Energía hidroeléctrica: definición, funcionamiento y ventajas
Descubre qué es la energía hidroeléctrica, cómo funciona y sus ventajas: renovable, baja contaminación y uso global explicado de forma clara y práctica.
La hidroelectricidad es la electricidad producida por generadores que giran gracias al movimiento del agua. Se suele hacer con presas que bloquean parcialmente un río para hacer un embalse de agua. El agua se libera y la presión de la presa (energía potencial almacenada en la presa) obliga al agua a bajar por unas tuberías que conducen a una turbina. Esto hace que la turbina gire, lo que hace girar un generador que produce electricidad.
Funcionamiento básico
El funcionamiento puede resumirse en cuatro pasos sencillos: almacenamiento/derivación del agua, conducción del agua hacia la turbina, conversión de la energía mecánica en eléctrica mediante el generador y evacuación del agua hacia el río aguas abajo. La cantidad de energía que puede producir una central depende del caudal (litros por segundo) y de la altura de caída (cabeza hidráulica).
Tipos principales de centrales hidroeléctricas
- De almacenamiento (con presa o embalse): permiten acumular grandes volúmenes de agua para regular la producción a lo largo del tiempo.
- De pasada (run-of-river): aprovechan el caudal natural del río y tienen embalses pequeños o ninguno; producen según el caudal disponible.
- Bombeo (almacenamiento por bombeo): usan dos embalses a diferentes alturas; en horas valle bombean agua al embalse superior y en horas punta la dejan caer para generar energía, actuando como una batería a gran escala.
Componentes principales
- Toma de agua y compuertas: controlan el ingreso de agua al sistema.
- Tuberías forzadas (penstocks): conducen el agua a alta presión hacia la turbina.
- Turbina: convierte la energía del agua en rotación mecánica.
- Generador: transforma la rotación en energía eléctrica.
- Sala de máquinas y sistemas de control: regulan la producción y protegen los equipos.
- Canal o aliviadero de salida (a la cola): devuelve el agua al cauce natural.
Ventajas
- Renovable y baja emisión directa: la energía proviene del ciclo hidrológico y no quema combustibles fósiles, por lo que emite poco CO2 durante la operación.
- Alta eficiencia: muchas centrales hidroeléctricas convierten la energía del agua en electricidad con eficiencias elevadas (70–90%).
- Flexibilidad y respuesta rápida: las centrales pueden aumentar o disminuir la producción con rapidez, siendo útiles para estabilizar la red eléctrica.
- Almacenamiento energético: las plantas de bombeo actúan como grandes baterías para equilibrar oferta y demanda.
- Vida útil larga y costes operativos bajos: tras la inversión inicial, los costes de operación y mantenimiento suelen ser reducidos.
Inconvenientes e impactos
- Impacto ambiental: grandes embalses alteran ecosistemas acuáticos y terrestres, modifican sedimentos y afectan la calidad del agua.
- Impacto social: desplazamiento de poblaciones, pérdida de tierras agrícolas y cambios en modos de vida locales.
- Riesgos geológicos y de seguridad: la construcción de grandes presas requiere estudios geotécnicos y puede aumentar riesgo de fallos si no se gestionan adecuadamente.
- Dependencia del clima: sequías prolongadas reducen el caudal y la capacidad de generación.
Producción y datos relevantes
Este método de energía renovable produce aproximadamente una sexta parte de la electricidad mundial (la proporción varía por región). Produce menos contaminación que el fuego de las máquinas de vapor y que centrales que queman combustibles fósiles. Algunos lugares, como Noruega y Quebec, obtienen la mayor parte de su electricidad de este modo gracias a su orografía y abundancia de agua.
Rol en el sistema eléctrico y perspectivas
La hidroeléctrica juega un papel clave en la integración de otras renovables variables (eólica y solar) porque aporta capacidad de regulación y almacenamiento. En muchos países forma parte de una mezcla energética diversificada junto con solar, eólica, nuclear y térmica.
El futuro de la hidroeléctrica incluye la modernización de centrales existentes, la incorporación de turbinas más eficientes, la minimización de impactos ambientales y el desarrollo de proyectos de menor tamaño y menor afectación (centrales “mini” y “micro”), además del uso creciente del bombeo para almacenamiento energético.
Conclusión
La energía hidroeléctrica es una fuente madura, eficiente y flexible que aporta grandes beneficios en términos de generación estable y baja emisión directa. Sin embargo, sus impactos ambientales y sociales requieren planificación, mitigación y participación comunitaria para que los proyectos sean sostenibles a largo plazo. Por eso, la mayoría de los países combinan la hidroeléctrica con otras tecnologías para lograr una matriz eléctrica segura, limpia y resiliente.
