Qué es la energía hidráulica y qué es la hidroeléctrica: así funciona la generación de electricidad a partir del agua

Vivimos en el "planeta azul", y si algo tenemos es agua. Por eso, parece lógico aprovecharla para obtener energía de ella, y eso es precisamente de lo que trata la energía hidráulica. Por eso, vamos a explicarte lo que es, y la manera en la que utilizamos el agua para obtener energía como la electricidad.

De hecho, también vamos a ahondar en la energía hidroeléctrica, que es un tipo de energía hidráulica que se centra en la producción de electricidad. Porque esta es una energía renovable especialmente limpia, alternativa de otras como la energía geotérmica, y España está muy bien situada en el ranking europeo de quienes más electricidad generan con ella.

Qué es la energía hidráulica

La energía hidráulica es una de las maneras que utilizamos para producir energía a partir del movimiento del agua. Cuando el agua está circulando con fuerza por un río o cae de cierta altura, lo hace con energía cinética o potencial, y esto puede transformarse en energía mecánica moviendo una turbina. Y luego, esto puede convertirse por ejemplo en electricidad con un generador.

Estamos ante una de las tecnologías más antiguas del mundo. Sí, hoy la asociamos con grandes presas y la generación de electricidad, pero las evidencias apuntan a que sus fundamentos empezaron a utilizarse en la antigua Grecia y en la civilización china en periodos similares, y las evidencias del uso de ruedas hidráulicas y molinos de agua se remontan al antiguo Cercano Oriente del siglo IV a.C. Estos ya eran métodos para aprovechar la energía hidráulica.

Por lo tanto, es una tecnología que lleva milenios con nosotros. Sí, han cambiado tanto la escala como la finalidad, y también las tecnologías intermedias para aprovechar esta energía, pero el concepto básico sigue siendo el de aprovechar la fuerza natural del agua.

Cómo se genera energía hidráulica

El proceso para el aprovechamiento de energía hidráulica es eficiente, limpio y fácil de activar y desactivar. El que seguimos con los métodos actuales podría dividirse en varios puntos.

1. Acumulación del agua: El agua primero se empieza a almacenar en embalses, o se canaliza desde un río utilizando canales o tuberías.
2. Aceleración del agua: Se utilizan circuitos para el agua diseñados para que gane velocidad y presión.
3. Movimiento de la turbina: Cuando se tiene el agua circulando con una gran velocidad o ejerciendo una gran presión, entonces se hace que pase por una turbina, que gira a gran velocidad debido a su energía.
4. Aprovechamiento de la turbina: Ahora toca aprovechar el movimiento de la turbina. En una central hidroeléctrica, por ejemplo, se conecta a un generador para convertir su movimiento en electricidad.
5. Transporte de energía: La energía generada se lleva allá donde es necesario. Por ejemplo, en el caso de la electricidad se transporta por líneas de alta tensión.

Diferencia entre energía hidráulica y hidroeléctrica

Vamos a aclarar ahora dos términos que son similares, pero no significan exactamente lo mismo. La energía hidráulica es el término para hablar con la que se extrae del agua en general, mientras que la energía hidroeléctrica es la que obtiene electricidad del proceso. Es su finalidad exclusiva.

Resumido, podemos decir que:

• Energía hidráulica: Se incluye a todas las aplicaciones que pueda haber de obtener energía a través del agua, desde las antiguas a los más modernas.
• Energía hidroeléctrica: Un subtipo de energía hidráulica cuya finalidad es exclusivamente la de producir electricidad.

Vamos, que la energía hidroeléctica es un tipo de energía hidráulica, concretamente ese que se centra en obtener electricidad. Sin embargo, la energía hidráulica no siempre es hidroeléctrica, ya que se puede usar la fuerza del agua con otros fines, como accionar maquinarias agrícolas, mover molinos, y más. Abarca tanto los usos modernos como los antiguos

Tipos de centrales hidroeléctricas 

A la hora de producir electricidad a partir del agua, las centrales pueden tener distintos tipos de ubicación. Pueden centrales al aire libre o a pie de presas, e incluso conecftadas por tuberías a presión si están alejadas de las presas. También puede haber centrales en cavernas coenctadas al embalse por túneles, tuberías a presión o ambas.

En el caso de las centrales que usan el flujo del agua, puede haber varios tipos. Pueden ser centrales de agua fluyente o de pasada cuando utilizan parte del flujo de un río. También pueden ser centrales de embalse, el tipo más frecuente, cuando utilizan embalses para almacenar el agua y graduar su caudal por una turbina.

También hay centrales de regulación que almacenan el agua que fluye por un río, o centrales de bombeo o reversibles. Estas últimas son un tipo que, además de transformar la energía del agua en electricidad, también puede usar electricidad para aumentar la potencia del agua y así almacenar energía en horas valle.

