La energía hidráulica (también llamada energía hídrica o hidroenergía) se obtiene gracias a la energía cinética y la energía potencial de corrientes de agua (como saltos o ríos) y mareas. Por ejemplo: centrales hidroeléctricas, molinos de agua, energía marina.
La energía cinética es la energía que cualquier cuerpo posee gracias a su movimiento. Por ejemplo, si apoyamos un lápiz contra un papel y lo mantenemos inmóvil, el lápiz no transmite ninguna energía al papel (sin energía cinética).
En cambio, si golpeamos el papel con la punta del lápiz, es decir que lo movemos a gran velocidad, el lápiz rompe el papel gracias a su energía cinética. Por eso, la energía hidráulica no proviene de lagos o lagunas, sino de las masas de agua en movimiento, como los ríos y los mares.
La energía potencial es aquella que está en un objeto por su posición relativa dentro de un sistema. Por ejemplo, una manzana en un árbol tiene la energía potencial de su caída, es decir que la energía potencial es mayor si la manzana está ubicada más alta.
Utilizar la energía potencial del agua significa que se utiliza la diferencia de altura entre el lugar de donde surge el agua y el lugar donde va a caer. La fuerza con la que cae gracias a la aceleración de la gravedad se convierte en energía cinética.
- Ver también: Energía en la vida cotidiana
Ventajas de la energía hidráulica
- Energía renovable. Es decir que no se agotará por su uso, gracias al ciclo del agua. Aunque una enorme cantidad de agua salga de un embalse y atraviese la central hidroeléctrica, esa agua volverá al embalse gracias al ciclo de agua, que hará que el agua se evapore y vuelva a caer en forma de lluvia.
- Alto rendimiento. A diferencia de otras energías renovables (como la energía solar), es necesario poco espacio para obtener grandes cantidades de energía.
- No produce emisiones tóxicas. Como las que producen otras fuentes de energía como los combustibles fósiles.
- Barata. Su funcionamiento es independiente de los precios del petróleo. Aunque la construcción de una central hidroeléctrica puede ser muy costosa, su vida útil puede superar a los 100 años.
Desventajas de la energía hidráulica
- Aunque existen formas de energía hidráulica que no afectan el medio ambiente, la mayor parte son plantas hidroeléctricas, que forman embalses, es decir, la inundación de grandes superficies de tierra alrededor de lo que previamente era un río. Esto tiene un profundo impacto ambiental, forzando el traslado de numerosas especies y modificando dramáticamente el paisaje.
- El ecosistema también es modificado río abajo debido a que el agua que sale de la presas no tiene sedimentos, lo cual provoca una más rápida erosión de las márgenes del río. Además, el caudal del río es modificado drásticamente en poco tiempo.
Ejemplos de energía hidráulica
- Centrales hidroeléctricas
Convierten la energía del agua en energía eléctrica. Utilizan la energía potencial de una gran masa de agua (el embalse o lago artificial) por su desnivel con un cauce de río. El agua se deja caer a través de una turbina, en la cual su energía potencial se convierte en energía cinética (movimiento) y la turbina la convierte en energía eléctrica.
La primera central hidroeléctrica se construyó en 1879 en las cataratas del Niágara. Actualmente, esta es la forma más barata de energía, debido al poco mantenimiento que requieren las instalaciones y a la cantidad de energía que se obtiene diariamente.
- Molinos de agua
Utilizan la energía cinética de un curso de agua. Se denomina molino porque en sus primeros usos se utilizó para moler granos. El agua mueve las palas de una rueda que está ubicada ligeramente sumergida en el curso de agua. Por un conjunto de engranajes, el movimiento de la rueda mueve a su vez un par de piedras circulares llamadas muelas que presionan los granos convirtiéndolos en harina.
Actualmente las ruedas hidráulicas pueden utilizarse también para obtener electricidad a través de un transformador, de forma similar al funcionamiento de las turbinas de las centrales hidroeléctricas.
Sin embargo, la cantidad de energía obtenida es mucho menor ya que el agua se mueve a mayor velocidad debido a que el desnivel natural de los ríos es mucho menor que el que se utiliza en las centrales hidroeléctricas. Las primeras ruedas hidráulicas fueron construidas en la antigua Grecia, en el siglo III antes de Cristo.
- Energía marina
Es una forma específica de utilización de la energía del agua. Se clasifica en:
- Energía de las corrientes marinas. Las corrientes oceánicas son movimientos superficiales de las aguas de los océanos. Son producidas por múltiples factores, como la rotación terrestre y los vientos. Para aprovechar la energía cinética de las corrientes se utilizan rotores.
- Energía osmótica. El agua del mar es salada, es decir que tiene una concentración de sales. Los ríos, por el contrario, no tienen sal. La diferencia de concentración de sal entre ríos y mares produce una ósmosis por presión retardada, cuando los dos tipos de agua están separados por una membrana. La diferencia de presión a los dos lados de la membrana puede utilizarse en una turbina.
- Energía térmica del mar (maremotérmica). La diferencia de temperatura entre aguas oceánicas más profundas (más frías) y superficiales (más cálidas) permiten mover un dispositivo térmico para generar electricidad.
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