CENTRAL HIDROELCTRICA1.- DEFINICIONEn una central hidroelctrica
se utiliza energahidrulica para la generacin de energa elctrica.
Son el resultado actual de la evolucin de los antiguos molinos que
aprovechaban la corriente de los ros para mover una rueda.En
general, estas centrales aprovechan la energapotencial gravitatoria
que posee la masa de agua de un cauce natural en virtud de un
desnivel, tambin conocido como salto geodsico. El aguaen su cada
entre dos niveles del cauce se hace pasar por una turbina hidrulica
la cual transmite la energa a un generador donde se transforma en
energa elctrica.APROVECHAMIENTO DE LA ENERGA HIDRULICALos antiguos
aprovechaban ya la energadel agua; utilizaban ruedas hidrulicas
para moler trigo. Sin embargo, la posibilidad de emplear esclavos y
animales de carga retras su aplicacin generalizada hasta elsiglo
XII. Durante la edadenormes ruedas hidrulicas desarrollaban una
potenciamedia, lasde madera mxima decincuenta caballos. La energa
hidroelctricadebe su mayor desarrollo al ingeniero civil britnico
John Smeaton, que construy por primera vez grandes ruedas
hidrulicas dehierro colado. La hidroelectricidad tuvo mucha
importancia durante laRevolucinIndustrial. Impuls a las industrias
textiles y del cuero y los talleres de construccin demquinas a
principios del siglo XIX. Aunque las mquinas de vapor ya estaban
perfeccionadas, el carbn era escaso y la madera poco satisfactoria
como combustible. La energa hidrulica ayud al crecimiento de las
nuevas ciudades industriales que se crearon en Europa y Amrica
hasta la construccin de canales a mediados del siglo XIX, que
proporcionaron carbn a bajo precio. Las presas y los canales eran
necesarios para la instalacin de ruedas hidrulicas sucesivas cuando
el desnivel era mayor de cincoCorte transversal de una represa
hidroelctricametros. La construccin de grandes presas de contencin
todava no era posible; el bajocaudal de agua durante el verano y el
otoo, unido a las heladas en invierno, obligaron a sustituir las
ruedas hidrulicas por mquinas de vapor en cuanto se pudo disponer
de carbn.Las formas ms frecuentemente utilizadas para explotar la
energa hidrulica son: Interceptacin de la corriente del aguaEl
principio fundamental de esta forma de aprovechamiento hidrulico de
los ros se basaen el hecho de que la velocidad del flujo de estos
es bsicamente constante a lo largo de su cauce, el cual siempre es
descendente. Este hecho revela que la energa potencial no es
ntegramente convertida en cintica como sucede en el caso de una
masa en cada libre, la cual se acelera, sino que sta es invertida
en las llamadas prdidas, es decir, la energa potencial se "pierde"
en vencer las fuerzas de friccin con el suelo, en el transporte de
partculas, en formar remolinos, etc.. Entonces esta energa
potencial podra ser aprovechada si se pueden evitar las llamadas
prdidas y hacer pasar al agua a travs de una turbina. El conjunto
de obras que permiten el aprovechamiento de la energa anteriormente
mencionada reciben el nombre de central hidroelctrica o
Hidrulica.El balance de energa arriba descrito puede ser ilustrado
mejor a travs del principio deBernoulli. Desvo del cauce de
aguaEste mtodo consiste en la construccin de una represa o embalse
de agua que retengael cauce de agua causando un aumento del nivel
del ro en su parte anterior a la presa de agua, el cual podra
eventualmente convertirse en un embalse. El dique establece una
corriente de agua no uniforme y modifica la forma de la superficie
de agua libre del ro antes y despus de ste, que toman forma de las
llamadas curvas de remanso. El establecimiento de las curvas de
remanso determina un nuevo salto geodsico aprovechable de agua.2.-
CARACTERSTICAS DE UNA CENTRAL HIDROELCTRICALas dos caractersticas
principales de una central hidroelctrica, desde el punto de vistade
su capacidad de generacin de electricidad son: La potencia, que est
en funcin del desnivel existente entre el nivel medio delembalse y
el nivel medio de las aguas debajo de la central, y del caudal
mximo turbinable, adems de las caractersticas de las turbinas y de
