Energía hidráulica para niños

Rotor de palas en un pequeño curso de agua.

Energía hidráulica, energía hídrica o hidroenergía es aquella que se obtiene del aprovechamiento de las energías cinéticas y potenciales de la corriente del agua, saltos de agua o mareas. Se puede transformar a diferentes escalas. Existen, desde hace siglos, pequeñas explotaciones en las que la corriente de un río, con una pequeña represa, mueve una rueda de palas y genera un movimiento aplicado generalmente a molinos o batanes.

Generalmente se consideraba como un tipo de energía renovable puesto que no emite productos contaminantes. Otros consideran que produce un gran impacto ambiental debido a la construcción de las presas, que inundan grandes superficies de terreno y modifican el caudal del río y la calidad del agua.

Transformación de la energía hidráulica

La principal aplicación de la energía hidráulica en la actualidad es la obtención de electricidad. Las centrales hidroeléctricas generalmente se ubican en regiones donde existe una combinación adecuada de lluvias y desniveles geológicos favorables a la construcción de represas. La energía hidráulica se obtiene a partir de la energía potencial y cinética de las masas de agua que transportan los ríos, provenientes de la lluvia y del deshielo. En su caída entre dos niveles del cauce, se hace pasar el agua por una turbina hidráulica, la cual transmite la energía a un alternador que la convierte en energía eléctrica.

Otro sistema que se emplea es conducir el agua de un arroyo con gran desnivel, por una tubería cerrada, en cuya base hay una turbina. El agua se recoge en una presa pequeña y la diferencia de altura proporciona la energía potencial necesaria.

Otro más consiste en hacer en el río una presa pequeña y desviar parte del caudal por un canal con menor pendiente que el río, de modo que unos kilómetros más adelante habrá ganado una cierta diferencia de nivel con el cauce y se hace caer el agua a él por una tubería, con una turbina especial.

Ventajas y desventajas

Ventajas

• Alto rendimiento energético.
• Debido al ciclo del agua es casi inagotable.
• Es una energía limpia puesto que no produce emisiones tóxicas durante su funcionamiento.

Además, los embalses que se construyen para generar energía hidráulica:

• Permiten el almacenamiento de agua para la realización de actividades recreativas y el abastecimiento de sistemas de riego. Y lo más importante, permiten laminar las crecidas en épocas de lluvias torrenciales, regulando el caudal del río aguas abajo.

Ventajas económicas

La gran ventaja de la energía hidráulica o hidroeléctrica es la eliminación de combustibles. El coste de operar una planta hidráulica es casi inmune a la volatilidad de los precios de los combustibles fósiles como petróleo, el carbón o el gas natural. Además, no hay necesidad de importar combustibles de otros países.

Las plantas hidráulicas también tienden a tener vidas económicas más largas que las plantas eléctricas que utilizan combustibles. Hay plantas hidráulicas que siguen operando después de 50 a 99 años. Los costos de operación son bajos porque las plantas están automatizadas y necesitan pocas personas para su operación normal.

Como las plantas hidráulicas no queman combustibles, no producen directamente dióxido de carbono. Se produce muy poco dióxido de carbono durante el período de construcción de las plantas, pero es poco, especialmente en comparación a las emisiones de una planta equivalente que quema combustibles.

Presa de las Tres Gargantas (en el curso del río Yangtsé en China), la planta hidroeléctrica más grande del mundo. Genera una potencia de 22.5 GW, pero afectó a más de 1 900 000 personas e inundado 630 km².

Desventajas

• La construcción de grandes embalses puede inundar importantes extensiones de terreno, obviamente en función de la topografía del terreno aguas arriba de la presa, lo que podría significar pérdida de tierras fértiles y daño al ecosistema, dependiendo del lugar donde se construyan.
• Destrucción de la naturaleza. Presas y embalses pueden ser destructivas a los ecosistemas acuáticos. Por ejemplo, estudios han mostrado que las presas en las costas de Norteamérica han reducido las poblaciones de trucha septentrional común que necesitan migrar a ciertos lugares para reproducirse. Hay estudios buscando soluciones a este tipo de problema. Un ejemplo es la invención de un tipo de escalera para los peces.
• Cuando las compuertas se abren y cierran repetidas veces, el caudal del río se puede modificar drásticamente causando una alteración en los ecosistemas.
• Se pueden ver afectadas por casos de fenómenos climáticos.

