Introducción
El concepto de energía caracteriza la capacidad de los sistemas para cambiar las propiedades de otros sistemas, o las suyas propias. Mientras mayor sea el cambio producido, mayor será la energía puesta en juego.
Los mecanismos de transferencia de energía son procesos por los cuales se transfiere energía en forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que están a distinta temperatura. El calor se transfiere mediante convección, radiación o conducción. Aunque estos tres procesos pueden tener lugar simultáneamente, puede ocurrir que uno de los mecanismos predomine sobre los otros dos. Por ejemplo, el calor se transmite a través de la pared de una casa fundamentalmente por conducción, el agua de una cacerola situada sobre un quemador de gas se calienta en gran medida por convección, y la Tierra recibe calor del Sol casi exclusivamente por radiación
La energía, en su proceso de
transformación y transferencia, va manifestándose de una forma a otra,
originando así lo que hoy en día constituye nuestro desarrollo científico y
tecnológico, comprendiéndose que ella desempeña un papel primordial en la vida
del hombre
Energía Eólica:
La energía eólica es la que utiliza la fuerza del viento para
generar energía eléctrica. Para ello se hace uso de los aerogeneradores, los
cuales mueven una turbina y consiguen transformar la energía cinética del
viento por energía mecánica. La cantidad de energía que se puede obtener está
en función del tamaño del «molino». A mayor longitud de las aspas, se obtiene
más potencia y por lo tanto más energía. El tamaño de estos modernos molinos de
viento suele variar, ya que existen unidades que van desde los 400 W y un
diámetro de 3 metros. Utilizados para el uso doméstico de las casas, hasta los
aerogeneradores comerciales instalados por empresas de electricidad que llegan
a tener una potencia de 2,5 MW y 80 m. de diámetro de aspas.
En la actualidad, la energía eólica se utiliza principalmente para
producir electricidad, lo que se consigue mediante aerogeneradores conectados a
las grandes redes de distribución de energía eléctrica, entre otras. Los
parques eólicos construidos en tierra suponen una fuente de energía cada vez
más barata y competitiva, e incluso más barata en muchas regiones que otras
fuentes de energía convencionales. Además se puede proporcionar
electricidad en regiones aisladas que no tienen acceso a la red eléctrica
mediante instalaciones eólicas de reducido tamaño, o también con energía solar
fotovoltaica. Las compañías eléctricas distribuidoras adquieren cada vez en
mayor medida el excedente de electricidad producido por pequeñas instalaciones
eólicas domésticas.4 El auge de la energía eólica ha provocado también la
planificación y construcción de parques eólicos marinos —a menudo conocidos
como parques eólicos offshore por su nombre en inglés—, situados cerca de las
costas. La energía del viento es más estable y fuerte en el mar que en tierra,
y los parques eólicos marinos tienen un impacto visual menor, aunque los costos
de construcción y mantenimiento son considerablemente mayores.
¿Cómo se produce?
Estos aerogeneradores son los aparatos que hacen posible el
aprovechamiento de la energía eólica. Estos modernos molinos poseen una veleta
y un anemómetro para medir la dirección y la velocidad del viento respectivamente y actuar en consecuencia. En caso de que la fuerza del viento
supere los 90 km/h, el aerogenerador se detiene y sus palas se colocan «en
bandera» giran sobre sí mismas para ofrecer la menor resistencia posible y
evitar riesgos para la seguridad.
Volviendo a su funcionamiento, las palas del rotor esas hélices
que puedes ver girando de forma constante reciben el viento y transmiten su
fuerza a través del eje de baja velocidad. Estas palas pueden llegar a medir
hasta 60 metros y están elaboradas a partir de un material extremadamente
ligero y resistente.
Dicho eje de baja velocidad gira a la misma velocidad que las palas de 7 a 12 vueltas por minuto, insuficiente para producir electricidad pero,
al estar unido a una multiplicadora un sistema de engranajes, transmite al
eje secundario o de alta velocidad una velocidad de giro 50 veces superior 1.500 rpm.
Un generador que está comunicado con el eje
secundario, convierte la energía mecánica del giro en energía eléctrica. Esta
energía es de corriente continua, la cual viaja por el enorme mástil hasta un
convertidor colocado en la base. Este convertidor transformará la corriente
continua en alterna y el transformador elevará su tensión para que sea posible
distribuir la electricidad con las menores pérdidas posibles.
