

Las primeras norias de agua

Ya un siglo antes de nuestra era, en la ciudad egipcia de Alejandría, los engranajes de las norias de agua accionadas por los ríos mueven las piedras de molino. La noria es un amplificador de energía, una tecnología simple pero de gran potencia que permite aprovechar la fuerza del agua en movimiento y obtener energía de ella.

Una energía con múltiples usos

En el siglo IX, la fuerza motriz del agua ayuda al hombre a desempeñar trabajos de lo más variado: curtir pieles, preparar malta para la cerveza, moler aceitunas, azúcar o pigmentos para teñir.

La época de los molinos de agua

En la Edad Media se usan dos tipos de molinos. Uno se activa mediante una noria de agua colocada horizontalmente, y se llamada «rodezno», y el otro, conocido como «vitruvio», está impulsado por una rueda de agua colocada verticalmente.

El agua se une a la industria

El Cromford Mill, en Inglaterra, es la primera máquina de hilar industrial que utiliza la fuerza del agua y contribuye de manera decisiva a la expansión de la producción y el comercio en el imperio británico. 

La turbina Francis

Se pasa de la noria a la turbina hidráulica, capaz de transformar la energía cinética del agua en movimiento en energía mecánica, que a su vez se puede convertir en energía eléctrica. El inventor es James B. Francis, un ingeniero inglés. La turbina, bautizada en su honor, fue la más utilizada en las centrales hidroeléctricas. 

La invención de la dinamo

Antonio Pacinotti inventa la dinamo, una máquina que transforma la energía mecánica en energía eléctrica de corriente continua. Sin embargo, no consigue patentar su invento y, en 1869, Zénobe Gramme registra una máquina en la que el anillo de Pacinotti es el componente fundamental. 

La revolución de Edison

En la Exposición Internacional de Electricidad de París, Thomas Edison presenta el Sistema Edison, un sistema para la producción centralizada de energía eléctrica de corriente continua para la iluminación. 

La primera central hidroeléctrica

Nace la primera central hidroeléctrica en Appleton, Wisconsin (EE. UU.). 

La Scala aprovecha la energía del agua

Giuseppe Colombo, ingeniero y promotor del progreso industrial, logra inaugurar en Milán la primera central eléctrica de la Europa continental con Sistema Edison”. La prueba de iluminación también llega hasta el Teatro de La Scala, hasta entonces iluminado a gas, con los problemas que eso suponía para las salas cerradas. 

La corriente alterna

Galileo Ferraris presenta el primer ejemplar de motor y generador de corriente alterna para uso industrial. La corriente alterna es más fiable y reduce las pérdidas de energía en las largas distancias.

El agua ilumina Roma

Entra en funcionamiento la central hidroeléctrica de Acquoria en Tívoli, Italia. Tiene el mérito de transportar la energía producida en la primera línea de corriente alterna del mundo. Y de iluminar la ciudad eterna, Roma. 

Una nueva idea, la turbina Kaplan

El profesor austriaco Viktor Kaplan inventa la turbina que lleva su nombre. La turbina es capaz de aprovechar al máximo los pequeños desniveles, hasta un máximo de unas pocas decenas de metros, gestionando a la vez grandes caudales de agua.

Récord en EE. UU.

En Estados Unidos, la gigantesca presa Hoover, que se encuentra en las aguas del río Colorado, es la central hidroeléctrica más grande del mundo, capaz de generar 1345 MW de energía, que más tarde llegaron hasta los 2080 MW. Unos años después, la presa de Grand Coulee, en el río Columbia, supera la capacidad de la central anterior. 

Italia, en la cúspide de Europa

Se construye la central hidroeléctrica de Belluno, que una vez terminada se convierte en la más grande de Europa. 

El agua mete el turbo

La energía hidroeléctrica representa alrededor del 65 % de la producción total de energía.

El gigante chino

En el río Yangtsé, en China, se termina la gigantesca presa de las Tres Gargantas. Con una capacidad de 22,5 GW y 98,8 TWh generados al año, es la central eléctrica más potente del mundo.

La reina de las energías renovables

La energía hidroeléctrica representa en la actualidad alrededor del 90 % de la producción mundial de fuentes renovables y supone el 17 % de la capacidad total instalada a nivel mundial.

Cómo funciona la energía hidroeléctrica

El agua y la gravedad, la mezcla perfecta

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La energía hidroeléctrica tiene dos aliados simples a la par que fundamentales: el agua y la gravedad. Todos los tipos de centrales hidroeléctricas utilizan la fuerza de la gravedad para proporcionar aceleración al agua y liberar toda la energía potencial que almacena.

Para poder utilizar el agua en la producción de electricidad, es necesario contener su fuerza potencial en un embalse, que normalmente se crea mediante una presa aguas arriba.

Un conjunto de grandes tuberías es el encargado de permitir que el agua fluya aguas abajo, donde se encuentran las turbinas de la central eléctrica. Gracias al desnivel creado por el recorrido de las tuberías, el agua aumenta progresivamente su energía y, una vez en la central, activa las turbinas que, conectadas mecánicamente a un alternador, producen energía eléctrica. La electricidad pasa entonces a través de un transformador, que reduce la intensidad de la corriente y aumenta el voltaje para facilitar el vertido a la red. 

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Ventajas de la energía hidroeléctrica

Energía eficiente y duradera

Flexibilidad y eficiencia

La potencia de las centrales se puede adaptar rápidamente a los nuevos requisitos. Además, la energía producida tiene un coste por kilovatio hora muy competitivo.

Larga duración

Una central hidroeléctrica tiene una vida operativa potencial de un siglo, tiempo suficiente para producir una gran cantidad de energía sostenible.

Menos CO2

Las centrales hidroeléctricas no producen dióxido de carbono, lo que representa un beneficio para el medio ambiente y la salud humana. 

¿Sabías que...?

Las cataratas de los 24 millones de bombillas

Seguro que el nombre te suena: son las cataratas del Niágara. Las cataratas del Niágara, situadas en la frontera entre Canadá y Estados Unidos, son una de las maravillas naturales más apreciadas y visitadas del mundo. No son de las más altas del planeta, pero su espectacularidad reside en la amplitud de la pared de agua y en el imponente caudal, unos 168.000 metros cúbicos por minuto en caudal máximo. Es, sin duda, un recurso natural con un extraordinario potencial energético.

Las obras para la construcción de una central hidroeléctrica comenzaron a finales del s. XIX, respetando minuciosamente la belleza e importancia del lugar. En la actualidad albergan dos centrales principales, la Robert Moses Niagara Power Plant y la Lewiston Pump-Generating Plant. La central hidroeléctrica en su conjunto genera 2,4 millones de kilovatios de energía, suficientes para encender 24 millones de bombillas de 100 vatios a la vez. 

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