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El aprovechamiento hidroeléctrico se diferencia en sus características en función de su potencia. Como se va a desarrollar, la potencia instalada va a determinar técnica, ambiental, económica y administrativamente las características de la instalación considerada. Tan trascendente es la diferenciación de una instalación u otra en función de la potencia que se considere que se puede hablar de tipos de centrales hidroeléctricas por su potencia; caracterizadas por sus formas distintas de energías renovables.
Técnicamente, las líneas que distinguen unas centrales de otras por su potencia y que tan diferentes las hacen no quedan claramente definidas. Se guiará para establecer los grupos que nos van a ayudar a entender los distintos tipos de centrales hidroeléctricas en función de su potencia de lo recogido por la legislación; en este caso, la española.
Centrales hidroeléctricas en función de su potencia
Clasificación administrativa
Apoyémonos para marcar las líneas que nos ayuden a clasificar los distintos tipos de Centrales Hidroeléctricas en la legislación española. La norma reguladora de referencia del Sector Eléctrico en España es la Ley 24/2013, de 26 de diciembre, del Sector Eléctrico. El Real Decreto 413/2014, de 6 de junio, por el que se regula la actividad de producción de energía eléctrica a partir de fuentes de energía renovables, cogeneración y residuos, distingue en su Artículo 2, entre distintos tipos de instalaciones de producción de energía eléctrica a partir de fuentes de energía renovables no fósiles, a estos que resultan de nuestro interés:
- Grupo b.4. Centrales hidroeléctricas cuya potencia instalada no sea superior A 10 MW. Se divide en dos subgrupos:
- Subgrupo b.4.1. Centrales hidroeléctricas cuyas instalaciones hidráulicas (presa o azud, toma, canal y otras) hayan sido construidas exclusivamente para uso hidroeléctrico.
- Subgrupo b.4.2. Centrales hidroeléctricas que hayan sido construidas en infraestructuras existentes (presas, canales o conducciones) o dedicadas a otros usos distintos al hidroeléctrico.
- Grupo b.5. Centrales hidroeléctricas cuya potencia instalada sea superior A 10 MW. Se divide en dos subgrupos:
- Subgrupo b.5.1. Centrales hidroeléctricas cuyas instalaciones hidráulicas (presa o azud, toma, canal y otras) hayan sido construidas exclusivamente para uso hidroeléctrico.
- Subgrupo b.5.2. Centrales hidroeléctricas que hayan sido construidas en infraestructuras existentes (presas, canales o conducciones) o dedicadas a otros usos distintos al hidroeléctrico.
Así, la legislación marca una línea clara a la hora de considerar centrales hidroeléctricas de más o menos de 10 MW de potencia instalada, pero se puede entrar a dividir aún más cada grupo.
Gran central hidráulica (Más de 50 MW)
La mayor central del mundo, y mejor ejemplo, es la reciente Centra Hidroeléctrica de las Tres Gargantas, en China, con una potencia instalada de 18,2 GW. Por poner el valor de esta cifra en orden, con ello se podría suministrar casi la mitad del máximo de potencia instantánea registrada en la demanda de España de energía eléctrica en 2019 (42 GW según Red Eléctrica Española).
Con ello se supera la potencia de la Central Hidroeléctrica de Itaipú (Brasil y Paraguay), con 12,6 GW (figura 1). La Central de las Tres Gargantas turbina el agua de una presa sobre el Río Yangtsé, infraestructura hidráulica con la que se logra el almacenamiento de 300 billones de metros cúbicos. Por tener otra referencia, corresponde a 615.000 veces el consumo anual de agua de la ciudad de Madrid.
La Presa de las Tres Gargantas cumple funciones “multipropósito”: se previenen inundaciones, se genera un enorme volumen de energía libre de emisiones, se dispone de un enorme almacén de agua y se abre una vía de navegación fluvial. Ahora bien, se logra a costa de sumergir 630 kilómetros cuadrados de superficie, cubriendo 19 ciudades, 322 pueblos y numerosos restos históricos. 2 millones de personas, la mayoría de la ciudad de Chongqinq fueron realojadas.
El impacto de esta tremenda infraestructura es tan enorme que altera parámetros del ecosistema local, o del Mundo. La NASA estima que ha supuesto la alteración del eje de rotación de la Tierra de 2 cm, aumentando con ello la duración de las horas de luz diarias en 0,06 milésimas de segundos en verano. Las consecuencias ambientales a nivel local han sido devastadoras, cambiando para siempre la orografía, geología, microclima evolución fluvial de la zona. Un ejemplo claro y directo es la extinción del bejí o delfín chino, especie endémica del Río Yangtsé.