Esta corriente alterna se dirige hasta la subestación y, a partir de ahí, hasta nuestros hogares, gracias a la labor de las distribuidoras eléctricas y la red de consumo.
¿Donde se encuentra?
La
industria de la eólica está ahora dirigida por una buena variedad de industrias
de gran capacidad, cooperativas energéticas a grupos medioambientales. Se sabe
que para un mayor éxito de este tipo de fuente de energía incluso se necesitará
una mayor variedad. A
finales de junio de 2015, el país con una mayor capacidad de eólica instalada
es China en el primer puesto, seguido por Estados unidos en el segundo y
Alemania en el tercero.
China
posee 124 gW, y ha crecido en un 10 gW desde 2014 y en 44 gW desde
2013. Un crecimiento continuo que está ayudando, en parte, a paliar sus
problemas de polución, aunque necesitará invertir más dinero en este tipo de
fuente para poder llegar a reducirlos de verdad.
El
siguiente es Estados Unidos con 67 gW instalados y en su crecimiento desde
2013, en tan solamente dos años, su capacidad ha aumentado en 8 gW con un
estancamiento real, algo que se puede evidenciar también en Alemania, India y
España, claro está, si se compara con el crecimiento enorme de China. Aparte
de las principales potencias en la eólica hay que citar a Brasil que mostró el
mayor ratio de crecimiento de todos los mercados con un 14 % de crecimiento en
este año 2015.
Como punto negativo encontramos a
varios mercados europeos que se han quedado paralizados, algo que le sucederá
al alemán cuando entren ciertos cambios en la regulación para los dos próximos
años, algo que reducirá su capacidad de energía eólica.
¿Que aportes trajo a la sociedad?
Es una fuente de energía renovable, no contamina, es inagotable, y
reduce el uso de combustibles fósiles, origen de las emisiones de efecto
invernadero que causan el calentamiento global. Además, la energía eólica es
una energía autóctona, disponible en la práctica totalidad del planeta, lo que
contribuye a reducir las importaciones energéticas y a crear riqueza y empleo
de forma local. No contamina el aire y no genera residuos que puedan afectar el agua.
Por todo ello, la producción de electricidad mediante energía
eólica y su uso de forma eficiente contribuyen al desarrollo sostenible.
Energía Térmica:
La energía térmica (también energía calórica o energía calorífica)
es la manifestación de la energía en forma de calor. En todos los materiales
los átomos que forman sus moléculas están en continuo movimiento ya sea
trasladándose o vibrando. Este movimiento implica que los átomos tengan una
determinada energía cinética a la que nosotros llamamos calor, energía térmica
o energía calorífica. En cierto modo, la energía calorífica es la energía interna de un
cuerpo.
La energía interna de un sistema termodinámico se puede cambiar de
dos maneras: realizando un trabajo en el sistema y mediante el intercambio de
calor con el medio ambiente. La energía que el cuerpo recibe o pierde en el
proceso de intercambio de calor con el medio ambiente se denomina cantidad de
calor o simplemente calor.
¿Cómo se produce?
Al
entrar en contacto dos cuerpos, uno caliente y otro más bien frío, es
apreciable que el más frío se calentará, y viceversa, que es que el que más
caliente tenderá a enfriarse. La causa de esto la encontramos en el hecho que
el calor se aprecia en relación al movimiento que ostentan las partículas que
integran al objeto en cuestión.
El
movimiento de las partículas de aquel objeto caliente se ira deteniendo
progresivamente mientras tanto que en el cuerpo que está frío se producirá un
efecto inverso. Debemos destacar que estos cambios son perceptibles en un nivel
microscópico.
¿Donde se encuentra?
La energía térmica producida gracias al sol se genera mediante
espejos que focalizan la radiación del astro en un líquido, que es calentado
para generar energía. A su vez, ese vapor hace girar una turbina eléctrica. Por su parte, la energía geotérmica se extrae de capas calientes de
roca de la corteza terrestre. De esta forma, el agua se sobrecalienta
naturalmente ya que está cercana al núcleo. Para este tipo de energía térmica
se debe perforar el suelo para acceder al agua, generar vapor con ella y hacer
girar una turbina eléctrica. Además, en las plantas geotérmicas se puede
reutilizar los materiales.
Sin embargo, no siempre se necesita una turbina eléctrica. ¿Quién
no ha utilizado el calor del sol para calentar un hogar o el agua de una
piscina? Incluso para mover motores.
