Energías renovables (VII). Energía hidráulica

La energía hidráulica se basa en aprovechar la caída del agua desde cierta altura y por tanto, en el principio de conservación de la energía que permitirá que su energía potencial, durante la caída, se convierta en cinética. El agua pasa por las turbinas a gran velocidad, provocando un movimiento de rotación de los álabes de las mismas que será comunicado al alternador para la generación de energía eléctrica. 

Se trata de un recurso natural disponible en las zonas que presentan suficiente cantidad de precipitaciones; el agua,  una vez utilizada, será devuelta río abajo. Su desarrollo requiere construir pantanos, presas, embalses, canales de derivación y la instalación de grandes turbinas y equipamiento para generar electricidad. Todo ello implica la inversión de grandes sumas de dinero pero, con todo, resulta una de las energías más rentables económicamente puesto que sus gastos de explotación y mantenimiento son bajos.
Los requisitos de este tipo de instalaciones son:

1. Las condiciones pluviométricas medias del año deben ser favorables. 
2. El lugar de emplazamiento está supeditado a la orografía del terreno. 
3. En el aprovechamiento de la energía hidráulica influyen dos factores: el caudal y la altura del salto. La construcción de presas se justifica pues en dos sentidos: la regulación del caudal del río y aumentar la altura del salto de agua. Sin embargo no puede olvidarse que la construcción de presas también tiene inconvenientes: la inundación de terrenos fértiles y tierras habitadas que será preciso expropiar, el impacto paisajístico, las alteraciones en el ecosistema... Otra posibilida para incrementar la altura del salto es derivando el agua por un canal de pendiente pequeña (menor que la del cauce del río), consiguiendo un desnivel mayor entre el canal y el cauce del río. 

La tecnología de las instalaciones se ha mantenido igual durante el siglo XX, instalándose diferentes tipos de turbinas en función del caudal y de la altura del salto: Pelton (saltos grandes y caudales pequeños), Francis (salto más reducido y mayor caudal), Kaplan (salto muy pequeño y caudal muy grande) y de hélice. 

Las centrales hidroeléctricas suelen clasificarse de acuerdo con la procedencia del aporte de agua en:

1. Centrales de agua fluyente: No cuentan prácticamente con reserva de agua, oscilando el caudal suministrado según las estaciones del año. En la temporada de precipitaciones abundantes (de aguas altas), desarrollan su potencia máxima, y dejan pasar el agua excedente. Durante la época seca (aguas bajas), la potencia disminuye en función del caudal, llegando a ser casi nulo en algunos ríos en la época del estío. Su construcción se realiza mediante presas sobre el cauce de los ríos, para mantener un desnivel constante en la corriente de agua.
2. Centrales de agua embalsada: Se alimenta del agua de grandes lagos o de pantanos artificiales (embalses), conseguidos mediante la construcción de presas. Este agua es utilizada según la demanda, a través de conductos que la encauzan hacia las turbinas.
3. Centrales de Regulación: Prestan un gran servicio en situaciones de bajos caudales, ya que el almacenamiento es continuo, regulando de modo conveniente para la producción. Se adaptan bien para cubrir horas punta de consumo.
4. Centrales de Bombeo: Acumulan caudal mediante bombeo, con lo que su actuación consiste en acumular energía potencial.

Ventajas (o caras) de este tipo de centrales: 

1. Es un recurso inagotable, en tanto en cuanto el ciclo del agua perdure.
2. Produce trabajo a la temperatura ambiente y por tanto no existe contaminación térmica.
3. No requieren combustible, sino que usan una forma renovable de energía, constantemente repuesta por la naturaleza de manera gratuita.
4. Es limpia, pues no contamina ni el aire ni el agua.
5. A menudo puede combinarse con otros beneficios, como riego, protección contra las inundaciones, suministro de agua, caminos, navegación y aún ornamentación del terreno y turismo.
6. Los costos de mantenimiento y explotación son bajos.
7. La turbina hidráulica es una máquina sencilla, eficiente y segura, que puede ponerse en marcha y detenerse con rapidez y requiere poca vigilancia siendo sus costes de mantenimiento, por lo general, reducidos

Las cruces (o inconvenientes): 

1. Las presas son obstáculos insalvables para algunas especies animales (los salmones, por ejemplo) produciendo trastornos en el ecosistema.
2. "Contaminación" del agua. El agua embalsada no tiene las condiciones de salinidad, gases disueltos, temperatura, nutrientes, y demás propiedades del agua que fluye por el río.
3. Privación de sedimentos al curso bajo. Los sedimentos se acumulan en el embalse empobreciéndose de nutrientes el resto de río hasta la desembocadura.
4. Los costos de instalación iniciales son muy altos tanto en tiempo como en dinero.
5. Su ubicación, condicionada por la orografía, suele estar lejos de los centros de consumo y obliga a construir un sistema de transmisión de electricidad, aumentando los costos de inversión y de mantenimiento y aumentando la pérdida de energía.
6. El espacio necesario para el embalse inunda muchas hectáreas de terreno con los consiguientes perjuicios: expropiaciones, inundación de tierras de labor...
7. La disponibilidad de energía puede fluctuar, de acuerdo con el régimen de lluvias, de estación en estación y de año en año, por lo que este tipo de centrales suelen utilizarse en la regulación de la demanda, no como equipo de base.

En esta infografía de Eroski Consumer encontramos una clasificación de los diferentes tipos de centrales hidráulicas (de pasada, de reserva y de bombeo) y podemos apreciar la conexión de la turbina con el alternador.