energía hidráulica - Wikilingue - Encydia
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La energía hidráulica o energía hídrica es la energía obtenida a partir de la energía potencial de una masa de agua . La forma en la cual ella se manifiesta en la naturaleza es en los flujos de agua, como ríos y lagos y puede ser aprovechada por medio de un desnível o caída d'agua. Puede ser convertida en la forma de energía mecánica (rotación de un eje) a través de turbinas hidráulicas o moinhos de agua. Las turbinas por su parte pueden ser usadas como accionamiento de un equipamiento industrial, como un compressor, o de un generador eléctrico, con la finalidad de prover energía eléctrica para una red de energía.
La potencia hidráulica máxima que puede ser obtenida a través de un desnível puede ser calculada por el producto:
Falló al verificar gramática (El ejecutable texvc no fue encontrado. Consulte math/README para instrucciones de la configuración.): P = \rho Q H g
En unidades del sistema internacional de unidades (SÍ)
- Potencia(P): Watt(W)
- Caída(H): m
- Densidad(ρ): Falló al verificar gramática (El ejecutable texvc no fue encontrado. Consulte math/README para instrucciones de la configuración.): kg/m^3
- Vazão volumétrica(Q): Falló al verificar gramática (El ejecutable texvc no fue encontrado. Consulte math/README para instrucciones de la configuración.): m^3/s
- Aceleración de la gravedad(g):Falló al verificar gramática (El ejecutable texvc no fue encontrado. Consulte math/README para instrucciones de la configuración.): m/s^2
ES necesario que haya un flujo de agua para que la energía sea generada de forma continua el tiempo, por esto aunque se pueda usar cualquier reservatório de agua, como un lago, debe haber un suprimento de agua al lago, de lo contrario habrá reducción del nivel y con el tiempo la disminución de la potencia generada (ver ecuación arriba). Las represas (barragens) son nada más que lagos artificiales, construidos en un río, permitiendo la generación continua.
Las represas pueden ser importantes pues si el agua fuera recolectada directamente de un río, en la medida en que hubiera una reducción de la vazão del río, como en una época de estiagem, habría reducción de la potencia generada. Así con la formación de un lago (reservatório de la barragem), en las épocas de estiagem se puede usar el agua almacenada, y si este sea suficientemente grande podrá atender a un periodo de estiagem de varios meses o mismo plurianual.
En el Brasil, debido a su enorme cantidad de ríos , la mayor parte de la energía eléctrica disponible es proveniente de grandes fábricas hidrelétricas. La energía primaria de una hidrelétrica es la energía potencial gravitacional del agua contenida en una represa elevada. Antes de hacerse energía eléctrica, la energía primaria debe ser convertida en energía cinética de rotación. El dispositivo que realiza esa transformación es la turbina. Ella consiste básicamente en una rueda dotada de palas, que es puesta en rápida rotación al recibir la masa de agua. El último elemento de esa cadena de transformaciones es el generador, que convierte el movimiento rotatorio de la turbina en energía eléctrica.
Un río no es recorrido por la misma cantidad de agua durante el año entero. En una estación chuvosa, es claro, la cantidad de agua aumenta. Para aprovechar al máximo las posibilidades de suministro de energía de un río, se debe regularizarse su vazão, a fin de que la fábrica pueda funcionar continuamente con toda la potencia instalada.
La vazão de agua es regularizada por la construcción de lagos artificiales. Una represa, construida de material muy resistente - piedra, tierra, frecuentemente cimento armado - , cierra el valle por el cual corre el río. Las aguas paran y forman el lago artificial. De él se puede quitar agua cuando el río está bajo o aún seco, obteniéndose así una vazão constante.
La construcción de represas casi siempre constituye una grande empreitada de la ingeniería civil. Los paredões, de tamaño gigante, deben resistir a la extraordinarias fuerzas ejercidas por las aguas que ella debe contener. A veces, tienen que soportar aún la presión de las paredes rochosas de la montaña en que se apóiam.
Para disminuir el efecto de las dilatações y contracciones debidas a la cambios de temperatura, la construcción es hecha en diversos bloques, separados por juntas de dilatação. Cuando la represa está concluida, en su masa son colocados termômetros capaces de transmitir la medida de la temperatura la distancia; ellos registran las diferencias de temperatura que se puedan verificar entre un punto y otro del paredão e indican se hay peligro de ocurrir tensiones que provoquen fendas.
La potencia
La energía que puede ser suministrada por unidad de tiempo se llama potencia, y es medida en watt (W). Como las potencias suministradas por las fábricas hidrelétricas son muy grandes, siempre expresas en miles de watts, se utiliza para su medida un múltiple de esa unidad, el quilowatt (kW), que equivale a 1.000 W.
La potencia de una fuente de energía eléctrica puede ser calculada multiplicándose la tensión en voltios que ella es capaz de suministrar por la corriente en ampères que distribuye. De esa manera, una fuente capaz de distribuir 1.000 A con una tensión de 10.000 V posee una potencia de 10 millones de watts, o 10.000 kW.
Una línea de transmisión, por lo tanto, es capaz de transportar la misma potencia de dos maneras: con voltagem elevada y corriente de baja intensidad, o con voltagem baja y alta corriente.
Cuando la energía eléctrica atraviesa un conductor, se transforma parcialmente en calor. Esa pérdida es tanto mayor mientras más elevada sea la intensidad de la corriente transportada y mayor sea la resistencia del hilo conductor. Así, sería conveniente efectuar la transmisión de la energía eléctrica por medio de hilos muy gruesos, que presentan menos resistencia. Sin embargo, no se puede aumentar excesivamente el diámetro del conductor, pues eso traería graves problemas de construcción y transporte, además de encarecer muy la instalación. Así, se prefiere use altos valores de tensión, que van de 150.000 hasta 400.000 V.
La energía eléctrica producida en las centrales no es dotada de tensión tan alta. En los generadores, originalmente, esa energía tiene una tensión de cerca de 10.000 V. Valores más altos son inadecuadas, porque los generadores deberían ser construidos con dimensiones enormes. Además de eso, los generadores poseen partes en movimiento y no es posible aumentar arbitrariamente sus dimensiones.
La energía eléctrica es, pues, producida a una tensión relativamente baja, que enseguida es elevada, para fines de transporte. Al llegar a la vizinhanças de los locales de utilización, la tensión es escariada. Esas elevaciones y abaixamentos son hechos por medio de transformadores.
El generador
El generador es un dispositivo que funciona con base en las leyes de la inducción eletromagnética. En su forma más simple, consiste en una espira en forma de un círculo. Ella queda imersa en un campo magnético y rueda en torno a un eje perpendicular a la líneas de esa área.
Cuando hacemos la espira girar con movimiento regular, el flujo magnético que atraviesa su superficie varía continuamente. Surge así, en la espira, una corriente inducida periódica. Cada media vuelve de la espira el sentido de la corriente se inverte, por eso ella recibe el nombre de corriente alterna.
Ver también
- Energía maremotriz
- Fábrica hidrelétrica
- Fábrica hidrelétrica de Tucuruí
- Ingeniería hidráulica
- Bombas Hidráulicas
