Este documento describe la energía hidráulica y el funcionamiento de las centrales hidroeléctricas. Explica que la energía hidráulica se obtiene del aprovechamiento de la energía cinética y potencial del agua de ríos y saltos de agua. Describe las partes clave de una central hidroeléctrica como la presa, compuertas, vertederos, turbinas y generadores. También explica los diferentes tipos de centrales como de pasada, con embalse o de bombeo. Finalmente, resume las ventajas

1. Energía Hidráulica

2. Indice
Pagina 1 – Portada
Pagina 3 - Indice
Pagina 2- ¿Qué es la Energía Hidráulica? Y su Historia.
Pagina 3 y 4- Partes de una Central Hidroeléctrica.
Pagina 5 y 6 – Funcionamiento de una central Hidroeléctrica.
Pagina 7, 8, 9, 10 - Tipos de Centrales Hidroeléctricas.
Paginas 11 y 12 – Ventajas y Desventajas.
Pagina 12- Opinión Personal.
Pagina 13 - Bibliografia

3. ¿Qué es la Energía Hidráulica?
Se denomina energía hidráulica o energía hídrica a aquella que se obtiene del
aprovechamiento de las energías cinética y potencial de la corriente de ríos, saltos de
agua o mareas. La hidroelectricidad es un recurso natural disponible en las zonas que
presentan suficiente cantidad de agua. Su desarrollo requiere construir pantanos, presas,
canales de derivación, y la instalación de grandes turbinas y equipamiento para generar
electricidad. Todo ello implica la inversión de grandes sumas de dinero, por lo que no
resulta competitiva en regiones donde el carbón o el petróleo son baratos, aunque el
coste de mantenimiento de una central térmica, debido al combustible, sea más caro que
el de una central hidroeléctrica. Sin embargo, el peso de las consideraciones
medioambientales centra la atención en estas fuentes de energía renovables.
Historia. Las primeras centrales Hidroeléctricas.
La primera central hidroeléctrica se construyó en 1880 en Northumberland, Gran
Bretaña. El renacimiento de la energía hidráulica se produjo por el desarrollo del
generador eléctrico, seguido del perfeccionamiento de la turbina hidráulica y debido al
aumento de la demanda de electricidad a principios del siglo XX. En la entrada en el
siglo XX originan una gran dependencia de la electricidad en aquellos
Países donde el avance de la industria era imparable. Por aquel entonces la principal
fuente de energía era el carbón, pero según fue pasando el tiempo
se descubrieron nuevas formas para la producción de energía eléctrica. En 1920 las
centrales hidroeléctricas generaban ya una parte importante de la producción total de

4. electricidad. La tecnología de las principales instalaciones se ha mantenido igual
durante el siglo XX
Partes de una Central Eléctrica:
Presa: es un muro de hormigón que tiene la finalidad de contener el agua y aumentar la
energía potencial de la misma para luego a través de las turbinas generar energía
eléctrica.
Puertas: Las puertas son dispositivos instalados en las cimas de vertederos para
controlar el flujo del agua sobre el vertedero. Plantas de energía hidroeléctricas -
Muchas presas son construidas para generar corriente hidroeléctrico. La central eléctrica
es colocada en o en los alrededores de pie de una presa o a alguna distancia río abajo.
Vertederos. Un vertedero es diseñado para contener y controlar el desbordamiento de
agua del depósito cuando este está lleno. Los vertederos son, o deberían ser, diseñados
para acomodar flujos durante la etapa de inundación máxima para prevenir el daño a la
presa y rasgos accesorios. Su tamaño y posición en lo que concierne a la presa son
determinados por el tamaño y la clase de presa, la topografía local, la geología, y una
revisión cuidadosa de la historia de flujo de corriente en el lugar de la presa. El
desbordamiento de presas de terraplén fuera de un vertedero puede tener consecuencias
sobre todo desastrosas de modo que la seguridad por lo general requiera un vertedero
capaz de contener al menos inundación de cien año.
Las esclusas: son presas móviles o partes de presas utilizadas en la navegación a lo
largo de ríos y canales. Penstocks . Un penstock es un dispositivo, ya sea compuerta o
conducto, usado para controlar el flujo de agua, sobre todo en una central eléctrica
hidroeléctrica. Penstocks para instalaciones hidroeléctricas normalmente están
equipados con un sistema de puerta y un tanque. El flujo es regulado por la operación de
turbina y es nulo cuando las turbinas no están en servicio. Las exigencias de