Por ejemplo, si se dejan caer carbones calientes en un recipiente
con agua, la energía térmica se transferirá de los carbones al agua hasta que
el sistema alcance una condición estable llamada equilibrio térmico.
¿Que aportes trajo a nuestra sociedad?
La energía térmica Es de vital importancia para todos los seres vivos y, por lo tanto, se usa desde el comienzo de los tiempos.
La principal ventaja de la energía solar térmica es que es una
fuente de energía ilimitada y gratuita. Además, al contrario de otras fuentes
de energía, no pone en riesgo el calentamiento global. Esto es debido a que el
proceso utilizado para transformar la energía solar en electricidad mediante
dispositivos fotovoltaicos no genera subproductos ni polución. La elección de
la energía solar ayuda enormemente a reducir los gases de efecto invernadero.
Existen dos métodos de calor solar térmico. Por una parte, la
calefacción pasiva que es la que surge de manera natural sin usar ningún tipo
de dispositivo adicional. Por la otra parte, la calefacción activa que se
genera a partir de colectores, más conocidos como paneles solares. Ambos
métodos acumulan calor del sol que se utiliza para generar agua y como sistema
de calefacción.
Energía Calórica:
La energía Calórica, por su parte, es un término que se utiliza en la física para
nombrar al principio o agente que causa fenómenos del calor. Por lo tanto, es el tipo de energía que se
libera en forma de calor. Al estar en tránsito constante, el calor puede pasar
de un cuerpo a otro (cuando ambos tienen distinto nivel calórico) o ser
transmitido al medio ambiente.
Cuando un cuerpo recibe calor, sus moléculas adquieren energía
calórica y alcanzan un mayor movimiento. La energía calórica, también conocida
como energía calorífica o energía térmica, puede obtenerse del sol (a través de
una reacción exotérmica), algún combustible (por medio de la combustión), una
reacción nuclear (de fisión o fusión), la electricidad (por efecto Joule o
termoeléctrico) o del rozamiento (como resultado de distintos procesos químicos
o mecánicos).
La energía interna de un sistema termodinámico se puede cambiar de
dos maneras: realizando un trabajo en el sistema y mediante el intercambio de
calor con el medio ambiente. La energía que el cuerpo recibe o pierde en el
proceso de intercambio de calor con el medio ambiente se denomina cantidad de
calor o simplemente calor.
¿Cómo se produce?
Puede
obtenerse del sol (a través de una reacción exotérmica), algún combustible (por
medio de la combustión), una reacción nuclear (de fisión o fusión), la
electricidad (por efecto Joule o termoeléctrico) o del rozamiento (como
resultado de distintos procesos químicos o mecánicos).
La
energía térmica obtenida de la naturaleza (como la energía solar o la energía
geotérmica) es una energía renovable y limpia ya que, en general, no produce
contaminación (a menos que el hombre instale industrias contaminantes para su
explotación).
Este
tipo de energía, como vemos, también se puede encontrar en forma de energía
solar fotovoltaica, que se caracteriza por el hecho de que ofrece un importante
número de ventajas que son las que han llevado a su expansión, demanda y éxito.
¿Donde se encuentra?
Debemos tener en cuenta que la energía térmica es generada por el
movimiento de átomos y moléculas en la materia, como una forma de energía
cinética producida por esos movimientos aleatorios. Esto se debe a que, cuando
una sustancia es calentada, sus partículas tienen mayor energía y por ende
vibran más.
Energía térmica la manifestación de energía cinética suma de las
aportaciones microscópicas de las partículas que forman una sustancia, que está
muy relacionada con la temperatura de la sustancia.
¿Que aportes trajo a nuestra sociedad?
La energía calórica se puede aprovechar en un motor térmico; La
combustión libera CO2 y otras emisiones contaminantes. La tecnología actual en
energía nuclear da lugar a residuos radiactivos que deben ser controlados.
Además deben tenerse en cuenta la utilización de terreno de las plantas
generadoras de energía
Las plantas generadoras de energía calorífica son las más baratas
de construir. La energía calorífica puede
ser utilizada para motores térmicos. Una de las principales fuentes de
energía calorífica es el sol, y este es un recurso que se puede usar
infinitamente, por eso se considera que es autorrenovable. Si esta energía se extrae del
sol no es contaminante. La energía calorífica puede convertirse en energía eléctrica.
