energÃ−a hidráulica

Se denomina energÃ−a hidráulica o energÃ−a hÃ−drica a aquella que se obtiene del aprovechamiento de
las energÃ−as cinética y potencial de la corriente de rÃ−os, saltos de agua o mareas. Es un tipo de
energÃ−a verde cuando su impacto ambiental es mÃ−nimo y usa la fuerza hÃ−drica sin represarla, en caso
contrario es considerada sólo una forma de energÃ−a renovable.
Se puede transformar a muy diferentes escalas, existiendo desde hace siglos pequeñas explotaciones en las
que la corriente de un rÃ−o mueve un rotor de palas y genera un movimiento aplicado, por ejemplo, en
molinos rurales. Sin embargo, la utilización más significativa la constituyen las centrales hidroeléctricas
de represas, aunque estas últimas no son consideradas formas de energÃ−a verde por el alto impacto
ambiental que producen y por el uso de grandes cantidades de combustible fósil para los generadores.
Origen
El origen de la energÃ−a hidráulica está en el ciclo hidrológico de las lluvias y por tanto, en la
evaporación solar y la climatologÃ−a que remontan grandes cantidades de agua a zonas elevadas de los
continentes alimentando los rÃ−os. Este proceso está originado, de manera primaria, por la radiación solar
que recibe la Tierra.
Estas caracterÃ−sticas hacen que sea significativa en regiones donde existe una combinación adecuada de
lluvias, desniveles geológicos y orografÃ−a favorable para la construcción de represas. Es debida a la
energÃ−a potencial contenida en las masas de agua que transportan los rÃ−os, provenientes de la lluvia y del
deshielo. Puede ser utilizada para producir energÃ−a eléctrica mediante un salto de agua, como se hace en
las centrales hidroeléctricas.
• Ventajas: se trata de una energÃ−a renovable y limpia, de alto rendimiento energético.
• Inconvenientes: la constitución del embalse supone la inundación de importantes extensiones de
terreno, a veces áreas fértiles o de gran valor ecológico, asÃ− como el abandono del pueblo.
CaracterÃ−sticas [editar]
La energÃ−a hidráulica tiene la cualidad de ser renovable, pues no se agota la fuente primaria al explotarla,
y es limpia, ya que no produce en su explotación sustancias contaminantes de ningún tipo. Sin embargo, el
impacto medioambiental de las grandes presas, por la severa alteración del paisaje e, incluso, la inducción
de un microclima diferenciado en su emplazamiento, ha desmerecido la bondad ecológica de este concepto
en los últimos años.
Al mismo tiempo, la madurez de la explotación hace que en los paÃ−ses desarrollados no queden apenas
ubicaciones atractivas por desarrollar nuevas centrales hidroeléctricas, por lo que esta fuente de energÃ−a,
que aporta una cantidad significativa de la energÃ−a eléctrica en muchos paÃ−ses (en España, según los
años, puede alcanzar el 30%) no permite un desarrollo adicional excesivo. Recientemente se están
realizando centrales minihidroeléctricas, mucho más respetuosas con el ambiente y que se benefician de
los progresos tecnológicos, logrando un rendimiento y una viabilidad económica razonables además de
ser catalogada como energÃ−a renovable.
BOMBEO
Las centrales de bombeo son un tipo especial de centrales hidroeléctricas que posibilitan un empleo más
racional de los recursos hidraúlicos de un paÃ−s.
Disponen de dos embalses situados a diferente nivel. Cuando la demanda de energÃ−a eléctrica alcanza su
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máximo nivel a lo largo del dÃ−a, las centrales de bombeo funcionan como una central convencional
generando energÃ−a.
Al caer el agua, almacenada en el embalse superior, hace girar el rodete de la turbina asociada a un alternador.
Después el agua queda almacenada en el embalse inferior. Durante las horas del dÃ−a en la que la demanda
de energÃ−a es menor el agua es bombeada al embalse superior para que pueda hace rel ciclo productivo
nuevamente.
Para ello la central dispone de grupos de motores-bomba o, alternativamente, sus turbinas son reversibles de
manera que puedan funcionar como bombas y los alternadores como motores.