5. mantenimiento pueden incluir lavado con agua caliente, limpieza manual, y
desecamiento.
Turbinas: una turbina hidráulica es una turbomáquina motora hidráulica, que aprovecha
la energía de un fluido que pasa a través de ella para producir un movimiento de
rotación que, transferido mediante un eje, mueve directamente una máquina o bien un
generador que transforma la energía mecánica en eléctrica, así son el órgano
fundamental de una Central hidroeléctrica. Hay tres tipos:
Los tipos más importantes son:
• Turbina Kaplan: son turbinas axiales, que tienen la particularidad de pode variar
el ángulo de sus palas durante su funcionamiento. Están diseñadas para trabaja
con saltos de agua pequeños y con grandes caudales.(Turbina de reacción)
• Turbina Hélice: son exactamente iguales a las turbinas kaplan, pero a diferencia
de estas, no son capaces de variar el ángulo de sus palas.
• Turbina Pelton: Son turbinas de flujo transversal, y de admisión parcial.
Directamente de la evolución de los antiguos molinos de agua, y en vez de
contar con álabes o palas se dice que tiene cucharas. Están diseñadas para
trabajar con saltos de agua muy grandes, pero con caudales pequeños.(Turbina
de acción)
• Turbina Francis: Son turbinas de flujo mixto y de reacción. Existen algunos
diseños complejos que son capaces de variar el ángulo de sus álabe. Están
diseñadas para trabajar con saltos de agua medios y caudal medios
Funcionamiento de Una Central Hidroeléctrica.

6. La misión de la presa es acumular una cantidad grande de agua formando un embalse.
Con el fin de generar un salto, se realizan aguas arriba y a cierta profundidad unas
tomas de agua protegidas por una rejilla metálica, para evitar la entrada de cuerpos
extraños que pudieran dañar las turbinas. Unas compuertas regulan el caudal de agua. El
agua pasa por una medición del flujo por ultrasonido es decir el principio de medición
por retardo de propagación se basa en el hecho de que la velocidad de propagación del
ultrasonido en un fluido depende de la velocidad a que se desplaza dicho fluido.
En forma similar a un nadador que nada en contra de la corriente, una señal de
ultrasonido se desplaza mas lentamente en contra de la corriente que a favor de la
misma.
Soldado al eje, y para que pueda girar con él, el grupo turbina-alternador dispone de un
generador de corriente continua que tiene como fin producir una corriente eléctrica
continua suficiente para excitar los electroimanes del rotor del alternador, quienes, a su
vez inducen en su giro una corriente eléctrica en el estátor; en los terminales de éste
aparece entonces una corriente eléctrica alterna de media tensión y alta intensidad.
Mediante transformadores, la corriente pasa a ser de baja intensidad y alta tensión, de
forma que pueda transportarse, con las menores pérdida posibles, a los centros de
distribución y de consumo.
En cuanto al funcionamiento de las centrales de bombeo, diremos que son un caso
especial de centrales hidroeléctricas, que disponen de dos embalses situados a diferente
altura. Estas centrales de bombeo tendrán este aspecto
En las horas punta de consumo, estas centrales funcionan como una central
hidroeléctrica normal, es decir, el agua del embalse superior pasa por las turbinas,
produciendo energía eléctrica, y se almacena en el embalse inferior. En las horas de
consumo más bajo el agua almacenada en el embalse inferior es bombeada hacia el
superior para iniciar de nuevo el ciclo.