Energía Nuclear:
La energía nuclear es la energía contenida en el núcleo de un
átomo. Los átomos son las partículas más pequeñas en que se puede dividirse un
elemento químico manteniendo sus propiedades. En el núcleo de cada átomo hay
dos tipos de partículas (neutrones y protones) que se mantienen unidas. La
energía nuclear es la energía que mantiene unidos neutrones y protones.
La energía nuclear se puede utilizar para producir electricidad.
Pero primero la energía debe ser liberada. Ésta energía se puede obtener de dos
formas: fusión nuclear y fisión nuclear. En la fusión nuclear, la energía se
libera cuando los núcleos de los átomos se combinan o se fusionan entre sí para
formar un núcleo más grande. Así es como el sol produce energía. En la
fisión nuclear, los núcleos se separan para formar núcleos más
pequeños, liberando energía. Las centrales nucleares utilizan la fisión nuclear
para producir electricidad.
Cuando se produce una de estas dos reacciones nucleares (la
fisión nuclear o la fusión nuclear) los átomos experimentan una ligera pérdida
de masa. Esta masa que se pierde se convierte en una gran cantidad de energía
calorífica y de radiación, como descubrió Albert Einstein con su famosa
ecuación E=mc². La energía calorífica producida se utiliza para producir vapor
y generar electricidad. Aunque la producción de energía eléctrica es la
utilidad más habitual que se le da a la energía nuclear, también se puede
aplicar en muchos otros sectores, como en aplicaciones médicas o
medioambientales.
¿Cómo se produce?
El
principio de funcionamiento de una central nuclear es el de generar energía
térmica para poder obtener vapor que sea capaz de accionar una turbina. El
principal uso que se le da actualmente a la energía nuclear es el de la
generación de energía eléctrica. Las centrales nucleares son las instalaciones
encargadas de este proceso.
El funcionamiento de una central nuclear es
idéntico al de una central térmica que funcione con carbón, petróleo o gas
excepto en la forma de proporcionar energía calorífica (calor) en el agua para
convertirla en vapor. En el caso de los reactores nucleares este calor se
obtiene mediante las reacciones de fisión nuclear de los átomos del combustible
nuclear, mientras que en las otras centrales térmicas se obtiene energía
térmica mediante la quema de uno o varios combustibles fósiles.
A
nivel mundial el 90% de los reactores nucleares de potencia, es decir, los
reactores destinados a la producción de energía eléctrica son reactores de agua
ligera (en las versiones de agua a presión o de agua en ebullición). En
ingeniería nuclear se denomina agua ligera al agua corriente
Para
hacer funcionar una central nuclear se dispone de una gran variedad de tipos de
reactores nucleares. Sin embargo, todos los tipos de reactores nucleares tienen
un mismo objetivo: utilizar el calor de las reacciones de fisión nuclear para
accionar las turbinas que van a generar electricidad.
De
todos los tipos de reactores nucleares destacan dos: el reactor nuclear de agua
a presión (PWT) y el reactor nuclear de agua en ebullición (BWR). El reactor de
agua a presión es el más utilizado en el mundo y el que vamos a explicar
simplificadamente a continuación.
¿Donde se encuentran?
En
2008 las centrales nucleares generaron el 17% de la producción eléctrica
mundial. Actualmente en el mundo hay 441 centrales nucleares. La
capacidad de generación nuclear crecerá en todo el mundo, en el horizonte 2035
se considera que crecerá en general desde los 375 GWe de finales de 2010 hasta
los 540 GWe si la demanda es baja y 746 GWe si es alta. El consumo anual de
combustible de una central nuclear estándar es de unas 30 toneladas de uranio.
¿Que aportes trajo a nuestra sociedad?
Las centrales nucleares generan aproximadamente un tercio de la
energía eléctrica que se produce en la Unión Europea, evitando así la emisión a
la atmósfera de 700 millones de toneladas de dióxido de carbono por año y del resto de emisiones
contaminantes asociadas con el uso de combustibles fósiles.
Por otra parte, la aplicación de la tecnología nuclear a la
medicina ha tenido importantes aportes: emisiones de radiación para
diagnóstico, como los rayos X, y para tratamiento del cáncer como la
radioterapia; radiofármacos, que principalmente consiste en la introducción de
sustancias al cuerpo, que pueden ser monitoreadas desde el exterior. En la
alimentación ha permitido, por medio de las radiaciones ionizantes, la
conservación de alimentos. También se ha logrado un aumento en la recolección
de alimentos, ya que se ha combatido plagas, que creaban pérdidas en las cosechas.
