CONTENIDO
1. ¿QUÉ ES UNA CENTRAL HIDROELÉCTRICA? 2. COMPONENTES PRINCIPALES DE UNA CENTRAL
HIDROELÉCTRICA 3. TIPOS DE CENTRALES HIDROELÉCTRICAS 3.1. CENTRALES DE AGUA FLUYENTE 3.2. CENTRALES DE EMBALSES 3.3. CENTRALES DE BOMBEO O REVERSIBLES 4. FUNCIONAMIENTO DE UNA CENTRAL HIDROELÉCTRICA 5. VENTAAS E INCONVENIENTES DE LAS CENTRALES
HIDROELÉCTRICAS !. IMPACTO AMBIENTAL DE LAS CENTRALES HIDROELÉCTRICAS
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CENTRALES HIDROELÉCTRICAS
1. ¿QUÉ ES UNA CENTRAL HIDROELÉCTRICA? Una central hidroeléctrica es una instalación que permite aprovechar las
masas de agua en movimiento que circulan por los ríos para
transformarlas en energía eléctrica, utilizando turbinas acopladas a los
alternadores. Según la potencia instalada, las centrales hidroeléctricas pueden ser: entrales hidr!ulicas de gran potencia: m!s de "#$% de
potencia eléctrica. $inicentrales hidr!ulicas: entre "$% & "#$%.
$icrocentrales hidroeléctricas: menos de "$% de potencia.
2. COMPONENTES PRINCIPALES DE UNA CENTRAL HIDROELÉCTRICA
L" #$%&": 'a presa es el primer elemento que encontramos en
una central hidroeléctrica. Se encarga de contener el agua de un
río & almacenarla en un embalse. on la construcción de una presa se consigue un determinado
desnivel de agua, que es aprovechado para conseguir energía. 'a
presa es un elemento esencial & su forma depende
principalmente de la orografía del terreno & del curso del agua
donde se tiene que situar. 'as presas se pueden clasificar, según el material utilizado en su
construcción, en presas de tierra & presas de hormigón. 'as presas de hormigón son las m!s resistentes & las m!s
utilizadas. (a& tres tipos de presas de hormigón en función de su
estructura:
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triangulares con una base ancha que se va haciendo m!s
estrecha en la parte superior. Son construcciones de larga
duración & que no necesitan mantenimiento. 'a altura de
este tipo de presas est! limitada por la resistencia del
terreno. P$%&" '% )+%,-"* )n este tipo de presas la pared es curva.
'a presión provocada por el agua se transmite
íntegramente hacia las paredes del valle por el efecto del
arco. uando las condiciones son favorables, la estructura
necesita menos hormigón que una presa de gravedad,
pero es difícil encontrar lugares donde se puedan construir. P$%&"& '% /0-$"+%$-%&* *ienen una pared que soporta el
agua & una serie de contrafuertes o pilares de forma
triangular, que su+etan la pared & transmiten la carga del
agua a la base. )n general, se utilizan en terrenos poco estables & no son mu&
económicas. R%/&"'%$/&* )lementos que permiten liberar parte del agua
que es retenida sin que pase por la sala de m!quinas. D%&-$+-/$%& '% %0%$(": ue se utilizan para evitar que la
energía 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. -!sicamente encontramos dos
tipos de destructores de energía: 'os dientes o prismas de cemento, que provocan un
aumento de la turbulencia & de los remolinos. 'os deflectores de salto de esquí, que disipan la energía
haciendo aumentar la fricción del agua con el aire & a
través del choque con el colchón de agua que encuentra a
su caída. S"," '% 6+70"&* onstrucción donde se sitúan las m!quinas
turbinas, alternadores/0 & elementos de regulación & control de
la central. T+$70"* 'as turbinas hidr!ulicas son el elemento fundamental
para el aprovechamiento de la energía en las centrales
hidr!ulicas. *ransforman en energía mec!nica la energía cinética
fruto del movimiento0 de una corriente de agua. Su componente m!s importante es el rotor, que tiene una serie de
palas que son impulsadas por la fuerza producida por el agua en
movimiento, haciéndolo girar. 'as turbinas hidr!ulicas las podemos clasificar en dos grupos:
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T+$70"& '% "780* Son aquellas en las que la energía
de presión del agua se transforma completamente en
energía cinética. *ienen como característica principal que
el agua tiene la m!1ima presión en la entrada & la salida
del rodillo. Un e+emplo de este tipo son las turbinas 2elton & las
turbinas 3rancis. T+$70" P%,-/0* *ambién se conoce con el nombre de
turbina de presión. Son adecuadas para los saltos de gran
altura & para los caudales relativamente peque4os. 'a
forma de instalación m!s habitual es la disposición
horizontal del e+e.
