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¿Qué es la Energía Hidroeléctrica y Cómo Funciona?

energía hidroeléctrica

La energía hidroeléctrica es la que se crea utilizando la fuerza y el movimiento del agua que fluye o cae. Actualmente sólo representa un 2,2% del suministro total de electricidad en Gran Bretaña, pero tiene una larga historia en el país, ya que se aprovechó por primera vez en 1878 para alimentar las luces de la casa de campo de Cragside, en Northumberland. A nivel mundial, la energía hidroeléctrica representa alrededor del 17% de toda la producción de energía.

En 2017, la energía hidroeléctrica representa alrededor del 16% de nuestra energía renovable. Esto la convierte en nuestra cuarta fuente de energía renovable más generada, después de la energía eólica, la mareomotriz y la solar. Sin embargo, a nivel mundial, representa alrededor del 60% de toda la energía renovable producida.

¿Cómo funciona la energía hidroeléctrica?

La energía hidroeléctrica es una forma de electricidad generada de forma renovable. Se crea aprovechando la fuerza del agua que corre, se mueve o cae de los ríos, las mareas del mar o utilizando sistemas más grandes hechos por el hombre, como presas y embalses.

Convertir la fuerza natural del agua en electricidad requiere el uso de turbinas, convirtiendo su energía cinética en energía mecánica, que un generador convierte en electricidad para nuestro consumo. Hay numerosas formas de generar energía hidroeléctrica en diferentes cantidades y en diferentes lugares de Gran Bretaña.

Dependiendo de la cantidad y el método de generación, puede utilizarse inmediatamente, almacenarse o alimentar la red nacional para su uso en hogares, empresas y comunidades.

¿Cuáles son los tres tipos de energía hidroeléctrica?

Hay tres tipos principales de energía hidroeléctrica que se utilizan habitualmente. En esta sección, vamos a repasarlas y a explicar en qué consiste cada una de ellas.

Energía hidroeléctrica de bombeo

El bombeo es un método de generación de energía hidroeléctrica a gran escala que consiste en mover el agua entre embalses situados a diferentes alturas. Utilizando la gravedad, el agua fluye a gran velocidad desde el embalse más alto hacia abajo a través de turbinas hasta el embalse más bajo, alimentando un generador y generando electricidad. A continuación, puede volver a bombearse al embalse superior para repetir el ciclo.

Cuando la demanda de electricidad es alta, el agua se libera del embalse superior al inferior, fluyendo hacia abajo y haciendo girar inmediatamente las turbinas. En algunas centrales este proceso sólo dura 30 segundos, lo que significa que puede reaccionar rápidamente al aumento de la demanda y producir grandes cantidades de energía en poco tiempo. Cuando la demanda es baja, normalmente por la noche, el agua se bombea de nuevo al embalse superior utilizando electricidad barata de la red nacional para alimentar las bombas.

El bombeo de agua hacia arriba significa que la acumulación por bombeo suele consumir más electricidad de la que genera. Por lo tanto, su principal ventaja es la de ser un sistema de almacenamiento de energía y la de equilibrar y abastecer la red nacional a corto plazo en caso de escasez de electricidad.

Energía hidráulica a filo de agua

La energía hidroeléctrica a filo de agua es una forma de generar energía mediante turbinas situadas en los ríos que giran a medida que el agua fluye por ellos, alimentando un generador. Esta forma de energía es más difícil de controlar, a menos que el río esté represado, y es difícil de almacenar. En cambio, crea un flujo constante de energía que debe utilizarse en ese momento, o quedar sin uso.

La energía hidroeléctrica a filo de agua no puede crear tanta energía como las grandes centrales hidroeléctricas que utilizan y controlan grandes masas de agua en embalses y presas. También es menos fiable, ya que los niveles de agua de los ríos pueden fluctuar según las estaciones y la cantidad de lluvia, por ejemplo. Sin embargo, tiene la ventaja de que no genera los gases de efecto invernadero nocivos que pueden crear los embalses por la descomposición de la vegetación en el agua, ya que ésta fluye continuamente. También es un método de generación hidroeléctrica de bajo coste, ya que la infraestructura necesaria es bastante económica de instalar y mantener.

Microcentrales hidroeléctricas

Los propietarios que tienen la suerte de que un arroyo o un río pase por su propiedad pueden instalar a menudo microturbinas y generadores hidroeléctricos para generar su propia electricidad. Los proyectos de microcentrales hidroeléctricas suelen ser mucho más baratos de instalar y pueden generar una cantidad modesta pero fiable de electricidad. Ésta puede utilizarse o exportarse a la red nacional para ganar algo de dinero gracias a una tarifa gubernamental.

