El Poder del Río - ENERGIA ELECTRICA

La energía
Energía es vida. Y cada día tenemos que producir la que necesitamos para mantener el bienestar social y la dinámica de prosperidad que hemos alcanzado. Una tarea que no siempre es fácil ni comprendida.

El aprovechamiento de la energía potencial acumulada en el agua para generar electricidad es una forma clásica de obtener energía. Alrrededor del 20% de la electricidad usada en el mundo precede de esta fuente. Es por lo tanto una energía renovable, poero no alternativa, estrictamente hablando, porque se viene usando esde hace muchos años como una de las fuentes principales de electricidad.

La energía hidroeléctrica que se puede obtener en una zona depende de los cauces de agua y desniveles que tenga, y existe opr lo tanto, una cantidad máxiama de energía que podemos obtener por este procedimiento. Se calcula que si se expotara toda la energía hidroeléctrica del mundo entero puede dar, solo se cubriría el 15% de la energía total que consumimos. Aunque hay paíces en donde el 90% de la electricidad proviene de la energía hidroeléctrica como Brasil y Noruega.

LA HIDROELECTRICIDAD - Energía eléctrica y represas
Se puede decir que la energía eléctrica es uno de los motores de la civilización, desde su descubrimiento el hombre ha tratado de producirla por muchos medios, transformando otras formas de energía. Hoy se produce a través de la energía atómica, solar, eólica, térmica e hidráulica. La energía hidráulica que se obtiene de la caída del agua desde cierta altura a un nivel inferior lo que provoca el movimiento de ruedas hidráulicas o turbinas es una de las más utilizadas. Cuanto no se tiene un desnivel de agua importante para producir la energía hay que crearlo, esto es haciendo una represa. Las represas no son algo nuevo
Desde hace miles de años se construyen represas: para controlar las inundaciones, aprovechar el agua como energía hidráulica, o suministrar agua para usos domésticos, industriales y de riego.
Muchas de las represas en el mundo, por su altura o el agua que retienen se las llama "Grandes Represas". Por lo menos 45.000 represas han sido construidas para satisfacer demandas de agua o energía. Hoy en día casi la mitad de los ríos del mundo tiene al menos una gran represa. A inicios de este nuevo siglo un tercio de los países del mundo depende de la energía hidráulica para satisfacer más de la mitad de sus suministro eléctrico, y las grandes represas generan el 19% de la electricidad mundial total.
La mitad de las grandes represas del mundo fueron construidas exclusiva o principalmente para la irrigación, y cerca del 30~40% de los 271 millones de hectáreas que se irrigan en el mundo, dependen de represas.

Pero..... ¿Qué es una gran represa?

Según la Comisión Internacional de Grandes Represas (ICOLD), una gran represa tiene una altura mínima de 15 metros (desde los cimientos).

Represas de 10 a 15 m de altura con un embalse de mas de 3 millones de m3 también son clasificadas como grandes represas.
Utilizando estas definiciones, existen más de 45.000 grandes represas en el mundo

Las represas más altas del mundo

Represa	Lugar	Altura
Rogun Nurek Grand Dixence Inguri Boruca Chicoasen Tehri Kambaratinsk Kishau SayanoShushensk Guavio Mica Ertan Mauvoisin Chivor El Cajon Chirkey Oroville Bekhme Bhakra Hoover Contra Mratinje	Tajikistan Tajikistan Switzerland Georgia Costa Rica Mexico India Kyrgyzstan India Russia Colombia Canada China Switzerland Colombia Honduras Russia USA Iraq India USA Switzerland Yugoslavia	335 300 285 272 267 261 261 255 253 245 243 242 240 237 237 234 233 230 230 226 221 220 220

La energía Hidroeléctrica, Del agua a la electricidad.

¿Como se hace para a partir del agua generar electricidad?
Energía hidráulica, energía que se obtiene de la caída del agua desde cierta altura a un nivel inferior lo que provoca el movimiento de ruedas hidráulicas o turbinas. Esta turbinas, a su vez hacen mover generadores que producen la energía eléctrica. Para simnplificar diremos que la energía electrica se obtiene cuando un conductor eléctrico se mueve a travez de un campo magnetico. Esto es lo que hace un generador eléctrico.