Medidas de mitigación

A lo largo de la segunda mitad del siglo XX se ha visto crecer en forma importante la conciencia ambiental, de la gente, de los gobiernos y de las instituciones internacionales de crédito, que son en última instancia quienes financian los grandes proyectos hidroeléctricos.

Actualmente las medidas de mitigación ambiental forman parte integrante de todos los proyectos financiados por instituciones de crédito multilaterales, y los costos de las medidas de mitigación tienen que incluirse en el costo del proyecto.

Capacidad hidroeléctrica mundial

Cuota mundial de energías renovables (2008)

Tendencias en los cinco principales países productores de hidroelectricidad

La clasificación de la capacidad hidroeléctrica es por la producción de energía anual real o por la potencia nominal de la capacidad instalada. En 2015, la energía hidroeléctrica generó el 16.6% de la electricidad total del mundo y el 70% de toda la electricidad renovable. La energía hidroeléctrica se produce en 150 países y la región de Asia y el Pacífico generó el 32% de la hidroelectricidad global en 2010. China es el mayor productor de energía hidroeléctrica, con 721 teravatios-hora de producción en 2010, lo que representa alrededor del 17% del uso doméstico de electricidad. Brasil, Canadá, Nueva Zelanda, Noruega, Paraguay, Austria, Suiza y Venezuela tienen una mayoría de la producción interna de energía eléctrica a partir de energía hidroeléctrica. Paraguay produce el 100% de su electricidad de las represas hidroeléctricas y exporta el 90% de su producción a Brasil y Argentina. Noruega produce el 98-99% de su electricidad a partir de fuentes hidroeléctricas.

Una estación hidroeléctrica rara vez opera a su potencia máxima durante un año completo; la relación entre la potencia promedio anual y la capacidad de capacidad instalada es el factor de capacidad. La capacidad instalada es la suma de todas las clasificaciones de potencia de la placa de identificación del generador.

Los diez países mayores productores hidroeléctricos en 2020.

País	Producción hidroeléctrica anual (TWh)	Capacidad instalada (GW)	Factor de capacidad	% de la producción mundial	%en generación de electricidad doméstica
China China	1232	352	0.37	28.5%	17.2%
Brasil Brasil	389	105	0.56	9.0%	64.7%
Canadá Canadá	386	81	0.59	8.9%	59.0%
Estados Unidos	317	103	0.42	7.3%	7.1%
Rusia Rusia	193	91	0.42	4.5%	17.3%
India	151	49	0.43	3.5%	9.6%
Noruega Noruega	140	33	0.49	3.2%	95.0%
Japón Japón	88	50	0.37	2.0%	8.4%
Vietnam Vietnam	84	18	0.67	1.9%	34.9%
Francia	71	26	0.46	1.6%	12.1%

Capacidad instalada de energía hidroeléctrica (MW)

#	País	2020
1	China	370 160
2	Brasil	109 318
3	Estados Unidos	103 058
4	Canada	81 058
5	Rusia	51 811
6	India	50 680
7	Japón	50 016
8	Noruega	33 003
9	Turquía	30 984
10	Francia	25 897
11	Italia	22 448
12	España	20 114
13	Vietnam	18 165
14	Venezuela	16 521
15	Suecia	16 479
16	Suiza	15 571
17	Austria	15 147
18	Irán	13 233
19	México	12 671
20	Colombia	12 611
21	Argentina	11 348
22	Alemania	10 720
23	Pakistán	10 002
24	Paraguay	8 810
25	Australia	8 528
26	Laos	7 376
27	Portugal	7 262
28	Chile	6 934
29	Rumania	6 684
30	Corea del Sur	6 506
31	Ucrania	6 329
32	Malasia	6 275
33	Indonesia	6 210
34	Perú	5 735
35	Nueva Zelanda	5 389
36	Tayikistán	5 273
37	Ecuador	5 098

Véase también

En inglés: Hydropower Facts for Kids