Partes de una central hidroelctrica Tubera forzaday o canal Presa Turbina Generador Transformador Lneas elctricas Compuertas hidrulicasyVlvulas hidrulicas Rejas y limpia rejas Embalse Casa de turbinas Ro

PresaEningenierase denominapresaorepresaa una barrera fabricada depiedra,hormigno materiales sueltos, que se construye habitualmente en una cerrada o desfiladero sobre unrooarroyo. Tiene la finalidad deembalsarelaguaen elcaucefluvial para elevar su nivel con el objetivo de derivarla, mediante canalizaciones de riego, para su aprovechamiento en abastecimiento oregado, laminacin de avenidas (evitar inundaciones aguas abajo de la presa) o para la produccin deenerga mecnicaal transformar laenerga potencialdel almacenamiento enenerga cinticay esta nuevamente en mecnica y que as se accione un elemento mvil con la fuerza del agua. La energa mecnica puede aprovecharse directamente, como en los antiguosmolinos, o de forma indirecta para producirenerga elctrica, como se hace en lascentrales hidroelctricas.turbinaTurbinaes el nombre genrico que se da a la mayora de lasturbomquinasmotoras. stas son mquinas de fluido, a travs de las cuales pasa un fluido en forma continua y ste le entrega su energa a travs de un rodete con paletas olabes.La turbina es un motor rotativo que convierte enenerga mecnica. El elemento bsico de la turbina es la rueda o rotor, que cuenta con palas, hlices, cuchillas o cubos colocados alrededor de su circunferencia, de tal forma que el fluido en movimiento produce una fuerza tangencial que impulsa la rueda y la hace girar. Esta energa mecnica se transfiere a travs de un eje para proporcionar el movimiento de unamquina, uncompresor, ungenerador elctricoo unahlice.

Generador elctricoUngenerador elctricoes todo dispositivo capaz de mantener unadiferencia de potencialelctrica entre dos de sus puntos (llamadospolos,terminalesobornes) transformando laenerga mecnicaenelctrica. Esta transformacin se consigue por la accin de uncampo magnticosobre los conductores elctricos dispuestos sobre una armadura (denominada tambinesttor). Si se produce mecnicamente un movimiento relativo entre los conductores y el campo, se generar unafuerza electromotriz(F.E.M.). Este sistema est basado en laley de Faraday.TransformadorSe denominatransformadora undispositivo elctricoque permite aumentar o disminuir latensinen un circuito elctrico decorriente alterna, manteniendo lapotencia. Lapotenciaque ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es, sin prdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las mquinas reales presentan un pequeo porcentaje de prdidas, dependiendo de su diseo y tamao, entre otros factores.El transformador esLneas elctricasLared de transporte de energa elctricaes la parte delsistema de suministro elctricoconstituida por los elementos necesarios para llevar hasta los puntos de consumo y a travs de grandes distancias laenerga elctricagenerada en lascentrales elctricas.Para ello, los niveles de energa elctrica producidos deben ser transformados, elevndose su nivel detensin. Esto se hace considerando que para un determinado nivel depotenciaa transmitir, al elevar la tensin se reduce lacorrienteque circular, reducindose las prdidas porEfecto Joule. Con este fin se remplazansubestacioneselevadoras en las cuales dicha transformacin se efecta empleandotransformadores, o bienautotransformadores. De esta manera, una red de transmisin emplea usualmente voltajes del orden de 220kVy superiores, denominadosalta tensin, de 400 o de 500kV.Compuerta hidrulicaUnacompuerta hidrulicaes un dispositivo hidrulico-mecnico destinado a regular el pasaje deaguau otrofluidoen unatubera, en uncanal,presas,esclusas, obras de derivacin u otra estructura hidrulica.EnbalseSe denominaembalsea la acumulacin de agua producida por una obstruccin en el lecho de unrooarroyoque cierra parcial o totalmente su cauce. EnEspaase emplea ocasionalmente el trminopantanocon este significado.La obstruccin del cauce puede ocurrir por causas naturales como, por ejemplo, el derrumbe de una ladera en un tramo estrecho del ro o arroyo, la acumulacin de placas de hielo o las construcciones hechas por los castores, y por obras construidas por el hombre para tal fin, como son laspresas.

