La última vez que paseaste por un río o nadaste en un lago probablemente no pensaste en ellos como una de las fuentes de generación de electricidad más antiguas del mundo. La generación hidroeléctrica -la energía creada por el agua que fluye- se remonta al siglo IV a.C. y representa la mayor parte de la generación de fuentes de energía renovables del mundo.
Sin embargo, a menudo se excluye de las conversaciones políticas y de los llamamientos a la acción para aumentar la dependencia de las fuentes de energía limpia en respuesta al cambio climático. Examinamos qué diferencia a la energía hidroeléctrica de las otras fuentes de energía limpia, como la solar o la eólica; sus beneficios y desventajas y la tecnología común utilizada para generar hidroelectricidad hoy en día.
¿Qué es la electricidad hidroeléctrica?
Como se ha mencionado anteriormente, la energía hidroeléctrica se refiere al proceso de captar el flujo de agua aguas abajo y convertirlo en electricidad. Como la energía se produce a partir del agua, las centrales hidroeléctricas suelen encontrarse cerca de una fuente de agua, como un río. Naturalmente, cuanto más rápido fluya el agua y mayor sea su volumen, más electricidad podrá producir una central hidroeléctrica.
Aunque las centrales hidroeléctricas varían según el tipo, el tamaño y la tecnología, la mayoría de la energía hidroeléctrica se crea siguiendo más o menos el mismo procedimiento:
- El flujo de agua se coordina en una turbina de agua.
- El volumen del flujo de agua y el cambio de elevación influyen en la turbina para que gire
- Cuando la turbina gira, el generador asociado produce energía
- Cuando el sol brilla en la superficie de la tierra, hace que el agua de los ríos, lagos y océanos se evapore.
- El agua evaporada (vapor) se condensa en las nubes y cae como lluvia y nieve.
- Las gotas de lluvia y los copos de nieve se capturan en arroyos y ríos, que desembocan en océanos y lagos y así el ciclo comienza de nuevo
- 7% de la generación de electricidad del país
- 97% de todo el almacenamiento de energía
- Aproximadamente 300.000 puestos de trabajo en Estados Unidos
Debido a la naturaleza autorrenovable y abundante de las aguas superficiales, la energía hidroeléctrica entra en el cubo de las fuentes de energía limpias, junto con la energía producida a partir de la energía solar o eólica. En Canadá, es la razón por la que los sistemas eléctricos del país suelen ser etiquetados como uno de los más limpios del mundo.
Sin embargo, la generación hidroeléctrica tiene sus inconvenientes, lo que explica en parte que la hidroelectricidad genere un poco de controversia en cuanto a su condición de fuente de energía limpia. Cuanto más grande es la instalación de la presa, más electricidad produce, pero tiene un coste. Embalsar un río altera los hábitats de la fauna, bloquea la migración de los peces y, con el paso de los años, puede reducir las poblaciones de peces. Por ello, la mayoría de los estados de EE.UU. se muestran reticentes a la hora de contabilizar la energía hidroeléctrica en los mandatos estatales de energía renovable, dejando a la hidroelectricidad al margen de las conversaciones sobre el cambio climático, a pesar de producirse a partir de una fuente renovable.
A nivel mundial, la energía hidroeléctrica es la principal fuente renovable para la generación de electricidad, suministrando casi tres cuartas partes de toda la electricidad renovable. Sólo en Estados Unidos, es responsable del 6,6% de la generación de energía a escala de servicios públicos y la segunda mayor generación de energía renovable (sólo recientemente superada por la electricidad generada a partir del viento).
La mayor central hidroeléctrica de Estados Unidos está en la presa de Grand Coulee, en el río Columbia, en Washington, un estado que obtiene cerca de dos tercios de su electricidad de la energía hidroeléctrica.
¿De dónde viene la electricidad?
Así que retrocedamos un poco y tratemos de entender la «pretensión de renovabilidad» que hay detrás de la generación hidroeléctrica. ¿Se renueva el agua superficial de la tierra? ¿De dónde viene y hay una cantidad infinita de ella?
Para entender la energía hidroeléctrica, necesitamos (brevemente) volver a las lecciones de geografía de quinto grado para recordar algo llamado el ciclo del agua:
Debido a su naturaleza autorrepetitiva, las aguas superficiales se consideran una de las fuentes de energía renovables de la Tierra. Cuantas más precipitaciones (lluvia y nieve) se recojan en los ríos y arroyos, más agua habrá disponible para la generación de energía hidroeléctrica.
¿Qué tipos de tecnología hidroeléctrica existen?
La idea básica de la generación de energía hidroeléctrica es utilizar la fuerza del agua corriente para crear energía cinética, pero en realidad hay más de una forma de conseguir este efecto. La mayoría de las centrales hidroeléctricas se basan en la construcción de presas para retener el agua y liberarla mediante la apertura de las compuertas.
Veamos los tipos de tecnología más comunes que hay en la actualidad:
Impresas: la tecnología que probablemente haya visto son las instalaciones de embalses. Estos grandes sistemas utilizan una presa para almacenar el agua del río en un embalse y liberarla (en función de la necesidad de energía) para que fluya a través de una turbina y la haga girar. La turbina está conectada con un generador, a través del cual la energía se inyecta en la red eléctrica.