Una central hidroeléctrica en Alemania
La energía de la caída del agua ha sido utilizada por el ser humano desde hace miles de años.
Centrales hidroeléctricas
| Rango | Estación | País | Ubicación | Capacidad (MW) |
| 1 | 30°49′15″N 111°00′08″E / 111.00222°E | 22,500 | ||
| 2 | Itaipú | 25°24′31″S 54°35′21″W / 2540861°S 54.58917°W | 14,000 | |
| 3 | Xiluodu (en construcción) | 28°15′52″N 103°38′47″E / 103.64639°E | 10,780 | |
| 4 | Guri | 07°45′59″N 62°59′57″W / 62.99917°W | 10,235 | |
| 5 | 03°49′53″S 49°38′36″W / 49.64333°W | 8,370 | ||
| 6 |
| 47°57′23″N 118°58′56″W / 47639°N 118.98222°W | 6,809 |
Ventajas de la hidroelectricidad
La forma en que se produce la electricidad no daña el medio ambiente tanto como lo hacen los combustibles fósiles como el petróleo o el carbón. La hidroelectricidad es muy potente y segura, y no produce residuos.
Una ventaja importante de las presas hidroeléctricas es su capacidad para ser utilizadas como centrales eléctricas de pico. Cuando la demanda de electricidad disminuye, la presa simplemente almacena más agua. El agua que se ha almacenado en un embalse puede liberarse (soltarse) cuando se necesita, por lo que la energía puede obtenerse rápidamente. Algunos generadores de hidroelectricidad utilizan el almacenamiento por bombeo para almacenar el exceso de energía (a menudo durante la noche), utilizando la electricidad para bombear el agua hacia una cuenca. La electricidad puede generarse cuando aumenta la demanda. Esta flexibilidad también hace que la hidroelectricidad sea un buen complemento para las fuentes de energía intermitentes menos controlables. Cuando el viento no sopla o el sol no brilla, se puede crear hidroelectricidad.
La utilización del agua almacenada en las presas de los ríos se complica a veces por las necesidades de riego que pueden producirse de forma desfasada con los picos de demanda eléctrica.
Otra ventaja es que la hidroelectricidad no puede agotarse mientras haya un buen suministro de agua. Una vez construida la presa, la electricidad cuesta muy poco, no se producen residuos ni contaminación y se puede generar electricidad siempre que se necesite.
Unas pocas turbinas hidráulicas no tienen presa sino que utilizan la corriente del "correr del río". Producen menos electricidad y no pueden almacenar energía para su uso posterior.
Desventajas de la hidroelectricidad
La construcción de grandes presas para retener el agua puede dañar el medio ambiente. En 1983, el gobierno australiano impidió que el gobierno del estado de Tasmania construyera una presa en el río Gordon, en Tasmania, tras una enorme protesta pública. La presa habría inundado el río Franklin. La presa de las Tres Gargantas, en China, es el mayor proyecto hidroeléctrico del mundo y la mayor central eléctrica de cualquier tipo. La presa ha inundado una zona enorme, lo que ha obligado a desplazar a 1,2 millones de personas. Los científicos están preocupados por muchos problemas de la presa, como la contaminación, el cieno y el peligro de que se rompa el muro de la presa.
Preguntas y respuestas
P: ¿Qué es la hidroelectricidad?
R: La hidroelectricidad es la electricidad producida por generadores que giran gracias al movimiento del agua.
P: ¿Cómo se suele fabricar?
R: Se suele fabricar con presas que bloquean parcialmente un río para hacer un embalse de agua. El agua se libera y la presión de la presa obliga al agua a bajar por unas tuberías que conducen a una turbina que hace girar un generador y produce electricidad.
P: ¿Qué porcentaje de la electricidad mundial produce?
R: Este método de energía renovable produce aproximadamente una sexta parte de la electricidad mundial.
P: ¿Produce menos contaminación que otros métodos?
R: Sí, produce menos contaminación que las máquinas de vapor.
P: ¿Hay algunos lugares en los que la mayor parte de su electricidad procede de fuentes hidroeléctricas?
R: Sí, algunos lugares como Noruega y Quebec obtienen la mayor parte de su electricidad de esta manera.
P: ¿Tienen todos los países varias formas de generar electricidad?
R: Sí, como todos los métodos tienen ventajas y desventajas, la mayoría de los países tienen varias formas de generar electricidad.
P: ¿Se suele preferir la energía hidroeléctrica en muchos países hoy en día?
R: Sí, para la mayoría de los países hoy en día, la energía hidroeléctrica es el método preferido o uno de los preferidos.
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