GRAVEDADPresas de Gravedad. Una presa de gravedad de concreto tiene una sección transversal tal que
con un tope estrecho, la presa esta parada libremente. Es decir tiene un centro de gravedad bastante bajo que
la presa no se derribará sino es apoyada en los estribos. Las presas de gravedad requieren cantidades
máximas de hormigón para su construcción comparado con otros tipos de presas de concreto, y se resisten
a la dislocación por la presión hidrostática del depósito de agua. Un sitio favorable por lo general es un
en una constricción en un valle donde la base está razonablemente cerca de la superficie tanto en el piso
como en los estribos de la presa. Las presas de mamposterÃ−a que confiaron en su peso para la estabilidad
contra el deslizamiento y volcadura remontan de 3000 a 4000 años, tanto cara de arriba como rÃ−o abajo
fueron inclinadas y el espesor de la base era muchas veces la altura. En 1872 Rankine propuso que no habÃ−a
ninguna tensión extensible en una presa de gravedad. En 1895 Levy propuso que la tensión compresiva en
el material de la presa en la cara corriente arriba sea mayor que la presión del agua en la profundidad
correspondiente al depósito. El peligro de la elevación habÃ−a sido reconocido en 1882, y el peligro de
deslizamiento fue destacado por el fracaso de la presa Austin, en Estados Unidos. El avance más reciente ha
estado en el uso del método de elemento finito de análisis.
Una presa de gravedad será:
• Segura contra volcadura en cualquier plano horizontal dentro de la presa.
• Segura contra deslizamiento en cualquier lugar horizontal dentro de la presa.
• Tan proporcionada que las tensiones aceptables tanto en el hormigón como en la fundación no
serán excedidas.
Criterio de Carga. En 1940 Houk y Keener catalogaron asunciones básicas que deberÃ−an ser
consideradas en relación con el diseño de presas de albañilerÃ−a importantes. Dentro de las cuales se
encuentran:
• La roca que constituye la fundación y estribos en el sitio es bastante fuerte para llevar las fuerzas
impuestas por la presa con tensiones bajo del lÃ−mite elástico en todos los sitios a lo largo de los
planos de contacto.
• El poder de porte de la estructura geológica a lo largo de la fundación y estribos es bastante grande
para llevar las cargas totales impuestas por la presa sin los movimientos de roca de magnitud
perjudicial.
• Las formaciones de roca son homogéneas y uniformemente elásticas en todas las direcciones, de
modo que sus deformaciones puedan ser predichas satisfactoriamente por cálculos basados en la
teorÃ−a de elasticidad, por medidas de laboratorio sobre modelos construidos de materiales
elásticos, o por las combinaciones de ambos métodos.
• El flujo de la fundación se mece bajo las cargas sostenidas que son resultado de la construcción de
la presa y el relleno del depósito suficientemente puede ser tenido en cuenta por usar un módulo
algo inferior de elasticidad que de otra manera serÃ−a adoptado para el empleo en los análisis
técnicos.
• La base de la presa es cuidadosamente encallada en las formaciones de roca a lo largo de las
fundaciones y estribos.
• Las operaciones de construcción son conducidas para asegurar una obligación satisfactoria entre el
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hormigón y materiales de roca en todas las áreas de contacto a lo largo de la fundación y estribos.
• El concreto en la presa es homogéneo en todas las partes de la estructura.
• El concreto es uniformemente elástico en todas las partes de la estructura. EnergÃ−a eólica
ENERGIA EOLICA
Parque eólico. Hamburgo, Alemania.
La energÃ−a eólica es la energÃ−a obtenida del viento, es decir, aquella que se obtiene de la energÃ−a
cinética generada por efecto de las corrientes de aire y asÃ− mismo las vibraciones que el aire produce.
La energÃ−a eólica ha sido aprovechada desde la antigüedad para mover los barcos impulsados por velas
o hacer funcionar la maquinaria de molinos al mover sus aspas. Es un tipo de eLa energÃ−a del viento está
relacionada con el movimiento de las masas de aire que se desplazan de áreas de alta presión atmosférica
hacia áreas adyacentes de baja presión, con velocidades proporcionales al gradiente de presión.nergÃ−a
verde. En la actualidad, sofisticados molinos de viento se usan para generar electricidad, especialmente en
áreas expuestas a vientos frecuentes, como zonas costeras, alturas montañosas o islas.
El impacto ambiental de este sistema de obtención de energÃ−a es bajo. Es sobre todo estético, porque
deforman el paisaje, aunque también hay que considerar la muerte de aves por choque con las aspas de los
molinos.