del rodillo. 'as turbinas 3rancis se pueden usar en saltos
de diferentes alturas dentro de un amplio margen de
caudal, pero son de rendimiento óptimo cuando traba+an en
un caudal entre el 5# & el "##6 del caudal m!1imo. 2ueden ser instaladas con el e+e en posición horizontal o
en posición vertical pero, en general, la disposición m!s
habitual es la de e+e vertical.
T+$70"& '% $%"780* Son las turbinas en que solamente
una parte de la energía de presión del agua se transforma
en energía cinética. )n este tipo de turbinas, el agua tiene
una presión m!s peque4a en la salida que en la entrada. Un e+emplo de este tipo son las turbinas 7aplan.
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caudales medianos & grandes. 8ormalmente se instalan
con el e+e en posición vertical, pero también se pueden
instalar de forma horizontal o inclinada.
A,-%$0"'/$* *ipo de generador eléctrico destinado a transformar
la energía mec!nica en eléctrica. C/0'+7/0%&: 'a alimentación del agua a las turbinas se hace a
través de un sistema comple+o de canalizaciones. )n el caso de los canales, se pueden realizar e1cavando el
terreno o de forma artificial mediante estructuras de hormigón. Su
construcción est! siempre condicionada a las condiciones
geogr!ficas. 2or eso, la me+or solución es construir un túnel de
carga, aunque el coste de inversión sea m!s elevado. 'a parte final del recorrido del agua desde la c!mara de carga
hasta las turbinas se realiza a través de una tubería forzada. 2ara
la construcción de estas tuberías se utiliza acero para saltos de
agua de hasta 9###m & hormigón para saltos de agua de ##m. V,)+,"&: ;ispositivos que permiten controlar & regular la
circulación del agua por las tuberías. C:7%0%"& '% %6+7,7$7/* Son unos pozos de presión de las
turbinas que se utilizan para evitar el llamado <golpe de ariete=,
que se produce cuando ha& un cambio repentino de presión
debido a la apertura o cierre r!pido de las v!lvulas en una
instalación hidr!ulica.
(a& muchos tipos de centrales hidroeléctricas, &a que las características
del terreno donde se sitúa la central condicionan en gran parte su
dise4o. Se podría hacer una clasificación en tres modelos b!sicos:
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3.1. CENTRALES DE AGUA FLUYENTE
)n este caso no e1iste embalse, el terreno no tiene mucho desnivel & es
necesario que el caudal del río sea lo suficientemente constante como
para asegurar una potencia determinada durante todo el a4o. ;urante la
temporada de precipitaciones abundantes, desarrollan su m!1ima
potencia & de+an pasar agua e1cedente. )n cambio, durante la época
seca, la potencia disminu&e en función del caudal, llegando a ser casi
nulo en algunos ríos en verano.
3.2. CENTRALES DE EMBALSES
$ediante la construcción de una o m!s presas que forman lagos
artificiales donde se almacena un volumen considerable de agua por
encima de las turbinas. )l embalse permite graduar la cantidad de agua que pasa por las
turbinas. on el embalse puede producirse energía eléctrica durante
todo el a4o aunque el río se seque completamente durante algunos
meses, cosa que sería imposible con una central de agua flu&ente. )stas centrales e1igen, generalmente, una inversión de capital m!s
grande que la de agua flu&ente. ;entro de estos tipos e1isten dos
variantes de centrales: A. C%0-$",%& " #7% '% #$%&"
)n un tramo de río con un desnivel apreciable se constru&e una
presa de una altura determinada. 'a sala de turbinas est! situada
después de la presa.
 
B. C%0-$",%& #/$ '%$7)"780 '% ,"& "(+"& 'as aguas del río son desviadas mediante una peque4a presa &
son conducidas mediante un canal con una pérdida de desnivel
tan peque4a como sea posible, hasta un peque4o depósito
llamado c!mara de carga o de presión. ;e esta sala arranca una
tubería forzada que va a parar a la sala de turbinas.
2osteriormente, el agua es devuelta río aba+o, mediante un canal
de descarga. Se consiguen desniveles m!s grandes que en las
centrales a pie de presa.
