TECNOLOGÍA INDUSTRIAL I 1º DE BACHILLERATO. Tema 4 CIENTÍFICO TECNOLÓGICO LA ENERGÍA HIDRÁULICA

introducción - La energía hidráulica es a poseída por el agua de los ríos adecuadamente encauzada en los embalses. - Recibe también el nombre de hulla blanca. - Ya se utilizaba 600 años a. c. - La rueda hidráulica, atribuida a Vitrubio se utilizo a partir del S.I a.c. - En un principio se aprovechaba el caudal y el desnivel para producir directamente energía mecánica para la fabrica proxima. - Actualmente la conversión es en energía eléctrica, mas fácil de trasportar a grandes distancias. - Este proceso de transformación de la energía se lleva a acabo en centrales hidroeléctricas.

Centrales Hidroeléctricas Las centrales hidroeléctricas son aquellas instalaciones que trasforman la energía potencial del agua de los ríos en energía eléctrica. Las distintas trasformaciones se realizan en tres etapas: Energía cinética del agua Energía cinética del eje Energía potencial Energía eléctrica tuberías turbinas alternador

Clasificación en función del caudal Central hidroeléctrica de Laufenburgo Centrales de agua embalsada.- Como el caudal del rió es variable, se acumula agua mediante un embalse para conseguir una producción de energía regular. Centrales de agua fluyente.- Se aprovecha directamente la energía potencial del agua al ser el caudal constante.

Presa-I La presa es una estructura generalmente de hormigón destinada a retener el agua de un rió formando un embalse. Los tipos de presas mas importantes son: - Presas de gravedad.- Reciben este nombre por contrarrestar el empuje del agua con su peso. Presas de gravedad aligeradas.- poseen una estructura hueca que disminuye su peso, son mas seguras que las anteriores y soportan bien las dilataciones. Presas de arco o de bóveda sencilla.- Tienen una parte convexa dirigida aguas arriba, suelen ser de sección triangular, aunque mas estilizadas que las de gravedad. Trasmiten el esfuerzo a las paredes laterales por lo que estas deben de ser sólidas.

Presa-II Como elemento de seguridad para evitar roturas en caso de alcanzar la cota de llenado, se utilizan: - vertederos o reboses.- Un vertedero es diseñado para contener y controlar el desbordamiento cuando el embalse está lleno. Los vertederos son, o deberían ser, diseñados para acomodar flujos durante la etapa de inundación máxima para prevenir el daño a la presa y elementos accesorios . Aliviaderos.- controlados por compuertas que se abren cuando es necesario. Suelen situarse en el centro Conductos.- tuberías que comunican el interior del embalse con el exterior.

Funcionamiento de una central hidroeléctrica En una central tipo tenemos: Embalse (1).- Volumen de agua estancada La presa (2).- Retiene el agua, embalsándola. La tubería (4).- El agua embalsada fluye a través de la tubería forzada hasta llegar a la sala de maquinas. Rejillas (3) y compuertas.- A la entrada de la tubería se sitúan una serie de compuertas y rejillas que controlan el caudal de agua y actúan como filtros impidiendo la entrada de elementos extraños. Turbina- alternador (5-6-7-8).- Al llegar el agua a la turbina, la hace girar, y solidariamente gira el alternador, produciendo en los terminales una corriente alterna de alta intensidad y tensión relativamente baja. Trasformadores (9).- En el exterior del edificio se encuentran los trasformadores que convierten la corriente alterna de alta intensidad y bajo voltaje en alto voltaje y baja intensidad, para su envió a las líneas de trasporte. Funcionamiento de una central hidroeléctrica Líneas de alta tensión (10).- Son las líneas de trasporte de la energía eléctrica, que conectan con la red nacional

Tipos de saltos de agua.- La potencia, numero y tipo de turbinas y alternadores instalados en una presa depende de las características del salto de agua, del caudal y del desnivel. Teniendo en cuenta la altura del salto, tenemos: - Saltos de gran altura ( > 400m). Turbina Pelton. - Saltos de media altura ( entre 15 y 400m.) Turbina Francis. - Saltos de baja altura (< de 15m.) Turbinas Kaplan. A menor altura , mayor debe de ser el caudal. La potencia es proporcional al producto del desnivel por el caudal. Potencia instalada.- Es la potencia máxima que se puede obtener supuestas las mejores condiciones de caudal y desnivel.