Un poco de historia de la energía Hidráulica

Los antiguos romanos y griegos aprovechaban ya la energía del agua; utilizaban ruedas hidráulicas para moler trigo. Sin embargo, la posibilidad de emplear esclavos y animales de carga retrasó su aplicación generalizada hasta el siglo XII. Durante la edad media, las grandes ruedas hidráulicas de madera desarrollaban una potencia máxima de cincuenta caballos (véase caballo de vapor). La energía hidroeléctrica debe su mayor desarrollo al ingeniero civil británico John Smeaton, que construyó por vez primera grandes ruedas hidráulicas de hierro colado.
La hidroelectricidad tuvo mucha importancia durante la Revolución Industrial. Impulsó las industrias textil y del cuero y los talleres de construcción de máquinas a principios del siglo XIX. Aunque las máquinas de vapor ya estaban perfeccionadas, el carbón era escaso y la madera poco satisfactoria como combustible. La energía hidráulica ayudó al crecimiento de las nuevas ciudades industriales que se crearon en Europa y América hasta la construcción de canales a mediados del siglo XIX, que proporcionaron carbón a bajo precio.
Las presas y los canales eran necesarios para la instalación de ruedas hidráulicas sucesivas cuando el desnivel era mayor de cinco metros. La construcción de grandes presas de contención todavía no era posible; el bajo caudal de agua durante el verano y el otoño, unido a las heladas en invierno, obligaron a sustituir las ruedas hidráulicas por máquinas de vapor en cuanto se pudo disponer de carbón.

Rueda Hidráulica usada en un molino

Como se desarrolló la energía Hidroeléctrica
La primera central hidroeléctrica se construyó en 1880 en Northumberland, Gran Bretaña. El renacimiento de la energía hidráulica se produjo por el desarrollo del generador eléctrico, seguido del perfeccionamiento de la turbina hidráulica y debido al aumento de la demanda de electricidad a principios del siglo XX (véase Motores y generadores eléctricos). En 1920 las centrales hidroeléctricas generaban ya una parte importante de la producción total de electricidad.
La tecnología de las principales instalaciones se ha mantenido igual durante el siglo XX. Las centrales dependen de un gran embalse de agua contenido por una presa. El caudal de agua se controla y se puede mantener casi constante. El agua se transporta por unos conductos o tuberías forzadas, controlados con válvulas y turbinas para adecuar el flujo de agua con respecto a la demanda de electricidad. El agua que entra en la turbina sale por los canales de descarga. Los generadores están situados justo encima de las turbinas y conectados con árboles verticales. El diseño de las turbinas depende del caudal de agua; las turbinas Francis se utilizan para caudales grandes y saltos medios y bajos, y las turbinas Pelton para grandes saltos y pequeños caudales.
Además de las centrales situadas en presas de contención, que dependen del embalse de grandes cantidades de agua, existen algunas centrales que se basan en la caída natural del agua, cuando el caudal es uniforme. Estas instalaciones se llaman de agua fluente. Una de ellas es la de las cataratas del Niágara, situada en la frontera entre Estados Unidos y Canadá.
A principios de la década de los noventa, las primeras potencias productoras de hidroelectricidad eran Canadá y Estados Unidos. Canadá obtiene un 60% de su electricidad de centrales hidráulicas. En todo el mundo, la hidroelectricidad representa aproximadamente la cuarta parte de la producción total de electricidad, y su importancia sigue en aumento. Los países en los que constituye fuente de electricidad más importante son Noruega (99%), República Democrática del Congo (97%) y Brasil (96%). La central de Itaipú, en el río Paraná, está situada entre Brasil y Paraguay; se inauguró en 1982 y tiene la mayor capacidad generadora del mundo. Como referencia, la presa Grand Coulee, en Estados Unidos, genera unos 6.500 MW y es una de las más grandes.
En algunos países se han instalado centrales pequeñas, con capacidad para generar entre un kilovatio y un megavatio. En muchas regiones de China, por ejemplo, estas pequeñas presas son la principal fuente de electricidad. Otras naciones en vías de desarrollo están utilizando este sistema con buenos resultados.