Un molino es una máquina que transforma el viento en energÃ−a aprovechable. Esta energÃ−a
proviene de la acción de la fuerza del viento sobre unas aspas oblicuas unidas a un eje común. El eje
giratorio puede conectarse a varios tipos de maquinaria paragenerar electricidad Inconvenientes de la
energÃ−a eólica
Aspectos técnicos
Debido a la falta de seguridad en la existencia de viento, la energÃ−a eólica no puede ser utilizada como
única fuente de energÃ−a eléctrica. Por lo tanto, para salvar los "valles" en la producción de energÃ−a
eólica es indispensable un respaldo de las energÃ−as convencionales
Para evacuar la electricidad producida por cada parque eólico (que suelen estar situados además en parajes
naturales apartados) es necesario construir unas lÃ−neas de alta tensión que sean capaces de conducir el
máximo de electricidad que sea capaz de producir la instalación. Sin embargo, la media de tensión a
conducir será mucho más baja. Esto significa poner cables 4 veces más gruesos, y a menudo torres más
altas, para acomodar correctamente los picos de viento.
Técnicamente, uno de los mayores inconvenientes de los aerogeneradores es el llamado hueco de tensión.
Ante uno de estos fenómenos, las protecciones de los aerogeneradores con motores de jaula de ardilla se
desconectan de la red para evitar ser dañados y, por tanto, provocan nuevas perturbaciones en la red
Además de la evidente necesidad de una velocidad mÃ−nima en el viento para poder mover las aspas, existe
también una limitación superior: una máquina puede estar generando al máximo de su potencia, pero si
el viento aumenta lo justo para sobrepasar las especificaciones del molino, es obligatorio desconectar ese
circuito de la red o cambiar la inclinación de las aspas para que dejen de girar
ADEMÃ S ESTO PRODUCE TAL IMPACTO MEDIOAMBIENTAL...
ENERGIA SOLARa energÃ−a solar es la energÃ−a obtenida directamente del Sol. La radiación solar
incidente en la Tierra puede aprovecharse, por su capacidad para calentar, o, directamente, a través del
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aprovechamiento de la radiación en dispositivos ópticos o de otro tipo. Es un tipo de energÃ−a renovable y
limpia, lo que se conoce como enERGIA VERDE
La potencia de la radiación varÃ−a según el momento del dÃ−a, las condiciones atmosféricas que la
amortiguan y la latitud. Se puede asumir que en buenas condiciones de irradiación el valor es superior a los
1000 W/m² en la superficie terrestre. A esta potencia se le conoce como irradiancia.
a radiación es aprovechable en sus componentes directa y difusa, o en la suma de ambas. La radiación
directa es la que llega directamente del foco solar, sin reflexiones o refracciones intermedias. La difusa es la
emitida por la bóveda celeste diurna gracias a los múltiples fenómenos de reflexión y refracción solar
en la atmósfera
Cada sistema tiene diferentes rendimientos. Los tÃ−picos de una célula fotovoltaica (aislada) de silicio
policristalino oscilan alrededor del 10%. Para células de silicio monocristalino, los valores oscilan en el
15%. Los más altos se consiguen con los colectores solares térmicos a baja temperatura (que puede
alcanzar el 70% de transferencia de energÃ−a solar a térmica).
La EnergÃ−a Solar Fototérmica se interesa en la cantidad de energÃ−a que un cierto cuerpo es capaz
absorber bajo la acción del calor. El uso de esta forma de energÃ−a implica su conocimiento de
utilización y almacenamiento de la misma. Los materiales del panel con el objetivo especÃ−fico de usar la
EnergÃ−a Fototérmica solar es conocido como los colectores solares
Los colectores solares son calentadores de fluidos (lÃ−quidos o gaseosos) y ellos son clasificados en los
dispositivos de concentración de la radiación solar. El calor mantiene el fluido en los depósitos aislados
térmicamente hasta su uso (agua caliente para el baño, aire caliente por secar de granos, gases para el
funcionamiento de turbinas, etc.).