Almacenamiento por bombeo: esta tecnología se compone de dos embalses, uno a mayor altura que el otro. El agua se bombea y se mantiene en el embalse elevado y cuando la demanda de electricidad (y el precio de la electricidad) es alta, el agua se libera río abajo, haciendo girar las turbinas situadas en el embalse de nivel inferior.
Instalaciones a filo de agua – Las instalaciones a filo de agua, las más naturales, generan electricidad a partir de agua que fluye de forma natural (como un río) sin necesidad de una presa. El inconveniente de este sistema es la ausencia de almacenamiento y la intermitencia de la energía generada, ya que el sistema tiene que depender de los caudales estacionales del río. La ausencia de grandes presas hace que las instalaciones a filo de agua sean más baratas, más rápidas de construir y más respetuosas con el medio ambiente.
Desventajas & Desventajas de la energía hidroeléctrica
¿Es la generación hidroeléctrica buena o mala para el medio ambiente? La respuesta filosófica es que depende. Aunque está ampliamente considerada como un recurso energético renovable que proporciona al mundo energía fiable y barata y almacenamiento, puede que no haya muchas razones para celebrar los sistemas hidroeléctricos, cuando se trata de preservar el medio ambiente. Vamos a desglosar esto.
Ventajas de la generación de energía hidroeléctrica
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Gestión/control local – La ventaja a menudo olvidada de la generación hidroeléctrica es que, como el agua no suele ir bien cuando recorre distancias muy largas, la energía hidroeléctrica suele consumirse en el estado/territorio donde se produce. La dependencia de las fuentes de combustible internacionales se reduce y se sustituye por un mayor control a nivel local. |
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Flexibilidad – Una de las principales ventajas que tiene la hidroeléctrica frente a la solar es su característica de flexibilidad: si hay un excedente de energía en la red, el agua puede acumularse y almacenarse fácilmente para su uso posterior. También está disponible en cualquier momento y suele utilizarse para cubrir el hueco de la demanda de energía renovable cuando no brilla el sol o no sopla el viento. |
Desventajas de la generación de energía hidroeléctrica
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Impacto en las comunidades locales & hábitat natural – Las presas hidroeléctricas a gran escala bloquean el paso de los peces migratorios y pueden perturbar los ecosistemas fluviales y las comunidades circundantes y expulsar a sus residentes. |
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La energía hidroeléctrica no está libre de emisiones – Incluso la promesa de una electricidad libre de carbono procedente de la energía hidroeléctrica ha sido socavada. La putrefacción de la vegetación en los embalses artificiales hace que se liberen burbujas de metano, lo que representa aproximadamente el 1,3% de las emisiones globales causadas por el ser humano. El metano permanece en la atmósfera mucho menos tiempo que el dióxido de carbono; sin embargo, su contribución al calentamiento global es el triple que la del CO2. |
Todavía no hay que ponerle una presa: el futuro de la energía hidroeléctrica
A pesar de sus desventajas medioambientales, se espera que la hidroelectricidad siga desempeñando un papel fundamental en la descarbonización del sistema eléctrico. Después de todo, solo en Estados Unidos la tecnología es responsable de:
En 2016, el Departamento de Energía de Estados Unidos publicó un informe que pinta el futuro de la generación hidroeléctrica a más del doble para 2050. Como está claro que la tecnología no va a ir a ninguna parte, se está dedicando una cantidad importante de esfuerzos a hacerla más inteligente, segura y eficiente. Esto incluye la construcción de nuevas presas respetuosas con los peces, la aplicación de normas medioambientales más estrictas y la mejora de las plantas existentes para no tener que construir nuevas presas.
Al igual que muchas otras industrias, la hidroeléctrica también se beneficiará de las nuevas tecnologías emergentes, como el Internet de las cosas (IoT) o el aprendizaje automático. Un ejemplo es el proyecto Wireless Sensors for Hydro Monitoring (WISY) ensayado por una empresa italiana Enel Green Power (EGP) Estos sensores inalámbricos son capaces de recoger, analizar y transmitir toda la información sobre el estado de una central hidroeléctrica en tiempo real, lo que mejora notablemente su rendimiento. Otras empresas, como Smart Hydro Power en Alemania, son pioneras en nuevas tecnologías de turbinas que generan electricidad sin interrumpir el flujo del río. Esperemos que haya muchas más en camino.
Por último, ¿es la hidroeléctrica una energía renovable o no renovable? A pesar de que el agua es un recurso que se autoabastece, la tecnología encargada de convertirla en energía no está exenta de consecuencias medioambientales: la alteración del hábitat de los peces y las emisiones de metano, entre las más graves. Sin embargo, al igual que la escritura de cartas evolucionó hasta convertirse en máquinas de escribir y, finalmente, en la todopoderosa informática digital, existe la esperanza de que la centenaria tecnología hidroeléctrica acabe evolucionando también y siga desempeñando un papel fundamental en la transición hacia el mundo totalmente renovable.
Actualizado el 06-12-20