Impactos ambientales potencialesLospotenciales impactos ambientales de los proyectos hidroelctricosson siempre significativos. Sin embargo existen muchos factores que influyen en la necesidad de aplicar medidas de prevencin en todo.Principalmente:La construccin y operacin de la represa y el embalse constituyen la fuente principal de impactos del proyecto hidroelctrico.3Los proyectos de las represas de gran alcance pueden causar cambios ambientales irreversibles, en una rea geogrfica muy extensa; por eso, tienen el potencial de causar impactos importantes. Ha aumentado la crtica de estos proyectos durante la ltima dcada. Los crticos ms severos sostienen que los costos sociales, ambientales y econmicos de estas represas pesan ms que sus beneficios y que, por lo tanto, no se justifica la construccin de las represas grandes. Otros mencionan que, en algunos casos, los costos ambientales y sociales puede ser evitados o reducidos a un nivel aceptable, si se evalan, cuidadosamente, los problemas potenciales y se implantan medidas correctivas que son costosas.Algunas presas presentan fallos o errores de construccin como es el caso de la Presa Sabaneta,4ubicada en La Provincia San Juan, Repblica Dominicana. Esta presa ha presentado grandes inconvenientes en las temporadasciclnicaspasadas, producto de su poca capacidad de desage y tambin a que su dos vertederos comienzan a operar despus que el embalse est lleno.El rea de influencia de una represa se extiende desde los lmites superiores del embalse hasta los esteros y las zonas costeras y costa afuera, e incluyen el embalse, la represa y la cuenca del ro, aguas abajo de la represa. Hay impactos ambientales directos asociados con la construccin de la represa (p.ej., el polvo, laerosin, problemas con el material prestado y de los desechos), pero los impactos ms importantes son el resultado delembalsedel agua, lainundacinde la tierra para formar el embalse, y la alteracin del caudal de agua, aguas abajo. Estos efectos ejercen impactos directos en los suelos, la vegetacin, la fauna y las tierras silvestres, la pesca, el clima y la poblacin humana del rea.Losefectos indirectosde la represa incluyen los que se asocian con la construccin, el mantenimiento y el funcionamiento de la represa (p.ej., los caminos de acceso, los campamentos de construccin, las lneas de transmisin de energa) y el desarrollo de las actividades agrcolas, industriales o municipales que posibilita la represa.Adems de los efectos directos e indirectos de la construccin de la represa sobre el medio ambiente, se debern considerar los efectos del medio ambiente sobre la represa. Los principales factores ambientales que afectan el funcionamiento y la vida de la represa son aquellos que se relacionan con el uso de la tierra, el agua y los otros recursos en las reas de captacin aguas arriba del reservorio (p.ej., la agricultura, la colonizacin, el desbroce del bosque) que pueden causar una mayor acumulacin de limos, y cambios en la cantidad y calidad del agua del reservorio y del ro. Se tratan estos aspectos en los estudios de ingeniera.Manejo de la cuenca hidrogrfica[editar]Es un fenmeno comn, ver el aumento en la presin sobre las reas altas encima de la represa, como resultado del reasentamiento de la gente de las reas inundadas y la afluencia incontrolada de los recin llegados al rea. Se degrada el medio ambiente del sitio, la calidad del agua se deteriora, y las tasas de sedimentacin del reservorio aumentan, a raz del desbroce del bosque para agricultura, la presin sobre los pastos, el uso de qumicos agrcolas, y la tala de los rboles para madera o lea. Asimismo, el uso del terreno de la cuenca alta afecta la calidad y cantidad del agua que ingresa al ro. Por eso, es esencial que los proyectos de las represas sean planificados y manejados considerando el contexto global de la cuenca del ro y los planes regionales de desarrollo, incluyendo, tanto las reas superiores de captacin, aguas arriba de la represa y la planicie de inundacin, como las reas de la cuenca hidrogrfica, aguas abajo.Otros impactos ambientales[editar]Los proyectos hidroelctricos, necesariamente, implican la construccin delneas de transmisinpara transportar la energa a los centros de consumo.Beneficio[editar]