La EnergÃ−a Solar Fotovoltaica es la energÃ−a obtenida a través de la conversión de la luz en
electricidad (Efecto Fotovoltaico). El efecto fotovoltaico, fue estudiado por Edmond Becquerel, en 1839,
con fines de encontrar una estructura semiconductora, producida por la absorción de la luz. La célula
fotovoltaica es la unidad fundamental del proceso de la conversión. Inicialmente el desarrollo
tecnológico se apoyó en la búsqueda, por parte de las compañÃ−as de telecomunicaciones, de fuentes
de energÃ−a para sus sistemas instalados en lugares remotos. El segundo impulsor de este tipo de energÃ−a
fue la era espacial. La célula solar era, y continúa siendo, lo mejor (por el costo y peso menor ) para
proporcionar la cantidad de energÃ−a necesaria para los perÃ−odos largos en el espacio. Otro uso espacial
queÂ
posibilitó el desarrollo de las células solares era la necesidad de energÃ−a por los satélites.
Biomasa es la abreviatura de masa biológica, cantidad de materia viva producida en un área determinada
de la superficie terrestre, o por organismos de un tipo especÃ−fico. El término es utilizado con mayor
frecuencia en las discusiones relativas a la energÃ−a de biomasa, es decir, al combustible energético que se
obtiene directa o indirectamente de recursos biológicos. La energÃ−a de biomasa que procede de la madera,
residuos agrÃ−colas y estiércol, continúa siendo la fuente principal de energÃ−aEs la energÃ−a que se
obtiene de las plantas. La madera de los árboles se ha utilizado siempre como combustible
. La biomasa procede de la energÃ−a solar. Las plantas transforman la energÃ−a radiante del Sol en
energÃ−a quÃ−mica a través de la fotosÃ−ntesis, la energÃ−a que queda almacenada en forma de materia
orgánica. La energÃ−a quÃ−mica de la biomasa se recupera quemándola directamente o transformándola
en combustible.
En términos energéticos, se utiliza como energÃ−a renovable, como es el caso de la leña, del
biodiésel, del bioalcohol, del biogás y del bloque sólido combustible.
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de las zonas en desarrollo.
ï · Permite eliminar residuos orgánicos e inorgánicos, al tiempo que les da una utilidad.
ï · Es una fuente de energÃ−a renovable.
ï · Es una fuente de energÃ−a no contaminante.
ï · Disminución de las emisiones de CO2.
ï · No emite contaminantes sulfurados o nitrogenados, ni apenas partÃ−culas sólidas.
ï · Si se utilizan residuos de otras actividades como biomasa, esto se traduce en un reciclaje y disminución
de residuo
ï · La incineración puede resultar peligrosa y producen sustancias toxicas. Por ello se deben utilizar filtros y
realizar la combustión a temperaturas mayores a los 900 ºC.
ï · No existen demasiados lugares idóneos para su aprovechamiento ventajoso.
ï · Se fabrica a partir de productos como la soja o el arroz, lo que supone un peligro para los paÃ−ses pobres
en vÃ−as de desarrollo,
energia maremotriz
La energÃ−a mareomotriz se debe a las fuerzas de atracción gravitatoria entre la Luna, la Tierra y el Sol.
La energÃ−a mareomotriz es la que resulta de aprovechar las mareas, es decir, la diferencia de altura media de
los mares según la posición relativa de la Tierra y la Luna, y que resulta de la atracción gravitatoria de esta
última y del Sol sobre las masas de agua de los mares. Esta diferencia de alturas puede aprovecharse
interponiendo partes móviles al movimiento natural de ascenso o descenso de las aguas, junto con
mecanismos de canalización y depósito, para obtener movimiento en un eje. Mediante su acoplamiento a un
alternador se puede utilizar el sistema para la generación de electricidad, transformando asÃ− la energÃ−a
mareomotriz en energÃ−a eléctrica, una forma energética más útil y aprovechable. Es un tipo de
energÃ−a renovable limpia.
La energia mareomotriz es sumamente limpia, pues carece de emision de contaminantes en su obtencion.
La energÃ−a mareomotriz tiene la cualidad de ser renovable, en tanto que la fuente de energÃ−a primaria no
se agota por su explotación, y es limpia, ya que en la transformación energética no se producen
subproductos contaminantes gaseosos, lÃ−quidos o sólidos. Sin embargo, la relación entre la cantidad de
energÃ−a que se puede obtener con los medios actuales y el coste económico y ambiental de instalar los
dispositivos para su proceso han impedido una proliferación notable de este tipo de energÃ−a.
EnergÃ−a undimotriz
La EnergÃ−a undimotriz es la energÃ−a producida por el movimiento de las olas. Es menos conocida y
extendida que la maremotriz, pero cada vez se aplica más.
