embalse

electricidad
Varias son las
ventajas
de la
hidroelectricidad de
gran escala, como la
independencia
del suministro y su nula
emisión de gases a la
atmósfera.
I Energía renovable disponible para Chile I
Cómo funciona una central de
embalse
E
n Chile las principales fuentes de generación eléctrica
son la hidroelectricidad y la termoelectricidad. Según
estadísticas del Ministerio de Energía en 2009 el 43%
de la electricidad producida provino de fuentes hidráulicas,
mientras que el carbón representó 28% de la generación,
el diesel fuel oil 18% y el gas natural 9%.
Una parte de la hidroelectricidad se genera mediante
centrales con embalse de regulación; esto es, embalses de
gran volumen que acumulan el agua que proviene principalmente de los deshielos que ocurren entre septiembre y
enero y la utilizan para complementar los caudales de los ríos
en los periodos más secos, en general desde abril a julio.
Otra parte de la energía hidroeléctrica se genera en
centrales de pasada; esto es, en centrales de generación
que no poseen embalses de acumulación o regulación y
por lo tanto el agua que no se genera sigue río abajo y se
pierde la energía correspondiente.
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Cómo operan estas generadoras responde a un esquema básico que se mantiene en el tiempo y que se
puede explicar de manera sencilla.
Cómo opera una central hidroeléctrica
Una central hidroeléctrica de embalse funciona de
manera bastante similar a una central hidráulica de
pasada. Ambas plantas, para generar la energía constan de las siguientes obras: toma de agua del río, a
través de una bocatoma o embalse, la que es derivada
a obras de conducción, ya sea por un canal, acueducto,
tubería o túnel, el cual tiene una pendiente menor a la
del río o cauce original. Al término de las conducciones
en acueducto (canal) hay una cámara que se le conoce
como “cámara de carga”, cuya función es traspasar el
agua desde el canal a la tubería en presión evitando
la entrada de aire. La tubería en presión conduce el
agua desde la cámara de carga hasta la turbina, lugar
en que se transforma la energía hidráulica en energía
mecánica de rotación y luego mediante el generador
en energía eléctrica. El agua es desvuelta finalmente
desde la turbina al río.
La obra de conducción, que puede ser un canal, tubería
o túnel, que opera como acueducto, es decir sin presión,
a medida que se va alejando del punto de captación, por
su menor pendiente respecto del cauce del río, tiene
una diferencia de altura sobre éste, que se le conoce
electricidad
como “altura de caída” o “salto”. Por la diferencia de
altura se produce una presión que junto con el caudal
de agua hace mover una turbina..
Del agua transportada se aprovecha la altura (presión)
y su caudal para producir electricidad; ambos factores
determinan la potencia de una central hidroeléctrica.
¿Qué es lo que diferencia a una central de pasada
de una de embalse? Que la última tiene un “estanque”
para acumular una gran cantidad de agua, por lo que en
momentos en que no está generando electricidad o que
disminuye la demanda, la central acumula el recurso en
su embalse. Como explica Fernando Baraona, gerente
técnico de la empresa EPS Ingeniería y Consultoría de
ProyectosL, “estas centrales se conocen como centrales
con embalse, centrales con regulación o con capacidad
de regulación. Chile es un país con una alta cordillera con
respecto al nivel del mar. La precipitación que cae en la
cordillera normalmente es sólida (nieve). Ahí se forma
además hielo que junto con la nieve se derriten en un
tiempo muy corto, entre septiembre y enero-febrero. Los
embalses se llenan en este periodo yY entregan el agua
en las épocas de bajos caudales del río. Adicionalmente
los embalses regulan el flujo de agua, ya que al tener
capacidad de acumulación permiten controlar los caudales que se entregan al río. Por eso, las centrales que
generan energía hidroeléctrica y que tienen embalse de
estas características, se conocen también como centrales
de embalse o con regulación.
La presa es la “barrera”, “muro” o “cortina” que se
levanta en un río para formar una laguna o embalse
y juntar un volumen importante de agua. Las presas
pueden ser de suelo (tierra y/o roca), de hormigón
rodillado u hormigón armado. Por ejemplo, en nuestro
país la presa de Ralco es de hormigón rodillado, y la de
Rapel es de hormigón armado. El suelo es el elemento
más utilizado en las centrales hidroeléctricas, ya que es
un elemento flexible capaz de soportar los movimientos
sísmicos en zonas donde no hay roca. Además, como
grafica Baraona, “hay zonas de este país donde existen
gargantas rocosas, roca de buena calidad que permite
poner y fundar (afirmar) una presa de hormigón. La
presa queda anclada a la roca, tanto en los costados
como en el fondo”.