Represa Yacyret,Argentina-Paraguay.El beneficioobvio del proyecto hidroelctrico es la energa elctrica, la misma que puede apoyar el desarrollo econmico y mejorar la calidad de la vida en el rea servida. Los proyectos hidroelctricos requieren mucha mano de obra y ofrecen oportunidades de empleo. Los caminos y otras infraestructuras pueden dar a los pobladores mayor acceso a los mercados para sus productos, escuelas para sus hijos, cuidado de salud y otros servicios sociales.Adems, la generacin de la energa hidroelctrica proporciona una alternativa para la quema de loscombustibles fsiles, o laenerga nuclear, que permite satisfacer la demanda de energa sin producir agua caliente, emisiones atmosfricas, ceniza, desechos radioactivos ni emisiones de CO2.Si el reservorio es, realmente, una instalacin de usos mltiples, es decir, si los diferentes propsitos declarados en el anlisis econmico no son, mutuamente, inconsistentes, los otros beneficios pueden incluir el control de las inundaciones y la provisin de un suministro de agua ms confiable y de ms alta calidad para riego, y uso domstico e industrial.La intensificacin de la agricultura, localmente, mediante el uso del riego, puede, a su vez, reducir la presin que existe sobre los bosques primarios, los hbitats intactos de la fauna, y las reas en otras partes que no sean adecuadas para la agricultura. Asimismo, las represas pueden crear pesca en el reservorio y posibilidades para produccin agrcola en el rea del reservorio que pueden ms que compensar las prdidas sufridas por estos sectores debido a su construccin.

1. Qu es una central hidroelctrica?Unacentral hidroelctrica es una instalacin que permite aprovechar las masas de agua en movimiento que circulan por los ros para transformarlas en energa elctrica, utilizando turbinas acopladas a los alternadores.Segn la potencia instalada, las centrales hidroelctricas pueden ser: Centrales hidrulicas de gran potencia: ms de 10MW depotencia elctrica. Minicentrales hidrulicas: entre 1MW y 10MW. Microcentrales hidroelctricas: menos de 1MW de potencia.2. Componentes principales de una central hidroelctrica La presa, que se encarga de contener el agua de un ro y almacenarla en unembalse. Rebosaderos,elementos que permiten liberar parte del agua que es retenida sin que pase por la sala de mquinas. Destructores de energa, que se utilizan para evitar que la energa que posee el agua que cae desde los salientes de una presa de gran altura produzcan, al chocar contra el suelo, grandes erosiones en el terreno. Bsicamente encontramos dos tipos de destructores de energa: Los dientes o prismas de cemento, que provocan un aumento de la turbulencia y de los remolinos. Los deflectores de salto de esqu, que disipan la energa haciendo aumentar la friccin del agua con el aire y a travs del choque con el colchn de agua que encuentra a su cada. Sala de mquinas. Construccin donde se sitan las mquinas (turbinas, alternadores) y elementos de regulacin y control de la central. Turbina. Elementos que transforman en energa mecnica laenerga cinticade una corriente de agua. Alternador.Tipo degenerador elctricodestinado a transformar la energa mecnica en elctrica. Conducciones.La alimentacin del agua a las turbinas se hace a travs de un sistema complejo de canalizaciones.En el caso de loscanales, se pueden realizar excavando el terreno o de forma artificial mediante estructuras de hormign. Su construccin est siempre condicionada a las condiciones geogrficas. Por eso, la mejor solucin es construir untnel de carga, aunque el coste