La energía hidráulica se produce aprovechando la energía potencial y cinética del agua. Históricamente, se usó en norias y molinos, pero ahora se usa principalmente en centrales hidroeléctricas, que convierten la energía del agua en energía eléctrica usando una presa, tuberías, turbinas y generadores. Las centrales hidroeléctricas tienen ventajas como ser renovables y limpias, pero también inconvenientes como el impacto ambiental de los embalses.

1. ENERGÍA
HIDRÁULICA

2. ENERGÍA HIDRÁULICA
La energía hidráulica es la energía que tiene el agua cuando se
mueve a través de un cauce (energía cinética) o cuando se
encuentra embalsada a cierta altura (energía potencial). Cuando se
deja caer el agua, la energía potencial se transforma en energía
cinética (velocidad), que puede ser aprovechada para diversos fines.
Se trata de una energía renovable.

3. HISTORIA

4. Norias, molinos…
ANTES

5. AHORA
Centrales hidroeléctricas

6. HISTORIA
Desde la antigüedad, el ser humano aprendió a utilizar este tipo de
energía. Para ello empleó diferentes ingenios (ruedas hidráulicas), que
fueron evolucionando con objeto de obtener el máximo rendimiento
posible.
-Desde, aproximadamente, el año 100 a.C. hasta casi finales del siglo XIX,
toda la energía hidráulica se transformaba en energía mecánica que,
posteriormente, tenía aplicaciones específicas en norias, molinos de grano,
fraguas y forjas, industrias textiles, etc.
-A partir de principios del siglo XX se empleó también para la obtención de
electricidad. La primera central hidráulica para esta aplicación se construyó
en el año 1882 en Estados Unidos, para alimentar 250 lámparas eléctricas
(inventadas por Edison). Actualmente,
prácticamente toda la energía hidráulica se emplea para la obtención de
electricidad.

7. ENERGÍA HIDRÁULICA
GRÁFICOS

8. http://www.iesmariazambrano.org/Departamentos/flash-educativos/hidraulica.swf

12. http://www.iesmariazambrano.org/Departamentos/flash-educativos/hidraulica.swf

13. CENTRAL HIDROELÉCTRICA

14. TRANSFORMACIONES DE ENERGÍA
en una central hidroeléctrica :
Energía potencial
(embalse de agua)
Energía cinética del agua
(tuberías)
Energía cinética de rotación
(turbina)
Energía eléctrica
(alternador)

15. FUNCIONAMIENTO DE UNA CENTRAL HIDROELÉCTRICA
http://newton.cnice.mec.es/materiales_didacticos/hidraulica/central_hidroelectrica.swf
http://www.oni.escuelas.edu.ar/2001/neuquen/poderdelrio/Animacion%20de%20represa.htm

16. COMPONENTES
DE UN CENTRO
HIDROELÉCTRICO

17. COMPONENTES DE UN CENTRO HIDROELÉCTRICO
Embalse. Representa la totalidad del agua acumulada. Para ello
dispone de un muro grueso de hormigón, denominado presa, cuya
función es la de retener el agua. Básicamente existen dos tipos:
Presa de gravedad. Con su peso contrarresta el empuje del agua.
Suele ser recta o un poco cóncava (por el lado del agua). Su sección
transversal es triangular, formando un ángulo recto entre la base y el
lado del embalse. Su construcción resulta cara.
Presa de bóveda. Trabaja de manera que el empuje del agua lo
transmite a las laderas de la montaña. Suele ser convexa, de tal
manera que, cuanto más empuja el agua del embalse, más se “clavan”
los lados de la presa en las laderas de la montaña. Esta característica
reduce el tamano de la presa, por lo que su construcción es más barata
para la misma solidez que el caso anterior.

18. Presa de gravedad

19. Presa de bóveda

20. Conductos de agua. Existen dos tipos de conductos:
-Compuertas. Tienen como misión evacuar el agua que hay en el
embalse sin que pase por la sala de máquinas (turbinas). Se utilizan
cuando es necesario soltar agua por razones de riego o seguridad (lluvias
excesivas).
-Tuberías de conducción. Permiten transportar el agua desde el
embalse hasta las turbinas. Hay dos partes importantes:
1. La toma de agua, que suele estar colocada a 1/3 de altura de la presa
con objeto de que los fangos, piedras y materiales diversos que arrastra el
agua queden depositados en el fondo y no sean arrastrados a las turbinas,
que se podrían romper. Además, suele disponer de una rejilla para evitar
que se introduzcan en la tubería ramas, troncos, etc.
2. La chimenea de equilibrio, que consiste en un pequeño depósito,
conectado a las tuberías de conducción, en el que hay agua acumulada.
Con ello se evitan las variaciones de presión, cuando se regula el caudal
de salida.

21. Compuertas

22. Tuberías

23. COMPONENTES DE UN CENTRO HIDROELÉCTRICO
Sala de máquinas. En la sala de máquinas se encuentran dos
elementos muy importantes:
-Las turbinas, cuya función es la de transformar la energía
cinética del agua en energía mecánica de rotación. En la actualidad,
las turbinas más empleadas son la Kaplan (con rendimientos
bastante altos) y la Pelton mejorada.
-Alternador. En las turbinas Pellton, el alternador suele estar
solidario al eje de la turbina, ya que la velocidad de giro de aquel se
puede regular colocando más o menos chorros. Las turbinas Kaplan
suelen girar muy rápidamente, razón por la que es necesario
intercalar un reductor de velocidad entre turbina y alternador.