En el caso de las centrales que usan la caída del agua, también hay varios tipos. Pueden ser de alta presión si hay un desnivel de más de 200 metros en la caída del agua, de media presión con un desnivel entre 20 y 200 metros, o de baja persión con desniveles de menos de 20 metros. También las hay de muy baja presión con desniveles por debajo de 40 metros.

También hay otros tipos de centrales hidroeléctricas como las mareomotrices, que usan el flujo y reflujo de las mareas. Están las centrales mareomotrices sumergidas, y también las que aprovechan el movimiento de las olas.

Cómo funciona una central hidroeléctrica

Las centrales hidroeléctricas suelen tener unos componentes principales concretos, como la presa, el embalse, o cúmulo de agua. Luego tenemos elementos de seguridad como los rebosaderos, que son elementos que permiten liberar parte del agua retenida sin que pase por la sala de máquinas, o destructores de energía que reducen la energía del agua para evitar erosiones en el terreno o sobrecargas.

Después tenemos la sala de máquinas, donde están las turbinas, alternadores, y los elementos que regulan y controlan la central. Luego está la turbina, encargada de transformar la energía cinética de la corriente de agua que llega en energía mecánica. Y por último el alternador, un tipo de generador eléctrico que convierte la energía mecánica en eléctrica.

El proceso del funcionamiento es sencillo, primero se libera el agua y se hace que baje por tuberías a gran velocidad. Entonces, el agua golpea las turbinas de la central y las hace girar. La potencia con la que suceda esto va a depender del tipo de central, del cauce, de la potencia del agua, de muchas cosas, pero en esencia suele ser así, y este giro es el que convierte la energía del agua en enerrgía mecánica.

Una vez tenemos las turbinas girando, estas van conectadas a unos generadores eléctricos, que con este movimiento empiezan a producir electricidad. Entonces, la electricidad se envía a la red eléctrica, y el agua sigue su camino natural, porque no se desperdicia.

Ventajas e inconvenientes de la energía hidráulica 

La energía hidráulica tiene grandes ventajas, como el hecho de ni consumir agua ni emitir gases contaminantes durante su operación. Tampoco necesitan combustible para funcionar. También es un tipo de energía con una gran eficiencia, más que la de la térmica.

Además de esto, sus centrales cuentan con una gran estabilidad para la red eléctrica al arrancar en pocos minutos y ajustar su potencia rápidamente, y también una alta durabilidad, pudiendo operar entre 50 y 70 años. Y en cuanto a los embalses que necesitan, estos pueden suministrar agua a las poblaciones, sirven como protección contra inundaciones, o puede usarse su agua para regar.

Pero no todo son ventajas, y también hay algunos puntos en contra. Por ejemplo no todo son ventajas para los embalses, ya que al construirlos pueden tener un alto impacto en ecosistemas al tener que modificar cursos de los ríos. 

También tienen una alta dependencia del clima. Vamos, que si hay una sequía prolongada y el agua empieza a escasear, entonces su producción disminuye notablemente. Y por último, también requieren de un elevado tiempo de construcción y grandes costes iniciales para las infraestructuras.

Centrales hidroeléctricas en España

España cuenta con más de 1.300 centrales hidroeléctricas de todo tipo. Según datos de la International Hydropower Association (IHA), España es el quinto país de Europa que más electricidad produce con sus centrales hidroeléctricas, alcanzando los 20.425 MW a finales de 2023, y se sitúa en la 13ª posición a nivel mundial, generando un 1,4% del total de todo el mundo. El ranking mundial lo encabeza China con 421.540 MW.

Vamos a decirte cuáles son las cinco mayores centrales hidroelécgtricas de España, auténticos gigantes de producción de energía. Son las siguientes:

1. Central de Aldeadávila: Operada por Iberdrola, posee dos centrales hidroeléctricas puestas en marcha en 1962 y 1986 respecticamente, que suman una potencia instalada de 1.243 MW. Su producción media es de 2.400 GWh al año.
2. Central José María de Oriol, Alcántara: Operada por Iberdrola, cuenta con cuatro grupos hidroeléctricos cuya puesta en marcha tuvi lugar entre 1969 y 1970. Suman una potencia instalada de 957 MW, y alcanzan una producción anual de 1750 GWh.
3. Central de Villarino: Operada por Iberdrola, destaca porque sus turbinas no están a pie de presa, sino dentro de un tunel excavado para obtener una mayor altura. Tiene una potencia instalada de 857 MW, y consigue una producción anual de 1.376 GWh de media.
4. Central de Cortes-La Muela: Operada por Iberdrola, tiene una potencia instalada de 630 MW, y alcanza una producción media de .625 GWh anuales.
5. Central de Saucelle: También operada por Iberdrola, cuenta con dos centrales hidroeléctricas que entraron en funcionamiento en 1956 y en 1989. Ambas suman una potencia instalada de 520 MW, y alcanzan una producción de 900 GWh anuales.

Imagen de portada | JaBTy 

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