7. En una instalación hidroeléctrica de bombeo las turbinas se convierten en bombas
aspirantes que funcionan con la energía nocturna, marginal y a bajo precio que las
centrales térmicas producen en horas de baja demanda dado lo antieconómico que
resultaría su parada. El agua es bombeada y embalsada para volver a producir energía
en los momentos más favorables para la explotación conjunta del sistema.
Existen varios tipos de centrales hidroeléctricas:
Centrales Mixtas de Bombeo

8. las cuales pueden producir energía eléctrica con o sin bombeo previo de agua. Dentro de
éstas quizá la de más relevancia sea el salto de Villarino (Tormes) que consta de dos
embalses, el superior de Almendra (Tormes) y el inferior de Aldeadávila (Duero) y del
que a continuación haremos una descripción más detallada (fig. siguiente).
Una presa de 197 m de altura, flanqueada por dos largos diques laterales (uno de
escollera y otro de gravedad como ya hemos explicado) forman el embalse de
Almendra, del que arranca una conducción de 15 km de longitud y 7.5 m de diámetro
que lleva el agua hasta una central subterránea donde se alojan 6 turbinas-bomba
acopladas a sus correspondientes alternadores-motores que totalizan 810 MW de
potencia.
Central Hidroeléctrica de Pasada
Una central de pasada es aquella en que no existe una acumulación apreciable de agua
"corriente arriba" de las turbinas.
En una central de este tipo las turbinas deben aceptar el caudal disponible del río "como
viene", con sus variaciones de estación en estación, o si ello es imposible el agua
sobrante se pierde por rebosamiento.
En ocasiones un embalse relativamente pequeño bastará para impedir esa pérdida por
rebosamiento. En la misma se aprovecha un estrechamiento del río, y la obra del
edificio de la central (casa de máquinas) puede formar parte de la misma presa.
El desnivel entre "aguas arriba" y "aguas abajo", es reducido, y si bien se forma un
remanso de agua a causa del azud, no es demasiado grande.
Este tipo de central, requiere un caudal suficientemente constante para asegurar a lo
largo del año una potencia determinada
El esquema de una central de este tipo puede ser el siguiente:

9. Central Hidroeléctrica con Embalse de Reserva
En este tipo de proyecto se embalsa un volumen considerable de líquido "aguas arriba"
de las turbinas mediante la construcción de una o más presas que forman lagos
artificiales.
El embalse permite graduar la cantidad de agua que pasa por las turbinas. Del volumen
embalsado depende la cantidad que puede hacerse pasar por las turbinas.
Con embalse de reserva puede producirse energía eléctrica durante todo el año aunque
el río se seque por completo durante algunos meses , cosa que sería imposible en un
proyecto de pasada.
Las centrales con almacenamiento de reserva exigen por lo general una inversión de
capital mayor que las de pasada, pero en la mayoría de los casos permiten usar toda la
energía posible y producir kilovatios-hora más baratos.
Pueden existir dos variantes de estas centrales hidroeléctricas:
a.La de casa de máquina al pie de la presa:
En las figuras siguientes observamos en PLANTA y CORTE el esquema de una
central de este tipo:

10. Aprovechamiento por derivación del agua:
En las figuras siguientes tenemos un esquema en PLANTA y CORTE de una central de
este tipo.

11. Centrales Hidroeléctricas de Bombeo.
Las centrales de bombeo son un tipo especial de centrales hidroeléctricas que posibilitan
un empleo más racional de los recursos hidraúlicos de un país.
Disponen de dos embalses situados a diferente nivel. Cuando la demanda de energía
eléctrica alcanza su máximo nivel a lo largo del día, las centrales de bombeo funcionan
como una central convencional generando energía.
Al caer el agua, almacenada en el embalse superior, hace girar el rodete de la turbina
asociada a un alternador.
Después el agua queda almacenada en el embalse inferior. Durante las horas del día en
la que la demanda de energía es menor el agua es bombeada al embalse superior para
que pueda hace rel ciclo productivo nuevamente.
Para ello la central dispone de grupos de motores-bomba o, alternativamente, sus
turbinas son reversibles de manera que puedan funcionar como bombas y los
alternadores como motores.