En la agricultura, se pueden mencionar las técnicas radioisotópicas
y de radiaciones, las cuales son usadas para crear productos con modificación
genética, como dar mayor color a algunas frutas o aumentar su tamaño.
Energía Química:
La energía química es el potencial de una sustancia química para
experimentar una transformación a través de una reacción química o, de
transformarse en otras sustancias químicas. Formar o romper enlaces químicos
implica energía. Esta energía puede ser absorbida o evolucionar desde un
sistema químico.
La energía que puede ser liberada (o absorbida) por una reacción entre
un conjunto de sustancias químicas es igual a la diferencia entre la cantidad
de energía de los productos y de los reactivos. Este cambio en energía se llama
energía interna de una reacción química.
Dado que la fuerza de los enlaces químicos se asocia con la
distancia entre las especies químicas (de hecho los enlaces químicos más
fuertes son los que tienen los elementos químicos implicados en la unión más
cerca), la energía química depende de la posición mutua de las partículas que
constituyen una sustancia. Por lo tanto, la energía química es la energía
almacenada en los enlaces químicos. Esta energía es atribuible, en gran parte,
a la suma de la energía potencial de las interacciones electrostáticas de las
cargas presentes en la materia ponderable, más la energía cinética de los
electrones. Esta energía también se presenta en la unión de las partículas
subatómicas (protones y neutrones) del núcleo de un átomo. Es lo que se llama energía nuclear
¿Cómo se produce?.
La energía química es el potencial de una sustancia química para
sufrir una transformación a través de una reacción química para transformar
otras sustancias químicas. Los ejemplos incluyen baterías, alimentos, gasolina.
Romper o hacer enlaces químicos implica energía, que puede ser absorbida o
evolucionada a partir de un sistema químico, entre otros.
La energía que se puede liberar o absorber debido a una reacción
entre un conjunto de sustancias químicas es igual a la diferencia entre el
contenido de energía de los productos y los reactivos, si las temperaturas
iniciales y finales son las mismas. Este cambio en la energía se puede estimar
a partir de las energías de enlace de los diversos enlaces químicos en los
reactivos y productos. También se puede calcular a partir de la energía interna de
formación de las moléculas reactantes, la energía interna de formación de las moléculas del producto. El
cambio de energía interna de un proceso químico es igual al calor intercambiado
si se mide en condiciones de volumen constante y temperatura inicial y final
iguales, como en un contenedor cerrado como un calorímetro de bomba. Sin
embargo, bajo condiciones de presión constante, como en las reacciones en
recipientes abiertos a la atmósfera, el cambio de calor medido no siempre es
igual al cambio de energía interna, porque el trabajo de presión-volumen
también libera o absorbe energía. (El cambio de calor a presión constante se
denomina cambio de entalpía; en este caso, la entalpía de reacción, si las temperaturas
iniciales y finales son iguales).
Otro término útil es el calor de combustión , que es la energía
principalmente de los dobles enlaces débiles del oxígeno molecular liberado debido a una
reacción de combustión y que a menudo se aplica en el estudio de los
combustibles. La comida es similar a los combustibles de hidrocarburos y
carbohidratos, y cuando se oxida a dióxido de carbono y agua, la energía
liberada es análoga al calor de combustión (aunque no se evalúa de la misma
manera que un combustible de hidrocarburos, consulte la energía de los
alimentos).
¿Donde se encuentra?
Explosivos: Cuando se dispara un explosivo, la
energía química que se almacenó en el explosivo se cambia y se transfiere a
energía sonora, energía cinética y energía térmica. Estos son observables en el
sonido, el movimiento y el calor que se crean.
Alimentos: La energía química en los alimentos se
libera mientras los alimentos se digieren y las moléculas de los alimentos se
descomponen en pedazos más pequeños. A medida que los enlaces entre los átomos
del alimento se rompen o se aflojan, se crean nuevas sustancias como resultado
de las reacciones químicas que tienen lugar.
Blanqueador y amoníaco: Cuando se mezclan estas dos sustancias,
se produce una sustancia completamente nueva, una sustancia química tóxica
llamada vapor de cloraminas.