Otras Formas de obtener energía.

Obtención directa de energía solar
La obtención directa de energía solar requiere dispositivos artificiales llamados colectores solares, diseñados para recoger energía, a veces después de concentrar los rayos del Sol. La energía, una vez recogida, se emplea en procesos térmicos o fotoeléctricos, o fotovoltaicos. En los procesos térmicos, la energía solar se utiliza para calentar un gas o un líquido que luego se almacena o se distribuye. En los procesos fotovoltaicos, la energía solar se convierte en energía eléctrica sin ningún dispositivo mecánico intermed

La generación de electricidad por medio de la energía solar no produce un impacto en el medio ambiente (a diferencia de otras fuentes como el carbón, petróleo, etc.), además de ser gratuita y renovable. Esto la convierte, junto con la energía eólica, en la preferida de las organizaciones ambientalistas.
A pesar del gran espacio que requieren las instalaciones de una central de grandes envergaduras, capaz de incidir con un aceptable porcentaje de suministro eléctrico a una ciudad promedio, los proyectos actuales se centran en construir las centrales solares en áreas desérticas (además ventajosamente propicias para la captación de la energía).

Energía eólica
Los científicos calculan que hasta un 10% de la electricidad mundial se podría obtener de generadores de energía eólica a mediados del siglo XXI. Los generadores de turbina de viento tienen varios componentes. El rotor convierte la fuerza del viento en energía rotatoria del eje, una caja de engranajes aumenta la velocidad y un generador transforma la energía del eje en energía eléctrica. En algunas máquinas de eje horizontal la velocidad de las aspas puede ajustarse y regularse durante su funcionamiento normal, así como cerrarse en caso de viento excesivo. Otras emplean un freno aerodinámico que con vientos fuertes reduce automáticamente la energía producida. Las máquinas modernas comienzan a funcionar cuando el viento alcanza una velocidad de unos 19 km/h, logran su máximo rendimiento con vientos entre 40 y 48 km/h y dejan de funcionar cuando los vientos alcanzan los 100 km/h. Los lugares ideales para la instalación de los generadores de turbinas son aquellos en los que el promedio anual de la velocidad del viento es de cuando menos 21 km/h.
Los generadores de turbinas de viento para producción de energía a gran escala y de rendimiento satisfactorio tienen un tamaño mediano (de 15 a 30 metros de diámetro, con una potencia entre 100 y 400 kW). Algunas veces se instalan en filas y se conocen entonces como granjas de viento. En California se encuentran algunas de las mayores granjas de viento del mundo y sus turbinas pueden generar unos 1.120 MW de potencia (una central nuclear puede generar unos 1.100 MW).

El hecho de que la energía eólica utilice justamente los vientos como fuente de energía indica por si mismo que es un tipo de obtención de energía totalmente no contaminante, gratuita (una vez ya instaladas las granjas de viento), inagotable y, a pesar de requerir grandes cantidades de terreno, generalmente no crea inconvenientes en la población animal de las zonas aledañas.