Central hidráulica convencional (Más de 10 MW)
Las centrales hidráulicas mayores de 10 MW están asociadas a la regulación de grandes volúmenes de agua. Por tanto, requieren la existencia de un embalse en el que se retenga un cauce y desde el que se regule la toma de agua hacia la central de turbinado. Se logra la transformación de la energía potencial hidráulica en energía eléctrica libre de emisiones atmosféricas, con las grandes ventajas que ello conlleva para la situación medioambiental del planeta.
Sin embargo, la disposición de un gran embalse para su funcionamiento provoca grandes alteraciones en los ecosistemas del área afectada. Se modifica definitivamente la dinámica fluvial del cauce afectado, desde la evolución hidráulica hasta la deposición de sedimentos. Además, se altera el ecosistema del río, poniendo en peligro a especies dependientes del mismo. Incluso se puede llegar a ver afectada la geología y microclima de la zona. Entre las posibles alteraciones en las etapas de construcción y explotación se encuentra, tomando lo indicado por carta y otros (2009):
- Inundación de extensas zonas.
- Pérdidas de suelo ganadero, agrícola o forestal por erosión o inundación.
- Cortes de vías de comunicación.
- Modificación de corrientes de agua, afectando a la cantidad y calidad del agua y al estado de la fauna acuática.
- Reducción de diversidad biológica.
- Efecto barrera para el tránsito de la fauna.
- Impacto acústico de turbinas hidráulicas y generadores eléctricos.
- Desaparición de especies animales o vegetales por degradación o destrucción de su hábitat.
- Alteraciones bioclimáticas locales.
- Impacto visual de estructuras.
Debido el elevado impacto ambiental de estas actuaciones queda hoy en entredicho la consideración de estas Centrales Hidroeléctricas mayores como fuentes de Energía Renovable.
Central minihidráulica (Menos de 10 MW)
La Central Minihidráulica toma hoy el protagonismo y liderazgo del desarrollo de la Energía Hidroeléctrica. Se trata de un aprovechamiento mucho más integrado en su entorno que aquellas grandes Centrales Convencionales, por lo que la repercusión ambiental de su instalación sí puede arrojar claramente un saldo positivo a su favor. Ya no son necesarios los enormes embalses de una central convencional. Las Centrales Minihidráulicas están muy condicionadas a su emplazamiento.
La topografía del terreno en la que se ubica determina tanto la obra civil a ejecutar como el tipo de maquinaria disponer. Así, mientras las grandes Centrales Hidráulicas Convencionales están asociadas a un gran embalse, en el caso de la Central Minihidráulica se puede encontrar diversos tipos de aprovechamientos en función de su definición técnica, como se desarrollará más adelante.
- Central de embalse o a pie de presa: en las que existe un embalse que almacena el agua y desde el que se realiza la toma y conducción hasta la central de turbinado. Por tanto, se puede elegir el momento en que llevar a cabo el proceso de turbinado.
- Central de agua fluyente: en la que se desvía parte del caudal de un cauce o un río mediante una toma o un azud, haciéndelo pasar el turbinado. No existe almacén de agua ni, por tanto, posibilidad de organizar los momentos de producción energética.
- Central de bombeo o reversible: en la que, además de equipos de turbinado, se disponen equipos de bombeo. Cuentan con un embalse superior y otro embalse inferior. En momentos de menor demanda energética, si la disponibilidad o precio de la energía lo permite, se bombea agua al embalse superior, que volverá a ser turbinada en momentos de mayor demanda energética.
La importancia del paso medioambiental
El ingeniero, en la actualidad, juega un papel importante en cada uno de los pasos que da la humanidad hacia el futuro. Esto se debe a que el mismo tiene las capacidades intelectuales para proyectar diferentes ideas a futuro plasmándolas en la realidad. Entre estas se encuentra el uso y la optimización de energías renovables, adecuándolas en cada vez más campos donde la misma es adoptada.
TECH Universidad Tecnológica oferta actualmente un amplio portafolio educativo enfocado en el desarrollo del profesional moderno. La ingeniería no escapa de ello y es por esto que la institución pone a disposición del profesional posgrados como el Máster en Ingeniería y Operaciones de Drones y el Máster en Ahorro Energético y Sostenibilidad en la Edificación. A pesar de ser excelentes opciones complementarias a su educación, no cabe duda que para aquel profesional que busca dominar en su totalidad el campo de las nuevas energías, su mejor elección será tomar el Máster en Energías Renovables.