Una de las innovaciones hidroeléctricas más modernas es la «energía mareomotriz» o «hidroeléctrica en alta mar». Se trata de aprovechar la fuerza de las mareas cambiantes del mar para generar energía que se convierta en electricidad. Las turbinas de energía mareomotriz suelen colocarse en aguas poco profundas frente a la costa y, a medida que las mareas suben y bajan, el agua que fluye de un lado a otro pasa por grandes turbinas, alimentando un generador. Como la marea cambia varias veces al día en un ciclo fiable, es una fuente de generación de energía constante y sostenible.

En la actualidad, los proyectos de energía hidroeléctrica mareomotriz en el Reino Unido son escasos, ya que se trata de una tecnología nueva y poco probada. Sin embargo, existen numerosos planes de proyectos de energía mareomotriz en el Reino Unido, lo que podría aumentar masivamente la generación global de energía hidroeléctrica en Gran Bretaña en el futuro.

De hecho, Gran Bretaña está a la cabeza con el primer proyecto de «laguna mareal» del mundo, cuya construcción está prevista en la costa de Gales en los próximos años. El proyecto «Swansea Bay Tidal Lagoon» podría generar energía suficiente para 155.000 hogares, y también podrían establecerse proyectos similares en otros lugares de la costa británica.

<h2<¿La energía hidroeléctrica es buena o mala?

En esta sección, vamos a sopesar los pros y los contras de la energía hidroeléctrica. Empecemos por lo bueno:

¿Cuáles son las ventajas de la energía hidroeléctrica?

La energía hidroeléctrica es una fuente de energía renovable muy fiable y rentable. Las principales ventajas de la energía hidroeléctrica son

Altamente eficiente, fiable y sostenible

La generación hidroeléctrica depende únicamente de un flujo constante de agua corriente, lo que significa que puede generar energía las 24 horas del día cuando se instala en ríos o vías fluviales. Además, una turbina hidráulica típica puede convertir el 90% de la energía cinética del agua en energía eléctrica, lo que la convierte en la fuente de energía renovable más eficiente. Si comparamos esto con los paneles solares, que normalmente sólo convierten el 16,5% de la energía solar en energía eléctrica utilizable, está claro que es una fuente de energía mucho más fiable.

En comparación con la naturaleza variable de la energía eólica y solar, que dependen de las condiciones meteorológicas y de la hora del día, la energía hidroeléctrica es la forma más fiable y sostenible de energía renovable.

Barata de generar

La energía hidroeléctrica es una de las fuentes de energía renovable más rentables. Aunque la instalación de la infraestructura es bastante costosa, una vez que está en funcionamiento, es una fuente de energía de bajo coste, ya que el agua es un recurso natural y gratuito.

Esta es una de las preocupaciones en cuanto al desarrollo de fuentes de energía renovables, por lo que no es de extrañar que la energía hidroeléctrica haya florecido tanto en otras partes del mundo.

Esto hace que nos preguntemos… ¿qué es lo que frena al Reino Unido?

Infraestructuras duraderas

Las infraestructuras, como las presas hidroeléctricas, los embalses artificiales y las centrales hidroeléctricas, suelen ser muy duraderas y pueden durar entre 50 y 100 años, con sólo el mantenimiento necesario para que sigan funcionando. En el Reino Unido hay muchos ejemplos de larga duración, como por ejemplo La central eléctrica de Bonnington (1927) y el plan hidroeléctrico de Lochaber (1929), ambos todavía en funcionamiento en Escocia.

Al ser tan resistentes, los proyectos hidroeléctricos suelen ser inversiones de excelente valor a largo plazo, a pesar de los elevados costes iniciales de instalación y construcción.

Más fácil de almacenar que otras energías renovables

La energía generada a partir de la energía hidráulica también puede almacenarse en grandes cantidades y alimentar la red nacional cuando sea necesario. Es la única energía renovable que puede almacenarse en grandes cantidades, mediante sistemas de bombeo que almacenan grandes masas de agua en embalses.

Aunque la electricidad en sí no se almacena, el agua sí, y puede convertirse en electricidad cuando se necesite. Esto hace que la energía hidroeléctrica sea una solución alternativa fiable a la electricidad generada por el viento y la energía solar, que deben utilizarse a medida que se generan.