Turbinas a gas natural
La turbina de combustión, también denominada turbina de gas, motor que utiliza el flujo de gas como medio de trabajo para convertir energía térmica en energía mecánica. El gas se produce en el motor como resultado de la combustión de determinadas materias. Unas toberas estacionarias lanzan chorros de dicho gas contra los álabes (paletas) de una turbina, y el impulso de los chorros hace girar el eje de la turbina. Una turbina de combustión de ciclo simple incluye un compresor que bombea aire comprimido a la cámara de combustión. El combustible, en forma gaseosa o nebulizada, también se inyecta en dicha cámara, donde se produce la combustión. Los productos de la combustión salen de la cámara a través de las toberas y hacen moverse la turbina, que impulsa el compresor y una carga externa como un generador eléctrico.
En una turbina o un compresor, una fila de álabes fijos y una fila correspondiente de álabes móviles unidos a un rotor se denomina una etapa. Las máquinas grandes emplean compresores y turbinas de flujo axial con varias etapas.
La eficiencia del ciclo de una turbina de combustión está limitada por la necesidad de un funcionamiento constante a temperaturas altas en la cámara de combustión y en las primeras etapas de la turbina. Una turbina de gas pequeña de ciclo simple puede tener una eficiencia termodinámica relativamente baja en comparación con un motor de gasolina corriente. Los avances en los materiales resistentes al calor, los recubrimientos protectores y los sistemas de enfriamiento han hecho posible grandes unidades con una eficiencia en ciclo simple del 34% o más.
En un motor de ciclo combinado, la cantidad considerable de calor que queda en los gases de escape de la turbina se dirige hacia una caldera denominada generador de vapor por recuperación de calor. El calor recuperado se usa para producir vapor, que alimenta una turbina de vapor asociada. El rendimiento combinado es un 50% mayor que el de la turbina de gas por sí sola. Hoy se instalan turbinas de ciclo combinado con una eficiencia térmica del 52% y más. En algunos países las turbinas de combustión pesadas, tanto de ciclo simple como combinado, ocupan un lugar importante en la generación de electricidad a gran escala. Es posible obtener una potencia por unidad superior a los 200 megavatios (MW), y la potencia de una turbina de ciclo combinado puede superar los 300 MW.
Las turbinas de combustión emplean como combustible gas natural o líquidos como queroseno o gasoil. También puede usarse carbón, una vez transformado en gas en un gasificador aparte.

Aspectos ecológicos
Debido a que la obtención de energía se realiza por medio de una combustión, este proceso es contaminante, aunque no llega a ser de las cantidades emitidas por las de generación a partir de carbón o petróleo. Además el gas natural, empleado en dichas centrales es un recurso no renovable.

Fisión Nuclear
Características tecnológicas

El átomo está formado por un pequeño núcleo, cargado positivamente, rodeado de electrones. El núcleo, que contiene la mayor parte de la masa del átomo, está compuesto a su vez de neutrones y protones, unidos por fuerzas nucleares muy intensas, mucho mayores que las fuerzas eléctricas que ligan los electrones al núcleo.
La energía de enlace de un núcleo mide la intensidad con que las fuerzas nucleares mantienen ligados a los protones y neutrones. La energía de enlace por nucleón, es decir, la energía necesaria para separar del núcleo un neutrón o un protón, depende del número másico A. La curva de las energías de enlace implica que si dos núcleos ligeros, que ocupan posiciones muy bajas en la tabla, se fusionan para formar un núcleo de mayor peso (o si un núcleo pesado, que ocupa posiciones muy altas en la tabla, se divide en dos de menor peso), los núcleos resultantes están ligados con más fuerza, por lo que se libera energía.
Una reacción de fisión nuclear libera una energía 10 millones de veces mayor que una reacción química típica.

Reactores nucleares activos en el mundo
Un total de 443 reactores nucleares funcionan actualmente en el mundo, según datos proporcionados por el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA), con sede en Viena.
En el año 1996 cinco nuevos reactores, con una capacidad eléctrica total neta de 5.717 megavatios, fueron conectados a la red mundial: uno en Francia, dos en Japón y los dos restantes en Rumania y Estados Unidos.
El comienzo de las operaciones, en abril del 97, en un nuevo reactor, el Wolsong 2, en la República de Corea, con una capacidad de 650 megavatios, elevó a 443 el número total de reactores en funcionamiento en todo el planeta, según la OIEA. Además, en 1996 se iniciaron las obras de construcción de tres nuevos reactores nucleares: dos en Qinshan (China) y uno en Onagawa, Japón, con lo que actualmente hay en construcción 36 reactores en catorce países, entre ellos también Argentina, Brasil y Francia.
La contribución de la energía de origen nuclear a la producción eléctrica es especialmente elevada en Lituania, con un 83,4 por ciento; Francia, un 77,4 por ciento; Bélgica, 57,2 por ciento; Suecia, 52,4 por ciento y Eslovaquia, 44,5 por ciento.
Siguen Suiza, con un 44,5 por ciento; Ucrania; 43,8 por ciento; Bulgaria, 42,2 por ciento y Hungría, con un 40,8 por ciento. En la Argentina, las centrales nucleares en funcionamiento (Atucha I y Embalse) proporcionan aproximadamente el 15% de la energía eléctrica consumida.

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