Flujo De Agua: Productor De Electricidad, Ventajas, Desventajas, Potencia, Principio De Bernoulli

Actualmente se utilizan diversas tecnologías para la generación de electricidad, pero una de ellas es el flujo de agua, la cual es un tipo de energía renovable, esto es debido a la capacidad del agua de mover obstáculos valiéndose de la energía cinética que posee en su movimiento que se mantiene de manera ininterrumpida, y a la la fuerza de su caída que se debe a la energía potencial almacenada en ella.

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    Flujo de agua como productor de energía

    A lo largo de la historia se ha utilizado el flujo de agua como fuente de energía para realizar una gran variedad de trabajos. En algunos sitios se pueden encontrar molinos hidráulicos para generar electricidad, aunque es una manera antigua para aprovechar la energía debida al flujo de agua.

    Realmente una manera óptima muy usada es aprovechar la energía potencial almacenada en el agua, y liberarla a través de una caída por medio de una presa, lo cual se hace a través de aperturas de compuertas que se encargan de dirigir el agua hacia los álabes de la turbina que están unidos a un generador por medio de un eje común para producir electricidad.

    Lo anterior es lo que ocurre actualmente en las centrales hidroeléctricas que aprovechan la energía hidráulica del agua para generar electricidad.

    flujo de agua
    Flujos de agua utilizados en una Central Hidroeléctrica

    Ventajas

    La ventaja que tienen los flujos de agua es que son fuentes de energía renovable, es decir, que se renuevan ilimitadamente, por tal motivo los países que cuentan con mayores cantidades de flujos de agua, utilizan las centrales hidroeléctricas, como productor principal de electricidad.

    Los flujos de agua son recursos interminables, la luz del sol que incide sobre los mares o ríos evapora el agua, que a su vez será expulsada por la nubes de regreso a su posición inicial, la naturaleza misma se encarga de mantener dicho recurso.

    Desventajas (impacto ambiental)

    Utilizar el flujo de agua como fuente de energía eléctrica también tiene sus desventajas, comúnmente los lugares donde se encuentran estos flujos de agua, están alejados de sitios como las ciudades donde se encuentra la población.

    Por tal motivo el diseño de sistemas eléctricos para transportar la energía eléctrica a estos lugares se hace costoso.  Además de esto, tiene efectos negativos en la naturaleza, afectando el hábitat terrestre de diferentes especies, lo que pone en peligro a la biodiversidad.

    También atenta con los ecosistemas acuáticos, la relación de seres vivos que coexisten en ella, entres otros, asimismo modifica los ciclos naturales del agua, lo que atenta con la forma en la cual se forman los paisajes, causando una diferencia en su desarrollo.

    Cambia el estilo de vida de poblaciones indígenas cercanas a la utilización de estos flujos de agua, alterando su calidad de vida.

    A pesar de todas las deficiencias, efectos y desventajas de la utilización de los flujos de agua para la producción de electricidad, las centrales hidroeléctricas son las más empleadas para encargarse del trabajo relacionado con la generación eléctrica.

    Sin embargo, a medida de su utilización en el transcurso del tiempo han surgido complicaciones, como lo son el avance progresivo en la alteración de los ecosistemas tanto acuáticos como terrestres, además de los altos costos que implica transportar la energía a largas distancias.

    Consideraciones que han permitido el surgimiento de otros tipos de fuentes de energía, que resulten más económicas y menos peligrosas para el medio ambiente.

    Inversión y potencia

    Los elevados niveles de inversión que tienen que hacerse para llevar a cabo las centrales hidroeléctricas, han tenido como consecuencia que solo la mayoría de los países desarrollados la puedan usar y unos cuantos de países subdesarrollados.

    El agua está contenida en los embalses para crear los flujos de agua posteriores, el tamaño de los embalses dependerá del nivel de potencia con el cual se desee construir la central.

    Esto hace que existan centrales con niveles de potencia altos y centrales con niveles de potencia bajos dependiendo de la población que se planee surtir de electricidad.

    Además de las centrales hidroeléctricas también se construyen otro tipo de centrales que son utilizadas únicamente cuando sea requerido, las mismas resaltan porque pueden retener altas cantidades de energía para liberarla en el momento preciso, llamadas centrales de regulación.

    Las centrales de regulación se utilizan mayormente cuando los niveles de consumo son mayores.

    Energía mareomotriz 

    Gracias a la fuerza gravitacional que ejerce el sol sobre los mares se producen desniveles entre el punto más bajo  y el punto más alto del flujo de agua, dichos desniveles causan las mareas, las cuales se aprovechan para generar energía eléctrica. 

    Sin embargo, la utilización de esta energía depende de factores como su ubicación, el tamaño de las mareas, la altura del sistema hidroeléctrica, entre otros.

    Principio de Bernoulli

    Un principio muy utilizado en el diseño de tuberías para la conducción de agua es el principio de bernoulli, el cual se puede observar mediante la siguiente ecuación.

    flujo de agua

    Lo cual indica que independientemente del lugar en la trayectoria del fluido, la suma de la altura h, más la altura de velocidad, más la altura de presión permanece constante, donde “g” es la gravedad, “ρ” es la densidad de flujo y “P” es la presión.

    Sin embargo la anterior ecuación se aplica a condiciones ideales, pero cuando se toman en cuenta los efectos que ejerce el roce en el flujo de agua cuando pasa por las tuberías y la energía que pierde el flujo de agua al atravesar resistencias como válvulas, la ecuación sería la siguiente:

    flujo de agua

    Donde las pérdidas(1,2) son las pérdidas totales.

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