de inversin sea ms elevado.La parte final del recorrido del agua desde la cmara de carga hasta las turbinas se realiza a travs de unatubera forzada. Para la construccin de estas tuberas se utiliza acero para saltos de agua de hasta 2000my hormign para saltos de agua de 500m. Vlvulas,dispositivos que permitencontrolar y regular la circulacin del aguapor las tuberas. Chimeneas de equilibrio: son unos pozos de presin de las turbinas que se utilizan para evitar el llamado golpe de ariete,que se produce cuando hay un cambio repentino de presin debido a la apertura o cierre rpido de las vlvulas en una instalacin hidrulica.La presaLa presa es el primer elemento que encontramos en una central hidroelctrica. Se encarga de contener el agua de un ro y almacenarla en unembalse.Con la construccin de una presa se consigue un determinadodesnivel de agua, que es aprovechado para conseguir energa. La presa es un elemento esencial y su forma depende principalmente de la orografa del terreno y del curso del agua donde se tiene que situar.Las presas se pueden clasificar, segn el material utilizado en su construccin, en presas de tierray presas de hormign.Las presas de hormign son las ms resistentesy las ms utilizadas. Hay tres tipos de presas de hormign en funcin de su estructura: Presas de gravedad. Son presas de hormign triangularescon una base ancha que se va haciendo ms estrechaen la parte superior. Son construcciones de larga duracin y que no necesitan mantenimiento. La altura de este tipo de presas est limitada por la resistencia del terreno. Presa de vuelta.En este tipo de presasla pared es curva. La presin provocada por el agua se transmite ntegramente hacia las paredes del valle por el efecto del arco. Cuando las condiciones son favorables, la estructura necesita menos hormign que una presa de gravedad, pero es difcil encontrar lugares donde se puedan construir. Presas de contrafuertes. Tienen una pared que soporta el agua y una serie de contrafuertes o pilares de forma triangular, que sujetan la pared y transmiten la carga del agua a la base.En general, se utilizan en terrenos poco estables y no son muy econmicas.La turbina hidrulicaLas turbinas hidrulicas son el elemento fundamental para el aprovechamiento de la energa en las centrales hidrulicas. Transforman en energa mecnica la energa cintica (fruto del movimiento) de una corriente de agua.Su componente ms importante es elrotor, que tiene una serie de palas que son impulsadas por la fuerza producida por el agua en movimiento, hacindolo girar.Las turbinas hidrulicas las podemos clasificar en dos grupos: Turbinas de accin. Son aquellas en las que la energa de presin del agua se transforma completamente en energa cintica. Tienen como caracterstica principal que el agua tiene la mxima presin en la entraday la salida del rodillo.Un ejemplo de este tipo son lasturbinas Pelton. Turbinasde reaccin.Son las turbinas en que solamente una parte de la energa de presin del agua se transforma en energa cintica. En este tipo de turbinas, el agua tiene una presin ms pequea en la salida que en laentrada.Un ejemplo de este tipo son lasturbinas Kaplan.Las turbinas que se utilizan actualmente con mejores resultados son lasturbinasPelton, Francis y Kaplan. A continuacin se enumeran sus caractersticas tcnicas y sus aplicaciones ms destacadas: Turbina Pelton. Tambin se conoce con el nombre deturbina de presin. Son adecuadas para lossaltos de gran altura y para los caudales relativamente pequeos. La forma de instalacin ms habitual es ladisposicin horizontal del eje.

