La energía hidroeléctrica (del griego antiguo ὑδρο -, "agua"), también conocida como energía hidráulica , es el uso de agua que cae o que corre rápidamente para producir electricidad o alimentar máquinas. Esto se logra convirtiendo el potencial gravitacional o la energía cinética de una fuente de agua para producir energía. [1] La energía hidroeléctrica es un método de producción de energía sostenible . La energía hidroeléctrica ahora se utiliza principalmente para la generación de energía hidroeléctrica y también se aplica como la mitad de un sistema de almacenamiento de energía conocido como hidroelectricidad de almacenamiento por bombeo .
La energía hidroeléctrica es una alternativa atractiva a los combustibles fósiles , ya que no produce directamente dióxido de carbono u otros contaminantes atmosféricos y proporciona una fuente de energía relativamente constante. Sin embargo, tiene desventajas económicas, sociológicas y ambientales y requiere una fuente de agua suficientemente energética, como un río o un lago elevado . [2] Instituciones internacionales como el Banco Mundial ven la energía hidroeléctrica como un medio con bajas emisiones de carbono para el desarrollo económico . [3]
Desde la antigüedad, la energía hidroeléctrica de los molinos de agua se ha utilizado como fuente de energía renovable para el riego y el funcionamiento de dispositivos mecánicos, como molinos , aserraderos , fábricas textiles , martillos tripulantes , grúas de muelle, elevadores domésticos y molinos de minerales . Un trampantojo , que produce aire comprimido a partir del agua que cae, a veces se utiliza para alimentar otras máquinas a distancia. [4] [1]
.jpg/1280px-The_Dam_(2890371280).jpg)
Un recurso hidroeléctrico puede evaluarse por su potencia disponible . La potencia es función de la altura hidráulica y del caudal volumétrico . La cabeza es la energía por unidad de peso (o unidad de masa) de agua. [5] La carga estática es proporcional a la diferencia de altura por la que cae el agua. La altura dinámica está relacionada con la velocidad del agua en movimiento. Cada unidad de agua puede realizar una cantidad de trabajo igual a su peso multiplicado por la cabeza.
La potencia disponible de la caída del agua se puede calcular a partir del caudal y la densidad del agua, la altura de la caída y la aceleración local debida a la gravedad:
A modo de ejemplo, la potencia de salida de una turbina con una eficiencia del 85%, con un caudal de 80 metros cúbicos por segundo (2800 pies cúbicos por segundo) y una altura de 145 metros (476 pies), es de 97 megavatios: [nota 1 ]
Los operadores de centrales hidroeléctricas comparan la energía eléctrica total producida con la energía potencial teórica del agua que pasa por la turbina para calcular la eficiencia. Los procedimientos y definiciones para el cálculo de la eficiencia se proporcionan en códigos de prueba como ASME PTC 18 e IEC 60041. Las pruebas de campo de las turbinas se utilizan para validar la garantía de eficiencia del fabricante. El cálculo detallado de la eficiencia de una turbina hidroeléctrica tiene en cuenta la pérdida de carga debido a la fricción del flujo en el canal de energía o tubería forzada, el aumento en el nivel del agua de cola debido al flujo, la ubicación de la estación y el efecto de la variación de la gravedad, la temperatura del aire y la presión barométrica. , la densidad del agua a temperatura ambiente y las altitudes relativas de la bahía de proa y de cola. Para cálculos precisos, se deben considerar los errores debidos al redondeo y al número de dígitos significativos de las constantes. [6]
Algunos sistemas hidroeléctricos, como las ruedas hidráulicas, pueden extraer energía del flujo de una masa de agua sin cambiar necesariamente su altura. En este caso, la potencia disponible es la energía cinética del agua que fluye. Las ruedas hidráulicas sobrepasadas pueden capturar eficientemente ambos tipos de energía. [7] El caudal de un arroyo puede variar mucho de una estación a otra. El desarrollo de un sitio hidroeléctrico requiere el análisis de los registros de flujo , a veces a lo largo de décadas, para evaluar el suministro anual confiable de energía. Las presas y embalses proporcionan una fuente de energía más confiable al suavizar los cambios estacionales en el flujo de agua. Sin embargo, los embalses tienen un impacto ambiental significativo , al igual que la alteración del caudal natural. El diseño de la presa debe tener en cuenta el peor de los casos, la "inundación máxima probable" que se puede esperar en el sitio; A menudo se incluye un aliviadero para encaminar los flujos de inundación alrededor de la presa. Para predecir la inundación máxima se utiliza un modelo informático de la cuenca hidráulica y registros de precipitaciones y nevadas. [ cita necesaria ]
Se han identificado algunas desventajas de la energía hidroeléctrica. Las fallas de las represas pueden tener efectos catastróficos, incluida la pérdida de vidas, propiedades y contaminación de la tierra.