3.3. CENTRALES DE BOMBEO O REVERSIBLES
Son un tipo especial de centrales que hacen posible un uso m!s racional
de los recursos hidr!ulicos. ;isponen de dos embalses situados a diferente nivel. uando la
demanda diaria de energía eléctrica es m!1ima, estas centrales traba+an
como una central hidroeléctrica convencional: el agua cae desde el
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embalse superior haciendo girar las turbinas & después queda
almacenada en el embalse inferior. ;urante las horas del día de menor demanda, el agua es bombeada al
embalse superior para que vuelva a hacer el ciclo productivo.
4. FUNCIONAMIENTO DE UNA CENTRAL HIDROELÉCTRICA
Si se toma como e+emplo un emplazamiento de una central de
acumulación con la central eléctrica a pie de presa, un esquema
simplificado de su funcionamiento es el siguiente: 'a presa 90, situada en el lecho de un río, acumula artificialmente un
volumen de agua para formar un embalse "0, lo que permite que el
agua adquiera una energía potencial masa a una cierta altura0 que
luego se transformar! en electricidad. 2ara ello, se sitúa en el
paramento aguas arriba de la presa, o en sus pro1imidades, una toma
de agua protegida por una re+illa met!lica >0 con una v!lvula que
permite controlar la entrada del agua en la galería de presión, previa a
una tubería forzada ?0 que conduce finalmente el agua hasta la turbina
situada en la sala de m!quinas de la central. )l agua a presión de la tubería forzada va transformando su energía
potencial en cinética, es decir, va perdiendo altura & adquiriendo
velocidad. @l llegar a las m!quinas, actúa sobre los !labes de la turbina
hidr!ulica 0, transformando su energía cinética en energía mec!nica
de rotación. )l e+e de la turbina est! unido al del generador eléctrico 50
que, al girar, convierte la energía rotatoria en corriente alterna de media
tensión & alta intensidad. $ediante transformadores A0, es convertida en
corriente de ba+a intensidad & alta tensión, para ser enviada a la red
general mediante las líneas de transporte B0.
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Una vez que ha cedido su energía, el agua es restituida al río, corriente
aba+o de la central, a través del canal de desagCe.
5. VENTAAS E INCONVENIENTES DE LAS CENTRALES HIDROELÉCTRICAS
'as venta+as de las centrales hidroeléctricas son: 8o necesitan combustibles & son limpias.
$uchas veces los embalses de las centrales tienen otras
utilidades importantes: el regadío, como protección contra las
inundaciones o para suministrar agua a las poblaciones pró1imas. *ienen costes de e1plotación & mantenimientos ba+os.
'as turbinas hidr!ulicas son de f!cil control & tienen unos costes
de mantenimiento reducido. )n contra de estas venta+as podemos enumerar los inconvenientes
siguientes: )l tiempo de construcción es, en general, m!s largo que el de
otros tipos de centrales eléctricas. 'a generación de energía eléctrica est! influenciada por las
condiciones meteorológicas & puede variar de estación a
estación. 'os costes de inversión por Dilovatio instalado son elevados.
)n general, est!n situadas en lugares le+anos del punto de
consumo &, por lo tanto, los costes de inversión en
infraestructuras de transporte pueden ser elevados.
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!. IMPACTO AMBIENTAL DE LAS CENTRALES HIDROELÉCTRICAS
Siempre se ha considerado que la electricidad de origen hidr!ulico es
una alternativa energética limpia. @un así, e1isten determinados efectos
ambientales debido a la construcción de centrales hidroeléctricas & su
infraestructura. 'a construcción de presas &, por e1tensión, la formación de embalses,
provocan un impacto ambiental que se e1tiende desde los límites
superiores del embalse hasta la costa. )ste impacto tiene las siguientes
consecuencias, muchas de ellas irreversibles: Sumerge tierras, alterando el territorio.
$odifica el ciclo de vida de la fauna.
;ificulta la navegación fluvial & el transporte de materiales aguas
aba+o nutrientes & sedimentos, como limos & arcillas0. ;isminu&e el caudal de los ríos, modificando el nivel de las capas
fre!ticas, la composición del agua embalsada & el microclima. 'os costes ambientales & sociales pueden ser evitados o reducidos a un
nivel aceptable si se evalúan cuidadosamente & se implantan medidas
correctivas. 2or todo esto, es importante que en el momento de construir 
una nueva presa se analicen mu& bien los posibles impactos
ambientales en frente de la necesidad de crear un nuevo embalse.
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