Paquetes de calefacción: Estos prácticos paquetes que se usan para calentar manos frías o músculos adoloridos tienen productos químicos en su interior. Cuando agrietas el paquete para usarlo, los químicos se activan. Estos químicos se mezclan, y la energía química que liberan crea el calor que calienta el paquete.
Bolsas
de aire del vehículo: Las bolsas se activan por una reacción
química dentro de la bolsa. Un sensor enciende un circuito eléctrico y luego se
enciende la azida de sodio. La reacción que se produce genera gas nitrógeno,
que llena la bolsa a una velocidad extremadamente rápida.
Bicarbonato
de sodio y vinagre: Cuando estas dos sustancias se mezclan en
un recipiente, se produce gas dióxido de carbono. A medida que este gas crece
en volumen, ejerce presión sobre el contenedor en el que se encuentra y
saldrá por una abertura en el
contenedor, creando un efecto de volcán.
Baterías: Puede conectar una batería a un circuito
y se produce una reacción entre los productos químicos dentro de la batería y
produce electricidad. No puede ver la energía en la batería cuando la batería
está simplemente sentada alrededor; Es cuando se produce la electricidad que se
ve la energía.
Petróleo: Una combinación de petróleo y gas
natural, el petróleo está formado por cientos de moléculas que contienen
carbono e hidrógeno.
Madera: La madera seca almacena energía química.
Esta energía química se libera a medida que la madera se quema y se convierte
en calor, que también se denomina energía térmica y energía luminosa. Como
resultado de la quema, la madera se convierte en una sustancia completamente
nueva: las cenizas.
¿Que aportes trajo a nuestra sociedad?
Nuestra sociedad ha creados nuevos estilos de vida como el
surgimiento de industrias químicas en el área de la salud, alimentación,
construcción, transporte y otras, ha generado fuentes de trabajo y la apertura
de nuevas carreras universitarias que forman profesionales en las diferentes
áreas del quehacer químico. Por otra parte, podemos ver que a pesar de que el
conocimiento químico pretende logar el bienestar de la humanidad, no obstante,
se usa para otros fines. Hoy vemos que este conocimiento se ha usado para
aumentar la producción de drogas perjudiciales para la salud y crear armas
biológicas.
El conocimiento químico ha hecho posible el estudio, la obtención y
transformación de materiales de origen natural, así como la elaboración de
otros que no existen en la naturaleza- Algunos de estos materiales los
utilizamos para satisfacer necesidades como fuentes de energía, producción y
conservación de alimentos, medicamentos, productos de aseo personal y del
hogar, telas, calzado, insecticidas, juguetes , artículos deportivos y para
elaborar muchos otros productos que empleamos en nuestra vida cotidiana.
La Química es parte de nuestra vida ya que está presente en todos
los aspectos fundamentales de nuestra vida cotidianidad (lo que hacemos todos
los días, voluntaria o involuntariamente). Esta calidad de vida que la mayoría
de la población podemos alcanzar se la debemos a los alcances y descubrimientos
que el estudio de la química aplicada nos ha brindado. La variedad y calidad de
productos de aseo personal, de alimentos enlatados, los circuitos de la
computadora, la pantalla de la televisión, los colores de las casas y el frio
del refrigerador existen y mejoran gracias al estudio de la Química.
Energía Hidráulica:
La energía hidroeléctrica es electricidad generada aprovechando la
energía del agua en movimiento. La lluvia o el agua de deshielo, provenientes
normalmente de colinas y montañas, crean arroyos y ríos que desembocan en el
océano. La energía que generan esas corrientes de agua puede ser considerable,
como sabe cualquiera que haya hecho descenso de rápidos.
Este tipo de energía lleva años explotándose. Los agricultores, desde la Grecia antigua han utilizado molinos de
agua para moler trigo y hacer harina. Localizados en los ríos, los molinos de
agua recogen el agua en movimiento en cubos situados alrededor del molino. La
energía cinética del agua en movimiento gira el molino y se convierte en la
energía mecánica que mueve el molino.
El costo de la hidroelectricidad es relativamente bajo por lo que
es una fuente competitiva de electricidad renovable. La estación hidroeléctrica
no consume agua, a diferencia de las plantas de carbón o gas. El costo promedio de la
electricidad de una estación hidroeléctrica de más de 10 megavatios es de 3 a 5
centavos de dólar por kilovatio-hora. Al disponer de una presa y un embalse, es una fuente flexible de
electricidad, ya que la cantidad producida por la estación se puede cambiar,
aumentar o disminuir muy rápidamente, para adaptarse a las demandas cambiantes
de energía. Una vez que se construye un complejo hidroeléctrico, el proyecto no
produce residuos directos y, en muchos casos, tiene un nivel de producción de
gases de efecto invernadero considerablemente más bajo que las plantas de
energía que funcionan con combustibles fósiles.