Dependiendo del caudal de agua y de la altura de
la caída se ocupan distintos tipos de turbinas como
Francis, Pelton Kaplan u otras. En Chile, la mayoría
de las centrales con embalse tienen turbinas Francis,
por la combinación de altura y caudal,. Estas turbinas
están conectadas a los generadores, que en Chile son
alternadores; esto es, producen corriente alterna en
50 Hertz. “Del generador salen los cables que van a
los transformadores. Los voltajes de generación varían
entre 3.500 V y 20.000 V y el transformador los eleva
hasta 66.000, 110.000, 220.000 o 500.000 V” según el
sistema de transmisión a que está conectada la central,
señala el gerente técnico de EPS.
Aguas abajo del embalse, el río sigue fluyendo con
lo que se llama “caudal ecológico”, caudal mínimo
establecido por la autoridad ambiental para mantener el
ecosistema del lugar donde se levanta la central. En el
embalse, en tanto, se construye como obra de seguridad
un vertedero, que puede liberar parte del recurso hídrico
para evitar que se sobrepase el nivel máximo de agua
establecido en el dieseño. Este vertedero de crecidas o
aliviadero de la presa es de hormigón, para evitar ser
erosionado por el movimiento del agua.
Las bondades de la hidroelectricidad
Varias son las características positivas de la hidroelectricidad. Su generación no produce gases, calor a la
atmósfera ni devuelve agua con una temperatura elevada
al mar, como si lo hacen las centrales termoeléctricas.
Además, no hay dependencia de recursos que provienen
del exterior, como el carbón, el gas o el diesel. Para
Baraona, que actualmente se estén construyendo más
La presa es la “barrera” o
“muro” que se levanta en un
río para juntar un volumen
importante de agua, formando
una laguna o embalse detrás
de esta cortina. Las presas
pueden ser de tierra, de
hormigón rodillado u hormigón
armado.
Varias son las características positivas de la
hidroelectricidad. Su generación no produce gases,
calor a la atmósfera ni devuelve agua con una
temperatura elevada al mar, como si lo hacen las
centrales termoeléctricas.
de 3.000 MW en centrales de carbón en comparación
a los cerca de 1.000 MW en proyectos hidroeléctricos,
obedece por una parte a la facilidad con que se otorgan
los permisos ambientales a este tipo de centrales de
generación y por otra a que “una central térmica requiere
mucho menos capital para ser construida, mientras que
una hidroeléctrica requiere grandes capitales y tiempo
para ser diseñada y levantada. Pero, una central térmica
requiere grandes flujos de capital para ser operada, ya
que hay que estar comprando el petróleo o el carbón, y
las mantenciones son muy caras”.
Fernando Baraona, gerente
técnico de la empresa EPS.
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electricidad
En Chile, la mayoría de
las centrales con embalse
ocupan turbinas Francis,
aunque también se pueden
utilizar las del tipo Pelton o
Kaplan.
El ejecutivo destaca además que Chile está todavía lejos
de copar su capacidad hidráulica con aproximadamente
unos 15.000 MW de generación hidroeléctrica aún no
desarrollados. Hoy en día hay cerca de 40 derechos de
agua en venta o en remate.. Otro beneficio es que se ha
avanzando mucho en la eficiencia de los diseños, lo que
en el caso de las centrales con regulación, ha permitido
reducir las superficies inundadas. “Hay centrales que
generan 600 MW e inundan 11.000 Ha y hoy hay otras
en proyecto que tendrían 2.800 MW y que inundan
alrededor de 5.000 Ha (proyecto HydroAysén). Ese es
un compromiso de los que nos dedicamos a este tipo de
actividad y de la autoridad para afectar menos el medio
ambiente”, destaca Baraona.
Por otro lado, para el ejecutivo la legislación ambiental
chilena está dentro de las más avanzadas del mundo,
mientras que el sistema eléctrico chileno ha sido imitado
en gran parte de Latinoamérica durante las últimas dos
décadas. Por ello, el lento desarrollo de los proyectos
hidroeléctricos se debería a los mecanismos de decisión
para aprobar o rechazar estas iniciativas, los que están
sometidos a presiones políticas, que demoran la toma
de decisiones y desincentivan muchas veces a los
inversionistas. Como explica Baraona, en otros países
“el proceso es mucho más claro. Si el proyecto no
cumple con la reglamentación ambiental no se aprueba
y si se cumple se hace y se acabo el tema, y no está
interviniendo el presidente, el ministro o los diputados
respecto a si se construye o no. En Chile tenemos
buenos especialistas, la autoridad ambiental tiene
buenos profesionales, pero está sometida a presiones
de todos lados”. Ei
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