los generadores usados en la transformacin. La energa garantizada
en un lapso de tiempo determinado, generalmente un ao,que est en
funcin del volumen til del embalse, y de la potencia instalada.La
potencia de una central puede variar desde unos pocos MW
(megavatios), como en elcaso de las minicentrales hidroelctricas,
hasta 14.000 MW como en Paraguay y Brasil donde se encuentra la
segunda mayor central hidroelctrica del mundo (la mayor es la Presa
de las Tres Gargantas, en China, con una potencia de 22.500 MW), la
Itaip que tiene 20 turbinas de 700 MW cada una.Las centrales
hidroelctricas y las centrales trmicas (que usan combustibles
fsiles)producen la energa elctrica de una manera muy similar. En
ambos casos la fuente de energa es usada para impulsar una turbina
que hace girar un generador elctrico, que es el que produce la
electricidad. Una Central trmica usa calor para, a partir de agua,
producir el vapor que acciona las paletas de la turbina, en
contraste con la planta hidroelctrica, la cual usa la fuerza del
agua directamente para accionar la turbina.Un ejemplo de estas es
el Proyecto Hidroelctrico Palomino, ubicado en lasinmediaciones de
los municipios de Padre Las Casas, Provincia Azua y Bohechio,
Provincia San Juan, Repblica Dominicana, el proyecto hidroelctrico
Palomino le ahorrar al Pas alrededor de 400 mil barriles de petrleo
al ao que, a la tasa actual, representa 60 millones de dlares por
ahorro de la factura petrolera.3.- POTENCIA DE UNA CENTRAL
HIDROELCTRICALa potencia de una central hidroelctrica se mide
generalmente en Megavatios (MW) y secalcula mediante la frmula
siguiente:Donde:Pe = potencia en vatios (W) = densidad del fluido
en kg/mt = rendimiento de la turbina hidrulica (entre 0,75 y 0,94)g
= rendimiento del generador elctrico (entre 0,92 y 0,97)m =
rendimiento mecnico del acoplamiento turbina alternador
(0,95/0.99)Q = caudal turbinable en m3/sH = desnivel disponible en
la presa entre aguas arriba y aguas abajo, en metros (m)En una
central hidroelctrica se define: Potencia media: potencia calculada
mediante la frmula de arriba considerando elcaudal medio disponible
y el desnivel medio disponible. Potencia instalada: potencia
nominal de los grupos generadores instalados en lacentral.4.- TIPOS
DE CENTRALES HIDROELCTRICASSegn su concepcin arquitectnica
Centrales al aire libre, al pie de la presa,orelativamente alejadas
deesta.Estnconectadas por medio de una tubera enpresin. Centrales
en caverna, generalmente conectadas al embalse por medio de
tneles,tuberas en presin, o por la combinacin de ambas.Segn su
altura de cada del agua CENTRALES DE ALTA PRESINQue corresponden
con el high head, y que sonlas centrales de ms de 200 m de cada del
agua, por lo que sola corresponder con centrales con turbinas
Pelton. CENTRALES DE MEDIA PRESINSon las centrales con cada del
agua de 20 a200 m, siendo dominante el uso de turbinas Francis,
aunque tambin se puedan usarKaplan.Represa de Itaipu, Brasil y
Paraguay. La central hidroelctrica que produce ms energa en el
mundo. CENTRALES DE BAJA PRESINQue corresponden con el low head,
son centrales con desniveles de agua de menos de20 m, siendo usadas
las turbinas Kaplan. CENTRALES DE MUY BAJA PRESINSon centrales
correspondientes con nuevas tecnologas, pues llega un momento en
elcul las turbinas Kaplan no son aptas para tan poco desnivel.
Seran en ingls las very low head, y suelen situarse por debajo de
los 4m.Otros tipos de centrales hidroelctricas CENTRALES
MAREOMOTRICESUtilizan el flujo y reflujo de las mareas.Pueden ser
ventajosas en zonas costeras donde las diferencias entre las mareas
son amplias y las condiciones morfolgicas de la costa permiten la
construccin de una presa que corta la entrada y salida de la marea
en una baha. Se genera energa tanto en el momento del llenado como
en el momento del vaciado de la baha. CENTRALES MAREOMOTRICES
SUMERGIDAS.Utilizanla energadelascorrientesBretaa se centrales
asubmarinas. En 2002,implement la primera nivel experimental.en
Grande estas CENTRALES QUE APROVECHAN ELMOVIMIENTO DE LAS OLAS.Este
tipo de central es objeto de investigacindesde la dcada de los 80.