Las presas y embalses pueden tener importantes impactos negativos en los ecosistemas fluviales , como impedir que algunos animales viajen río arriba, enfriar y desoxigenar el agua liberada río abajo y perder nutrientes debido a la sedimentación de partículas. [8] Los sedimentos de los ríos forman deltas de los ríos y las represas les impiden restaurar lo que se pierde por la erosión. [9] [10] Además, los estudios encontraron que la construcción de presas y embalses puede resultar en la pérdida de hábitat para algunas especies acuáticas. [11]
Grandes y profundas represas y embalses cubren grandes extensiones de tierra, lo que provoca emisiones de gases de efecto invernadero debido a la vegetación submarina en descomposición. Además, aunque en niveles más bajos que otras fuentes de energía renovables , se descubrió que la energía hidroeléctrica produce gas metano , que es un gas de efecto invernadero. Esto ocurre cuando la materia orgánica se acumula en el fondo del embalse debido a la desoxigenación del agua lo que desencadena la digestión anaeróbica . [12]
Las personas que viven cerca del sitio de una planta hidroeléctrica son desplazadas durante la construcción o cuando los bancos de embalses se vuelven inestables. [11] Otra posible desventaja es que los sitios culturales o religiosos pueden bloquear la construcción. [11] [nota 2]
Un molino de agua o molino de agua es un molino que utiliza energía hidroeléctrica. Es una estructura que utiliza una rueda hidráulica o turbina hidráulica para impulsar un proceso mecánico como fresado (pulido) , laminado o martillado . Estos procesos son necesarios en la producción de muchos bienes materiales, incluidos harina , madera , papel , textiles y muchos productos metálicos . Estos molinos de agua pueden comprender molinos , aserraderos , fábricas de papel , fábricas textiles , molinos de martillos, molinos de martillos , laminadores y trefiladores .
Una forma importante de clasificar los molinos de agua es según la orientación de las ruedas (vertical u horizontal), uno impulsado por una rueda hidráulica vertical a través de un mecanismo de engranajes y el otro equipado con una rueda hidráulica horizontal sin tal mecanismo. El primer tipo se puede dividir aún más, dependiendo de dónde golpea el agua las paletas de la rueda, en molinos de rueda hidráulica de tiro hacia abajo, hacia arriba, hacia el pecho y hacia atrás (hacia atrás o hacia atrás). Otra forma de clasificar los molinos de agua es por un rasgo esencial sobre su ubicación: los molinos de marea utilizan el movimiento de la marea; Los molinos de barco son molinos de agua a bordo (y que constituyen) un barco.
Los molinos de agua impactan la dinámica fluvial de los cursos de agua donde se instalan. Durante el tiempo que funcionan los molinos de agua, los canales tienden a sedimentarse , especialmente los remansos. [13] También en la zona del remanso aumentan las inundaciones y la sedimentación de las llanuras aluviales adyacentes. Sin embargo, con el tiempo estos efectos se anulan cuando las orillas de los ríos aumentan. [13] Donde se han eliminado los molinos, la incisión del río aumenta y los canales se profundizan. [13]Se puede hacer que una gran cantidad de agua genere aire comprimido directamente sin partes móviles. En estos diseños, una columna de agua que cae se mezcla deliberadamente con burbujas de aire generadas por turbulencia o un reductor de presión venturi en la entrada de alto nivel. Esto le permite caer por un pozo hacia una cámara subterránea de techo alto donde el aire ahora comprimido se separa del agua y queda atrapado. La altura de la columna de agua que cae mantiene la compresión del aire en la parte superior de la cámara, mientras que una salida sumergida debajo del nivel del agua en la cámara permite que el agua fluya de regreso a la superficie a un nivel más bajo que la entrada. Una salida separada en el techo de la cámara suministra el aire comprimido. En 1910 se construyó una instalación basada en este principio en el río Montreal en Ragged Shutes, cerca de Cobalt, Ontario , y suministró 5.000 caballos de fuerza a las minas cercanas. [14]
La hidroelectricidad es la mayor aplicación hidroeléctrica. La hidroelectricidad genera alrededor del 15% de la electricidad mundial y proporciona al menos el 50% del suministro eléctrico total para más de 35 países. [15] En 2021, la capacidad eléctrica hidroeléctrica instalada a nivel mundial alcanzó casi 1400 GW, la más alta entre todas las tecnologías de energía renovable. [dieciséis]