Algunos sistemas pueden ser:
• Un aparato anclado al fondo y con una boya unida él con un cable. El movimiento de la boya se
utiliza para mover un generador. Otra variante serÃ−a tener la maquinaria en tierra y las boyas
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metidas en un pozo comunicado con él mar.
• Un aparato flotante de partes articuladas que obtiene energÃ−a del movimiento relativo entre sus
partes. Como la "serpiente marina" Pelamis.
• Un pozo con la parte superior hermética y la inferior comunicada con el mar. En la parte superior
hay una pequeña abertura por la que sale el aire expulsado por las olas. Este aire mueve una turbina
que es la que genera la electricidad.
DE LAS MAREAS:
Las mareas, es decir, el movimiento de las aguas del mar, producen una energÃ−a que se transforma en
electricidad en las centrales mareomotrices. Se aprovecha la energÃ−a liberada por el agua de mar en sus
movimientos de ascenso y descenso de las mareas (flujo y re flujo) es una de las nuevas formas de producir
energÃ−a eléctrica.
El sistema consiste en aprisionar el agua en el momento de la alta marea y liberarla, obligándola a pasar por
las turbinas durante la baja mar. Cuando la marea sube, el nivel del mar es superior al del agua del interior de
la rÃ−a. Abriendo las compuertas, el agua pasa de un lado al otro del dique, y sus movimientos hacen que
también se muevan las turbinas de unos generadores de corriente situados junto a los conductos por los que
circula el agua. Cuando por el contrario, la marea baja, el nivel del agua del mar es inferior al de la rÃ−a,
porque el movimiento del agua es de sentido contrario al anterior, pero también se aprovecha para producir
electricidad.
De temperatura:
La energÃ−a mareomotérmica está basada en la diferencia de temperaturas entre la superficie y las
profundidades del mar, el gradiente térmico. Las variaciones de temperatura en las zonas tropicales superan
los 20 grados centÃ−grados para una distancia inferior a 100 metros; en las zonas alejadas del Ecuador las
explotación es más difÃ−cil.
La energÃ−a geotérmica es aquella energÃ−a que puede ser obtenida por el hombre mediante el
aprovechamiento del calor del interior de la Tierra. El calor del interior de la Tierra se debe a varios factores,
entre los que caben destacar el gradiente geotérmico, el calor radiogénico, etc. Geotérmico viene del
griego geo, "Tierra", y thermos, "calor"; literalmente "calor de la Tierra".
Se obtiene energÃ−a geotérmica por extracción del calor interno de la Tierra. En áreas de aguas termales
muy calientes a poca profundidad, se perfora por fracturas naturales de las rocas basales o dentro de rocas
sedimentarios. El agua caliente o el vapor pueden fluir naturalmente, por bombeo o por impulsos de flujos de
agua y de vapor (flashing). El método a elegir depende del que en cada caso sea económicamente rentable
En la mayorÃ−a de los casos la explotación debe hacerse con dos pozos (o un número par de pozos), de
modo que por uno se obtiene el agua caliente y por otro se vuelve a reinyectar en el acuÃ−fero, tras haber
enfriado el caudal obtenido. Las ventajas de este sistema son múltiples:
• Hay menos probabilidades de agotar el yacimiento térmico, puesto que el agua reinyectada
contiene todavÃ−a una importante cantidad de energÃ−a térmica.
• Tampoco se agota el agua del yacimiento, puesto que la cantidad total se mantiene.
• Las posibles sales o emisiones de gases disueltos en el agua no se manifiestan al circular en circuito
cerrado por las conducciones, lo que evita contaminaciones.
Inconvenientes
• En ciertos casos emisión de ácido sulfhÃ−drico que se detecta por su olor a huevo podrido, pero que en
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grandes cantidades no se percibe y es letal.
• En ciertos casos, emisión de CO2, con aumento de efecto invernadero; es inferior al que se emitirÃ−a para
obtener la misma energÃ−a por combustión.
• Contaminación de aguas próximas con sustancias como arsénico, amonÃ−aco, etc.
• Contaminación térmica.
• Deterioro del paisaje.
• No se puede transportar (como energÃ−a primaria).
• No está disponible más que en determinados lugares.
Usos
• Generación de electricidad
• Aprovechamiento directo del calor
• Calefacción y ACS
• Refrigeración por absorción
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