Turbina Francis. Es conocida comoturbina de sobrepresin, porque la presin es variable en las zonas del rodillo. Las turbinas Francis se pueden usar ensaltos de diferentes alturas dentro de un amplio margen de caudal, pero son de rendimiento ptimo cuando trabajan en un caudal entre el 60 y el 100% del caudal mximo.Pueden ser instaladas con el eje en posicin horizontal o en posicin vertical pero, en general, la disposicin ms habitual es la deeje vertical.

Turbina Kaplan. Son turbinas de admisin total y de reaccin. Se usan ensaltos de pequea altura con caudales medianos y grandes. Normalmente se instalan con el eje en posicin vertical, pero tambin se pueden instalar de forma horizontal o inclinada.

En el siguiente juego interactivo puedes comprender mejorla relacin entre el caudal y la altura en las centrales hidroelctricas.3. Tipos de centrales hidroelctricasHay muchos tipos de centrales hidroelctricas, ya que las caractersticas del terreno donde se sita la central condicionan en gran parte su diseo.Se podra hacer una clasificacin en tres modelos bsicos: Centrales de agua fluyente. En este caso no existe embalse, el terreno no tiene mucho desnivel y es necesario que el caudal del ro sea lo suficientemente constante como para asegurar una potencia determinada durante todo el ao. Durante la temporada de precipitaciones abundantes, desarrollan su mxima potencia y dejan pasar agua excedente. En cambio, durante la poca seca, lapotenciadisminuye en funcin del caudal, llegando a ser casi nulo en algunos ros en verano. Centrales de embalses. Mediante la construccin de una o ms presas que forman lagos artificiales donde se almacena un volumen considerable de agua por encima de las turbinas.El embalse permite graduar la cantidad de agua que pasa por las turbinas. Con el embalse puede producirse energa elctrica durante todo el ao aunque el ro se seque completamente durante algunos meses, cosa que sera imposible con una central de agua fluyente.Estas centrales exigen, generalmente, una inversin de capital ms grande que la de agua fluyente. Dentro de estos tipos existen dos variantes de centrales: Centrales a pie de presa: en un tramo de ro con un desnivel apreciable se construye una presa de una altura determinada. La sala de turbinas est situada despus de la presa. Centrales por derivacin de las aguas: las aguas del ro son desviadas mediante una pequea presa y son conducidas mediante un canal con una prdida de desnivel tan pequea como sea posible, hasta un pequeo depsito llamadocmara de carga o de presin. De esta sala arranca una tubera forzada que va a parar a la sala de turbinas. Posteriormente, el agua es devuelta ro abajo, mediante un canal de descarga. Se consiguen desniveles ms grandes que en las centrales a pie de presa. Centrales de bombeo o reversibles. Son un tipo especial de centrales que hacen posible un uso ms racional de los recursos hidrulicos.Disponen dedos embalses situados a diferente nivel. Cuando la demanda diaria de energa elctrica es mxima, estas centrales trabajan como una central hidroelctrica convencional: el agua cae desde el embalse superior haciendo girar las turbinas y despus queda almacenada en el embalse inferior.Durante las horas del da de menor demanda,el agua es bombeada al embalse superiorpara que vuelva a hacer el ciclo productivo.4. Funcionamiento de una central hidroelctricaLapresa, situada en el curso de un ro, acumula artificialmente un volumen de agua para formar un embalse. Eso permite que el agua adquiera unaenerga potencialque despus se transformar en electricidad.Para esto, la presa se sita aguas arriba, con unavlvulaque permite controlar la entrada de agua a la galera de presin; previa a una tubera forzada que conduce el agua hasta la turbina de la sala de mquinas de la central.El agua a presin de la tubera forzada vatransformando su energa potencial en cintica(es decir, va perdiendo fuerza y adquiere velocidad). Al llegar a la sala de mquinas el agua acta sobre los labes de la turbina hidrulica, transformando su energa cintica en energa mecnica de rotacin.El eje de la turbina est unido al delgenerador elctrico, que al girar convierte la energa rotatoria en corriente alterna de media tensin.El agua, una vez ha cedido su energa, es restituida al ro aguas abajo de la central a travs de un canal de desage.5. Ventajas e inconvenientes de las centrales hidroelctricasLasventajas de las centrales hidroelctricas son: No necesitan combustibles y sonlimpias. Muchas veces los embalses de las centrales tienen otras utilidades importantes: el regado, como proteccin contra las inundaciones o para suministrar agua a las poblaciones prximas. Tienen costes de explotacin y mantenimientos bajos. Las turbinas hidrulicas son de fcil control y tienen unos costes de mantenimiento reducido.En contra de estas ventajas podemos enumerar losinconvenientes siguientes: El tiempo de construccin es, en general, ms largo que el deotros tipos de centrales elctricas. La generacin de energa elctrica est influenciada por las condiciones meteorolgicas y puede variar de estacin a estacin. Los costes de inversin por kilovatio instalado son elevados. En general, estn situadas en lugares lejanos del punto de consumo y, por lo tanto, los costes de inversin en infraestructuras de transporte pueden ser elevados.

6. Impacto ambiental de las centrales hidroelctricasSiempre se ha considerado que la electricidad de origen hidrulico es unaalternativa energtica limpia. Aun as, existen determinados efectos ambientales debido a la construccin de centrales hidroelctricas y su infraestructura.La construccin de presas y, por extensin, la formacin de embalses, provocan un impacto ambiental que se extiende desde los lmites superiores del embalse hasta la costa. Este impacto tiene las siguientes consecuencias, muchas de ellas irreversibles: Sumerge tierras, alterando el territorio. Modifica el ciclo de vida de la fauna. Dificulta la navegacin fluvial y el transporte de materiales aguas abajo (nutrientes y sedimentos, como limos y arcillas). Disminuye el caudal de los ros, modificando el nivel de las capas freticas, la composicin del agua embalsada y el microclima.Los costes ambientales y sociales pueden ser evitados o reducidos a un nivel aceptable si se evalan cuidadosamente y se implantan medidas correctivas. Por todo esto, es importante que en el momento de construir una nueva presa se analicen muy bien los posibles impactos ambientales en frente de la necesidad de crear un nuevo embalse.