A inicios de agostode 1995, el "Ocean Swell Powered Renewable
Energy (OSPREY)" construy la primera central que utiliza la energa
de las olas en el norte de Escocia. La potencia de esta central es
de 2 MW. Lamentablemente fue destruida un mes ms tarde por un
temporal.Los tipos de turbinas que hay son Francis, Turgo, Kaplan y
Pelton. Para la transformacinde la energa mecnica en energa
elctrica.5.- PARTES DE UNA CENTRAL HIDRULICATubera forzada y o
canalPresa Turbina Generador Transformador Lneas
elctricasCompuertas hidrulicas yVlvulas hidrulicas Rejas y limpia
rejas EmbalseCasa de turbinas6.- FUNCIONAMIENTOEl tipo de
funcionamiento de una central hidroelctricapuede variar a lo largo
de su vida til. Las centrales pueden operar en rgimen de: generacin
de energa de base; generacin de energa en perodos de punta.Estas a
su vez se pueden dividir en: centrales tradicionales; centrales
reversibles o de bombeo.La demanda de energa elctrica de una
ciudad,regin, o pas, tiene una variacin a lo largo del da. Esta
variacin es funcin de muchos factores, entre los que se destacan:
tipos de industrias existentes en la zona, y turnos que estas
realizan en suproduccin; tipo de cocina domstica que se utiliza ms
frecuentemente; tipo de calentador de agua que se permite
utilizar;Turbina hidrulica y generador elctrico. la estacin del ao;
la hora del da en que se considera la demanda.La generacin de
energa elctrica debe seguir la curva de demanda, as, a medida
queaumenta la potencia demandada deber incrementarse el caudal
turbinado, o iniciar la generacin con unidades adicionales, en la
misma central, e incluso iniciando la generacin en centrales
reservadas para estos perodos.7.-IMPACTOS AMBIENTALES
POTENCIALESLos potenciales impactos ambientales de los proyectos
hidroelctricos son siempresignificativos. Sin embargo existen
muchos factores que influyen en la necesidad de aplicar medidas de
prevencin en todo.Principalmente:La construccin y operacin de la
represa y el embalse constituyen la fuente principal deimpactos del
proyecto hidroelctrico.3 Los proyectos de las represas de gran
alcance pueden causar cambios ambientales irreversibles, en una rea
geogrfica muy extensa; por eso, tienen el potencial de causar
impactos importantes. Ha aumentado la crtica de estos proyectos
durante la ltima dcada. Los crticos ms severos sostienen que los
costos sociales, ambientales y econmicos de estas represas pesan ms
que sus beneficios y que, por lo tanto, no se justifica la
construccin 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 evalan, cuidadosamente, los
problemas potenciales y se implantan medidas correctivas que son
costosas.Algunas presas presentan fallos o errores de construccin
como es el caso de la PresaSabaneta,4 ubicada en La Provincia San
Juan, Repblica Dominicana. Esta presa ha presentado grandes
inconvenientes en las temporadas ciclnicas pasadas, producto de su
poca capacidad de desage y tambin a que su dos vertederos comienzan
a operar despus que el embalse est lleno.El rea de influencia de
una represa se extiende desde los lmites superiores del
embalsehasta los esteros y las zonas costeras y costa afuera, e
incluyen el embalse, la represa y la cuenca del ro, aguas abajo de
la represa. Hay impactos ambientales directos asociados con la
construccin de la represa (p.ej., el polvo, la erosin, problemas
con el material prestado y de los desechos), pero los impactos ms
importantes son el resultado del embalse del agua, la inundacin de
la tierra para formar el embalse, y la alteracin del caudal de
agua, aguas abajo. Estos efectos ejercen impactos directos en los
suelos, la vegetacin, la fauna y las tierras silvestres, la pesca,
el clima y la poblacin humana del rea.Los efectos indirectos de la
represa incluyen los que se asocian con la construccin,
elmantenimiento y el funcionamiento de la represa (p.ej., los
caminos de acceso, los campamentos de construccin, las lneas de
transmisin de energa) y el desarrollo de las actividades agrcolas,
industriales o municipales que posibilita la represa.Adems de los
efectos directos e indirectos de la construccin de la represa sobre
elmedio ambiente, se debern 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 reas de captacin aguas arriba del reservorio (p.ej., la
agricultura, la colonizacin, el desbroce del bosque) que pueden
causar una mayor acumulacin de limos, y cambios en la cantidad y
calidad del agua del reservorio y del ro. Se tratan estos aspectos
en los estudios de ingeniera.8.- BENEFICIOEl beneficio obvio del
proyecto hidroelctrico es la energa elctrica, la misma que
puedeapoyar el desarrollo econmico y mejorar la calidad de la vida
en el rea servida. Los proyectos hidroelctricos 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.Adems, la generacin de la energa
hidroelctrica proporciona una alternativa para laquema de los
combustibles fsiles, o la energa nuclear, que permite satisfacer la
demanda de energa sin producir agua caliente, emisiones
atmosfricas, ceniza, desechos radioactivos ni emisiones de .Si el
reservorio es, realmente, una instalacin de usos mltiples, es
decir, si los diferentespropsitos declarados en el anlisis econmico
no son, mutuamente, inconsistentes, los otros beneficios pueden
incluir el control de las inundaciones y la provisin de un
suministro de agua ms confiable y de ms alta calidad para riego, y
uso domstico e industrial.La intensificacin de la agricultura,
localmente, mediante el uso del riego, puede, a su vez,reducir la
presin que existe sobre los bosques primarios, los hbitats intactos
de la fauna, y las reas en otras partes que no sean adecuadas para
la agricultura. Asimismo, las represas pueden crear pesca en el
reservorio y posibilidades para produccin agrcola en el rea del
reservorio que pueden ms que compensar las prdidas sufridas por
estos sectores debido a su construccin.