12. Ventajas y Desventajas de la Energia Hidráulica
Rentabilidad
La energía hidráulica posee la mejor relación entre la energía producida y la consumida
durante el funcionamiento de la planta. Se estima que una central hidroeléctrica produce
unas 200 veces más energía de la que se emplea en las tareas de construcción y
mantenimiento (una antigua central eléctrica basada en el consumo del petróleo tan solo
generaba 10 veces más). Además, la vida útil de estas instalaciones puede superar los
100 años, como es el caso de varias instalaciones actualmente en funcionamiento.
Por último, los modernos generadores y turbinas son capaces de convertir el 90% de la
energía presente en el agua en electricidad, lo que supone una tasa muy superior al resto
de formas de generación.
Escaso impacto ambiental
Salvo las grandes centrales hidroeléctricas, que sí disponen de embalses que afectan de
manera significativa al entorno, el resto de instalaciones producen un impacto ambiental
escaso. Además, la generación de electricidad no conlleva la emisión de gases a la
atmósfera, ni la generación de calor. Se estima que, actualmente, la energía
hidroeléctrica evita la emisión de 249 tonelados de CO2 a la atmósfera.
Seguridad
Las centrales hidroeléctricas no plantean problemas de seguridad relativos a las
personas o el entorno, salvo en el caso de que cuenten con embalses deteriorados. Más
aún, los embalses pueden ser considerados como un mecanismo de seguridad que ayuda
a controlar crecidas imprevistas, regulando el caudal del río.
Podemos resumir los puntos fuertes y débiles de la energía hidráulica atendiendo a sus
ventajas y desventajas respecto a otras formas de generación de energía:
Ventajas
• Es inagotable. Siempre y cuando continúe el ciclo del agua la disponibilidad está
asegurada, ya que el agua utilizada se devuelve al curso en una cota inferior. De
hecho, está considerada como una energía renovable
• Es autóctona, porque la fuente energética está en el propio territorio, con lo que
se reducen las importaciones de energía eléctrica desde terceros países
• No necesita de sistemas de refrigeración o calderas, lo que disminuye los costes
• No contamina la atmósfera. Ya que no produce calor ni emisiones de gases
contaminantes (como los gases de efecto invernadero)
• Permite almacenar agua para regadíos y otros usos de emergencia (extinción de
incendios)
• Cuando la central lleva aparejada la construcción de una presa, permite regular
el caudal de los ríos y facilita la infraestructura necesaria para actividades de
recreo (pesca, remo, baño, etc.)
Inconvenientes

13. • Su rendimiento depende de las condiciones meteorológicas. Si la región donde
se instala una central hidráulica sufre una severa sequía, el ritmo de producción
de energía disminuirá
• Son necesarias condiciones ambientales muy concretas para la explotación de
esta energía, como la existencia de corrientes fluviales suficientemente grandes,
y la presencia de una orografía accidentada. Además, la localización de las
centrales está, a menudo, alejada de los centros de consumo, por lo que suele ser
necesario construir la infraestructura necesaria para conducir la electricidad
• La construcción de grandes presas altera los ecosistemas. Así, especies animales
que remontan los ríos para desovar ven interrupido su ciclo. Además, el
estancamiento de las aguas hace que los sedimentos se depositen en el fondo,
por lo que los nutrientes no llegar a las zonas bajas del río, afectando a todo el
ecosistema
• La construcción de embalses puede plantear graves problemas sociales y
demográficos, tales como el abandono de poblaciones, o la expropiación de
grandes cantidades de suelo
• Mayor contaminación del agua. El agua embalsada no dispone de las mismas
condiciones de salubridad que el agua fluyente, pudiendo ocasionar, en
determinadas regiones, focos infecciosos
Opinión Personal
Desde mi punto de vista creo que la energía hidráulica es una buena alternativa ante el
actual panorama energético, aunque con una serie de impacto medioambiental
considerable y que no creo que pueda basta para abastecer energéticamente la demanda
energética de aquí a unos años, viéndonos en la necesidad de crear mas centrales o
investigar nuevas formas de desarrollo energético sostenible con el medio ambiente.

14. Bibliografia
Paginas de Internet como la Wikipedia, Acciona, etc.