ENERGÍA HIDRÁULICA

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EL AGUA: Una fuente de energía convencional y renovable

El agua , que constituye el recurso hídrico de un país, determina y condiciona no sólo la subsistencia de las especies sino también la distribución , asentamiento y desarrollo socioeconómico de los pueblos .

Algunos miembros de una familia : hydros, hidrología , hidrológico, hidráulica .

Todos estos vocablos derivan de la palabra griega HIDROS que significa AGUA .

Hidrología , es el estudio de los fenómenos naturales y leyes físicas que rigen la distribución  de los recursos del agua .

El ciclo hidrológicos, comprende los fenómenos de evaporación , condensación y filtración a través del suelo y la escorrentía o escurrimiento del agua superficial hacia los arroyos y ríos , los que fluyen al mar . El ciclo empieza y termina en el mar .

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. La hidroelectricidad es un recurso natural disponible en las zonas que presentan suficiente cantidad de agua. Su desarrollo requiere construir pantanos, presas, canales de derivación, y la instalación de grandes turbinas y equipamiento para generar electricidad. Por lo tanto la energía hidráulica es el aprovechamiento de la energía del agua en movimiento .

Hidráulica : es una parte de la física que estudia el aprovechamiento de la energía del agua en movimiento.

HISTORIA

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.

Desarrollo de la energía hidroeléctrica

La primera central hidroeléctrica se construyó en 1880. 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.

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.

Presa y Dique                 

Estructuras de hierro u hormigón que se construyen con fines múltiples : regulación de caudales , atenuación de crecidas y defensas  La presa es transversal al río; el dique, paralelo al cauce.

Vertedero o aliviadero : lugar por donde salen las aguas sobrantes del embalse.

Embalse : lago artificial formado por la presa.

Esclusa : recinto con puertas de entrada y salida que se construye en un canal de navegación para que los barcos puedan pasar de un tramo a otro de diferentes alturas, llenando de agua o vaciando el espacio comprendido entre dichas puertas .

Represa : lugar estanco, en terrenos bajos, donde se recoge el agua de lluvias y deshielos que se utiliza para bebidas de animales, el hombre y para riego.

Principales clases de presas:

  1. la presa de embalse

  2. la presa niveladora  

La presa de embalse , cierra el cauce del río formando un lago artificial o embalse que permite la regulación de los caudales naturales del río .Por ejemplo dique de ULLUM en SAN JUAN .

La capacidad del embalse puede ser tal , que se logre una regulación anual , si el volumen de agua retenido es aproximadamente igual al volumen de agua que anualmente transporta el río , o plurianual , si el volumen de agua que es capaz de acumular es superior al volumen de agua que anualmente transporta el río.

Las finalidades de la presa de embalse son :

la provisión de agua para usos domésticos y sanitarios

el riego

la navegación

el uso industrial

la obtención de energía eléctrica

la recreación

la atenuación de crecidas

Para adecuar el escurrimiento del agua modificado por el funcionamiento de una central hidráulica ubicada aguas arriba, se construye una presa llamada presa de compensación.

 La presa niveladora, no permite la regulación del caudal del río porque no forma un embalse, sino que asegura un nivel de agua tal que permite su descarga desde la presa, por un canal o por un conducto cerrado hacia el lugar de utilización.