¿Como se produce?
Este
tipo de energía eléctrica se produce en plantas generadoras conocidas como
centrales hidroeléctricas . En estas, en términos simples, la fuerza ejercida
por un caudal de agua que cae sobre las hélices de una turbina hace girar un
generador que va acoplado a ella, produciendo electricidad.
Este tipo de centrales se componen de un
embalse donde se retiene el agua mediante una presa, una tubería
forzada que conduce el agua hasta la sala de máquinas compuesta por una
turbina, un generador eléctrico, y posteriormente un transformador
mediante el cual toda la fuerza hidráulica es transformada en energía
utilizable y será transportada mediante la red eléctrica.
¿Donde se encuentra?
La energía hidroeléctrica proporciona casi un quinto de la
electricidad de todo el mundo. China, Canadá, Brasil, Estados Unidos y Rusia
fueron los cinco mayores productores de este tipo de energía en 2004. Una de
las centrales hidroeléctricas de mayor tamaño del mundo se encuentra en los
Tres Cañones sobre el río Yangtsé de China. El depósito de estas instalaciones
empezó a llenarse en 2003, pero no se espera que la central esté en pleno
funcionamiento hasta 2009. La presa mide 2,3 kilómetros de ancho y 185 metros
de alto.
La central hidroeléctrica de mayor tamaño de los Estados Unidos se
encuentra junto a la presa Grand Coulee, sobre el río Columbia, en la zona
norte del estado de Washington. Más del 70 por ciento de la electricidad
producida en este estado proviene de centrales hidroeléctricas.
Otra manera de hacer distinción entre una central hidroeléctrica y
otra es según la altura de la caída del agua. Cuando esta tiene una altura de
más de 200 metros de caída se considera una central de alta presión. Los metros
de altura a los cuales se puede obtener energía del agua pueden descender hasta
4 considerándose a estas centrales como de muy baja presión y siendo equipadas
con el mejor equipamiento técnico para conseguir los mismos resultados que con
las demás.
¿Que aportes trajo a nuestra sociedad?
Las Pequeñas Centrales Hidroeléctricas (PCHs) son una de las
fuentes de energías renovables no convencionales (ERNC) más competitivas,
eficientes y consolidadas en un país. Usan una tecnología que tiene más de 200 años en operación a escala
global y pueden lograr una vida útil de al menos 40 años. Sólo en Europa hay 14
mil pequeñas centrales hidroeléctricas en funcionamiento.
Dan seguridad de abastecimiento, siendo una fuente de energía muy
segura ante catástrofes naturales y, por estar distribuidas a lo largo del
territorio, mejoran significativamente la resiliencia del sistema, debido a que
inyectan electricidad en múltiples puntos usando distintas líneas de transmisión.
Dado su lejanía de la Ruta 5 (principal carretera que conecta al
norte y sur del país) y del sistema de transmisión troncal, las PCHs mejoran la
infraestructura de subtransmisión hacia el interior de valles, lo que permite
entregarle energía a emprendimientos industriales en zonas aisladas, generando
polos de desarrollo local.
PCHs representan un gran avance para la agricultura nacional, con
diversos beneficios asociados, como ingresos adicionales para asociaciones de
canalistas y disponibilidad de energía para pasar a riego tecnificado y usar
eficientemente el recurso agua. La construcción de ellas implica generación de
empleos directos e indirectos que contribuyen a desarrollar el lugar donde se
emplazan.
Producen desconcentración de la industria al permitir el ingreso de
nuevos actores, fomentando la competitividad y el desarrollo de pymes de
energía, tanto chilenas como extranjeras.
La inversión que se está haciendo actualmente en el sector mini
hidro –cercana a los 700 millones de dólares- es comparable con muchas
industrias ya consolidadas en nuestro país, y presenta un gran potencial de
crecimiento económico, estimado en más de 10.000 MW. La generación a base de
PCHs es constante y predecible a lo largo del año, debido a que la hidrología
es pareja durante las cuatro estaciones y con fluctuaciones naturales entre
invierno y verano.