Tipos de centrales hidroeléctricas-I De acuerdo con la potencia generada, las centrales pueden ser: - Minicentrales hidráulicas.-con potencia comprendida entre 250 y 5.000 Kw. Utilizadas para abastecer a pequeñas poblaciones o fabricas. - Macro centrales o centrales hidroeléctricas con potencias superiores a 5.000 Kw. Situadas en ríos caudalosos dan suministro a la red eléctrica y grandes ciudades. La mayor del mundo es la de Itaipu, en el rio Paraná, entre Brasil Y Paraguay. Con 14.000 MW. En el futuro, lo será la de las Tres Gargantas, China , actualmente en construcción y que suministrara una potencia de 18.200 MW.

Tipos de centrales hidroeléctricas-II De acuerdo con la estructura de la central, derivada de su propio emplazamiento, las centrales pueden ser: - Centrales de aprovechamiento por derivación de agua.- Consta de una pequeña presa que desvía el agua hacia un canal ligeramente inclinado que la lleva a una cámara de carga, desde aquí se dirige , por una tubería, a la cámara de maquinas, para mover las turbinas, retornando al rió. Centrales de aprovechamiento por acumulación de las aguas.- Por medio de una gran presa el agua se acumula, a mitad de altura se encuentra la toma de agua, que moverá las turbinas. También recibe el nombre de central de pie de presa.

Tipos de centrales hidroeléctricas-III PRODUCCIÓN CONSUMO Centrales de Bombeo o acumulación.- Son centrales que almacenan energía potencial, agua embalsada, pueden ser de dos tipos: De bombeo puro.- Constan de un embalse superior artificial, si puede ser en caverna, mejor, pues habrá menos evaporación, a donde se bombea el agua del embalse inferior o del cauce del rió. La capacidad del embalse debe de permitirle funcionar sin interrupción de 4 a 6 horas. De bombeo mixto.- Consta de dos embalses uno superior, aguas arriba y otro inferior, a pie de presa, pudiendo funcionar como central convencional o como central de bombeo. NOTA: Pueden utilizar motobombas o turbinas reversibles (actúan como bombas o como turbinas). Usualmente Francis o Kaplan.

Central de bombeo de Tanes-Rioseco El conjunto de embalses de Tanes y Rioseco, situados en el cauce superior del alto Nalon, y su central con una capacidad de generación eléctrica de 134 MW. Y de 115MW en bombeo. situada entre ambos, bombea el agua del embalse de Rioseco, inferior, y genera energía con el agua del embalse de Tanes, superior..

Ventajas e inconvenientes de la energía hidráulica.- - El proceso de transformación de la energía es limpio. - La presa actúa como reguladora del caudal del rió para el caso de sequías o riadas. - El agua embalsada se puede utilizar para el abastecimiento de agua potable a la población y o regadío. - El embalse pude ser utilizado como zona de recreo y esparcimiento y para la practica de deportes náuticos. Inconvenientes- - Para su construcción se deben anegar grandes extensiones de terreno fértil, pueblos e incluso ciudades. - Al retener los sedimentos en suspensión, alteran los ecosistemas, tanto aguas arriba como en la desembocadura. - Al interrumpir el curso del rio produce grandes alteraciones en la flora y fauna fluvial. - En zonas tropicales el agua estancada es un foco de enfermedades. - los vertidos realizados aguas arriba de la presa, se acumulan en el embalse de la misma. - En caso de rotura de la presa, la onda generada destruiría todo a su paso. - Tiene una gran dependencia de las precipitaciones.

La energía hidráulica en España- España es un país de gran riqueza hidráulica como consecuencia de su orografía. Dispone de casi un millar de centrales, de las cuales 22 son de mas de 200 MW de potencia. En relación al total de energía producida, representa el 36,8%. Aunque como consecuencia de las variaciones en el régimen de precipitaciones, su producción es muy dispar. En los últimos años se ha potenciado la construcción y rehabilitación de minicentrales. Se prevé la construcción de centrales de bombeo.

FIN