Rápida generación durante la alta demanda

Las centrales hidroeléctricas de gran tamaño situadas en embalses y presas pueden encenderse y apagarse para aumentar o disminuir la generación de electricidad cuando sea necesario. Como se ha mencionado anteriormente, algunas centrales hidroeléctricas pueden empezar a generar electricidad en tan sólo 30 segundos. Por eso, cuando hay una gran escasez de energía debido a la enorme demanda, la energía hidroeléctrica puede ser una solución ideal para generar rápidamente nuevas reservas de electricidad y equilibrar la red.

Un ejemplo habitual de picos de demanda es el que se produce durante las pausas publicitarias de los programas de televisión más populares o los grandes acontecimientos deportivos, como la Copa del Mundo. Cuando millones de personas en todo el país se apresuran a poner la tetera al mismo tiempo, la demanda de electricidad se dispara. Las centrales de bombeo se preparan para ello y pueden generar grandes cantidades de electricidad muy rápidamente para que todos podamos disfrutar de nuestras pausas simultáneas para el té.

¿Cuáles son las desventajas de la energía hidroeléctrica?

Aunque somos grandes admiradores de la energía hidroeléctrica y de las fuentes de energía renovables en general, sigue teniendo sus dificultades y restricciones. Las desventajas de la energía hidroeléctrica son las siguientes

No es tan «limpia» como parece

Aunque la energía hidroeléctrica suele considerarse una fuente de energía limpia, sorprendentemente puede producir gases de efecto invernadero nocivos cuando se genera en centrales hidroeléctricas con presas y embalses. La vegetación en descomposición y otras materias orgánicas o la escorrentía de las tierras de cultivo o de los lugares de tala circundantes, por ejemplo, pueden entrar en las presas y embalses.

Combustibles fósiles

Con el tiempo, al subir y bajar el nivel del agua, se liberan a la atmósfera gases procedentes de estos contaminantes que contienen metano y dióxido de carbono. Ambos son gases de efecto invernadero y contribuyen al calentamiento global, ya que permanecen en la atmósfera del planeta, absorben el calor del sol y aumentan la temperatura de la Tierra. Esto tiene el efecto de provocar el cambio climático y problemas como la subida del nivel del mar debido al deshielo de los casquetes polares, y fenómenos meteorológicos extremos como olas de calor o sequías.

Un estudio de la Universidad del Estado de Washington (EE.UU.) reveló que alrededor del 1,3% de las emisiones de gases de efecto invernadero provocadas por el hombre en todo el mundo proceden de los embalses. Por lo tanto, la producción de energía hidroeléctrica a gran escala tiene, lamentablemente, una huella de carbono y, de hecho, puede tener un efecto perjudicial para el planeta.

Impactos negativos para las comunidades locales y la vida silvestre

Dado que la generación de energía hidroeléctrica suele implicar grandes cambios en el entorno en el que se encuentra, puede causar problemas como el desplazamiento de las comunidades que dependen del río para la pesca, por ejemplo. Represar un río también puede afectar a la fauna que antes dependía del río y de su hábitat circundante para alimentarse o protegerse. La alteración del medio ambiente suele ser el principal motivo de oposición a los nuevos proyectos hidroeléctricos en todo el mundo.

Caro de construir

Construir proyectos hidroeléctricos a gran escala es caro. Por ejemplo, se calcula que la construcción del proyecto mareomotriz de Swansea Bay costará 1.300 millones de libras. Estos enormes costes hacen que a menudo se cancelen los proyectos, ya que los promotores no consiguen la financiación o las subvenciones gubernamentales suficientes para hacerlos viables desde el punto de vista financiero. Sin embargo, afortunadamente, una vez construida la infraestructura, el mantenimiento y la explotación de los proyectos hidroeléctricos son mínimos y sólo se necesita un puñado de empleados para mantenerlos en funcionamiento.

Capacidad limitada en el Reino Unido

Desgraciadamente, la generación de energía hidroeléctrica a gran escala está algo restringida en Gran Bretaña debido a la falta de lugares disponibles y adecuados que no estén utilizando ya energía hidroeléctrica. Para generar energía hidroeléctrica a gran escala se necesitan grandes masas y fuentes de agua, lo que significa que los lugares adecuados para construir proyectos hidroeléctricos son escasos. La capacidad hidroeléctrica interior es bastante limitada en 2018, lo que restringe la nueva energía hidroeléctrica a los microproyectos a pequeña escala o a los proyectos marinos y mareomotrices.

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