La energía del agua o energía hidráulica

FRANK NÚÑEZ RAMÍREZ
En nuestro artículo anterior clasificamos la energía en renovable y no renovable, de acuerdo con la fuente que la originaba.  En esa ocasión nos referimos específicamente a la energía del viento o energía eólica. En esta entrega trataremos otro tipo de energía renovable: la energía del agua o energía hidráulica. Las Centrales Hidroeléctricas o Plantas Hidroeléctricas, como su nombre lo sugiere, obtienen su energía primaria a partir de la energía potencial presente en una columna de agua de una altura determinada.

El lugar donde es almacenada el agua recibe el nombre de Embalse o Presa.  El sitio donde se produce la energía eléctrica se conoce como Casa de Máquinas.

La tubería que lleva el agua desde el embalse o presa hasta la casa de máquinas es denominada Tubería de Presión.

La energía que posee el agua almacenada en el embalse se define como energía potencial, debido a su posición o altura con relación a la casa de máquinas.

Esta energía potencial del agua sufre los siguientes procesos de transformación:

1. De energía potencial a energía cinética, a través de la tubería de presión.  La energía cinética es la producida por el desplazamiento o movimiento del agua dentro de dicha tubería de presión.

2. De energía cinética a energía mecánica en la Turbina Hidráulica.  Esta turbina es un equipo mecánico que convierte la energía cinética del agua en energía mecánica, que se manifiesta y entrega a través del eje o rotor de la turbina.

3. De energía mecánica a energía eléctrica en el Generador Eléctrico de la central hidroeléctrica.  El Generador Eléctrico es pues un convertidor de energía, dado que recibe energía mecánica de la turbina y la convierte en energía eléctrica.

El agua, luego de ser turbinada va a un segundo embalse denominado Contraembalse, donde permanece allí para ser utilizada para fines de riego, suministro de agua a acueductos, o para ser aprovechada para producir energía eléctrica en otra casa de máquinas localizada aguas abajo de este contraembalse.

Existe una modalidad de centrales hidroeléctricas que se denominan de “Almacenamiento por Bombeo”.  Mediante este sistema el agua, ya turbinada, es retornada al embalse para producir nueva vez energía eléctrica.  El ciclo normal suele ser de generación en horas de la noche (cuando la demanda de megavatios es mayor) y bombeo en horas del día (cuando la carga reactiva industrial está a su máxima capacidad).

En este caso el generador, que se conoce como “Generador Síncrono” opera como “Motor Síncrono” realizando dos tareas importantes:  Bombear el agua ya turbinada de vuelta al embalse y producir potencia reactiva capacitiva para mejorar el factor de potencia del sistema.  Pero, el comportamiento de la potencia reactiva en el sistema eléctrico es tema de otro artículo.

Las centrales hidroeléctricas cumplen diversas funciones, entre las que podemos citar:

a) Regular el caudal de los ríos para evitar y prevenir inundaciones.

b) Servir a la agricultura, proveyendo agua a los canales de riego, primarios, secundarios y terciarios, para irrigar los predios agrícolas.

c) Suplir agua para los sistemas de acueductos de pueblos y ciudades cercanos a la presa o embalse.

d) Permitir el desarrollo turístico, aprovechando las condiciones ecológicas del lago de la presa para fines de facilitar la pesca y los deportes acuáticos en el mismo.  Y, finalmente

e) Producir energía eléctrica limpia a los más bajos costos del mercado.

En la República Dominicana la producción hidroeléctrica es administrada y mantenida por la Empresa Generadora Hidroeléctrica, de la Corporación Dominicana de Empresas Eléctricas Estatales (CDEEE).

Nuevos estudios y diseños de ingeniería se están llevando a cabo, especialmente en el campo de pequeñas centrales hidroeléctricas, para incrementar el aprovechamiento de los recursos hidrográficos de nuestro país.

Es importante destacar el hecho de que una de las vías de abaratar el precio del kilovatio-hora al consumidor es mediante el incremento de la generación hidroeléctrica, debido al bajo costo de producción de dichas centrales.