24. Turbina y
alternador/generador

25. COMPONENTES DE UN CENTRO HIDROELÉCTRICO
Transformadores y líneas de transporte. Los transformadores
se encargan de elevar la tensión de salida de los alternadores
(que normalmente es de unos 20000 V) hasta 400000 V, que suele
ser la tensión utilizada para transportar la corriente entre puntos
distantes. Si la central está conectada a la red nacional (que es lo
lógico), debe estar sincronizada al conjunto de la red para que su
aportación se sume a la de otras.

26. Transformador y líneas de transporte

27. TIPOS DE CENTRALES

28. TIPOS DE CENTRALES:
Según la potencia que sean capaces de generar, se clasifican en
minicentrales y grandes centrales hidroeléctricas.
Minicentrales. Su potencia es menor de 10 MW. Históricamente
han sido la base de producción de electricidad en pequeños pueblos y
en empresas que se situaron próximas a los ríos.
Grandes centrales o centrales hidroeléctricas. Su potencia es
superior a los 10MW. Se sitúan en las cuencas de los ríos con
caudales grandes.
Existen dos tipos de centrales: de bombeo puro y bombeo mixtas.

29. Centrales de bombeo puro. Disponen de dos embalses (el inferior es
natural y muy pequeño). Durante las horas de máxima demanda de energía
eléctrica funcionan como cualquier central. Cuando la demanda de energía es
baja, se aprovecha la energía eléctrica sobrante, de esta central u otras
centrales térmicas o nucleares, para bombear agua del embalse inferior al
superior. Para poder obtener agua del embalse superior es necesario haberla
bombeado previamente, ya que por ahí no pasa ningún río. Es decir, el
embalse superior hace las veces de depósito.
Centrales de bombeo mixtas. Pueden producir energía indistintamente con
o sin bombeo previo. No se necesita bombear agua al embalse superior para
producir energía, pues este embalse es alimentado por el cauce del río.
Solamente cuando haya un excedente de energía eléctrica y el embalse
superior disponga de poco agua, debido a que en ese momento el caudal del
río sea pequeño, se puede bombear agua del embalse inferior al superior.
TIPOS DE CENTRALES:

32. Centrales de agua fluyente: Aprovechamiento de un caudal
determinado de agua circulante, que es captado por un azud y
transportado hasta la central.
Centrales de pie de presa: Aprovechando el desnivel creado por
un embalse.
Centrales de canal de riego: Aprovechando el desnivel existente
en el canal.
TIPOS DE MINICENTRALES

33. Minicentrales
Sin o con pequeño impacto medioambiental

36. VENTAJAS &
INCONVENIENTES

37. VENTAJAS
• Es un recurso inagotable.
• Es uno de los sistemas de producción energética más limpios que
existen, ya que no se emiten humos ni residuos a la atmósfera.
• Los embalses permiten regular el caudal de los ríos, evitando
inundaciones e incluso desgracias personales y materiales en caso de
lluvias abundantes o torrenciales.
• Contribuyen a almacenar agua que, posteriormente, será
aprovechada para consumo humano y riegos.
• Permite realizar actividades de recreo (remo, bañarse, etc).
• Se aprovecha en el mismo lugar que se produce.
• La energía que se genera en una central siempre suele ser la misma.

38. INCONVENIENTES
• Al construir la presa y el embalse se anegan extensiones fértiles de terreno o
pueblos enteros y se trastoca la vegetación y la fauna autóctona (en ocasiones el
embalse puede llegar a medir hasta 400 km de largo). Ejemplo: salmones…
• El agua embalsada no tiene las condiciones de salinidad, gases disueltos,
temperatura, nutrientes, y demás propiedades del agua que fluye por el río.
• Los sedimentos se acumulan en el embalse empobreciéndose de nutrientes el
resto de río hasta la desembocadura.
• Dependen de los factores climáticos (meteorología).
• Las energías renovables se transforman en energía eléctrica, y esta no se puede
almacenar.
• La construcción de una central cuesta mucho dinero, es una gran inversión, que
puede no salir rentable si los combustibles fósiles están más baratos.
• Estudio de la energía renovable menor que estudio de los combustibles fósiles
(más desarrollados, aprox. 200 años funcionando)

39. MEQUINENZA, central hidroeléctrica aragonesa
El pueblo de Mequinenza destaca por ser un centro productor de
energía eléctrica. En el año 1966 se terminó de construir el embalse,
cuyo volumen es de 1530 Hm3 y que inunda una superficie de 7720
Ha, junto a una presa de gravedad de 81m de altura. Enterró algunas
explotaciones no demasiado rentables y el antiguo pueblo, por lo que
se construyó uno nuevo a cargo de la empresa productora de
electricidad. El embalse sustenta la mayor central hidroeléctrica
aragonesa, 324 MW de potencia activa, que en el año 1998 alcanzó
una producción superior a los 743 GWH, el 21,20% del total aragonés
producido por este origen.
Esta producción energética no ha supuesto ningún beneficio para el
pueblo, y esto queda reflejado en el carácter negativo de su
población. Solo fue un poco rentable en los años de construcción.

40. Central hidroeléctrica de Mequinenza

41. ENLACES EMPLADOS
http://www.iesmariazambrano.org/Departamentos/flash-
educativos/hidraulica.swf
Tipos de centrales…explicaciones varias
http://newton.cnice.mec.es/materiales_didacticos/hidraulica/central_hidr
oelectrica.swf
Funcionamiento de una central
BIBLIOGRAFÍA
Libro de texto McGraw Hill

42. Trabajo de Tecnología
Industrial I
Energía hidráulica
Laura Solanas Laguna
1º Bachillerato
IES Zaurín