La generación de hidroelectricidad comienza con la conversión de la energía potencial del agua presente debido a la elevación del sitio o la energía cinética del agua en movimiento en energía eléctrica. [12]
Las centrales hidroeléctricas varían en cuanto a la forma en que recolectan energía. Un tipo implica una presa y un embalse . El agua del embalse está disponible bajo demanda para ser utilizada para generar electricidad pasando a través de canales que conectan la presa con el embalse. El agua hace girar una turbina, que está conectada al generador que produce electricidad. [12]
El otro tipo se llama planta de pasada. En este caso, se construye una presa para controlar el flujo de agua, en ausencia de un embalse . La central eléctrica de pasada necesita un flujo de agua continuo y, por lo tanto, tiene menos capacidad para proporcionar energía según la demanda. La energía cinética del agua que fluye es la principal fuente de energía. [12]
Ambos diseños tienen limitaciones. Por ejemplo, la construcción de una represa puede resultar incómoda para los residentes cercanos. La presa y los embalses ocupan una cantidad relativamente grande de espacio al que las comunidades cercanas pueden oponerse. [17] Además, los embalses pueden tener potencialmente importantes consecuencias ambientales, como dañar los hábitats aguas abajo. [12] Por otro lado, la limitación del proyecto de pasada es la menor eficiencia de la generación de electricidad porque el proceso depende de la velocidad del flujo estacional del río. Esto significa que la temporada de lluvias aumenta la generación de electricidad en comparación con la temporada seca. [18]
El tamaño de las centrales hidroeléctricas puede variar desde pequeñas centrales llamadas microhidráulicas , hasta grandes centrales que suministran energía a todo un país. Desde 2019, las cinco centrales eléctricas más grandes del mundo son centrales hidroeléctricas convencionales con embalses. [19]
La hidroelectricidad también se puede utilizar para almacenar energía en forma de energía potencial entre dos embalses a diferentes alturas mediante almacenamiento por bombeo . El agua se bombea cuesta arriba hacia los embalses durante períodos de baja demanda para ser liberada para generación cuando la demanda es alta o la generación del sistema es baja. [20]
Otras formas de generación de electricidad con energía hidroeléctrica incluyen generadores de corrientes de marea que utilizan energía de las mareas generada en océanos, ríos y sistemas de canales artificiales para generar electricidad. [12]
Se ha dicho que la lluvia es "una de las últimas fuentes de energía no explotadas de la naturaleza. Cuando llueve, pueden caer miles de millones de litros de agua, que tienen un enorme potencial eléctrico si se utilizan de la manera correcta". [21] Se están realizando investigaciones sobre los diferentes métodos de generación de energía a partir de la lluvia, como el uso de la energía del impacto de las gotas de lluvia. Esto se encuentra en sus primeras etapas y se están probando, creando prototipos y creando tecnologías nuevas y emergentes. A este poder se le ha llamado poder de la lluvia. [22] [23] Un método en el que se ha intentado esto es mediante el uso de paneles solares híbridos llamados "paneles solares para todo clima" que pueden generar electricidad tanto a partir del sol como de la lluvia. [24]
Según el zoólogo y educador en ciencia y tecnología Luis Villazón, "un estudio francés de 2008 estimaba que se podrían utilizar dispositivos piezoeléctricos, que generan energía cuando se mueven, para extraer 12 milivatios de una gota de lluvia. En un año, esto equivaldría a menos de 0,001 kWh por metro cuadrado: suficiente para alimentar un sensor remoto". Villazón sugirió que una mejor aplicación sería recolectar el agua de la lluvia y utilizarla para impulsar una turbina, con una generación de energía estimada de 3 kWh de energía por año para un techo de 185 m 2 . [25] Para generar electricidad se ha utilizado un sistema basado en microturbinas creado por tres estudiantes de la Universidad Tecnológica de México. El sistema Pluvia "utiliza el flujo de agua de lluvia que sale de los canalones de los tejados de las casas para hacer girar una microturbina en una carcasa cilíndrica. La electricidad generada por esa turbina se utiliza para cargar baterías de 12 voltios". [26]
El término energía de lluvia también se ha aplicado a los sistemas hidroeléctricos que incluyen el proceso de capturar la lluvia. [21] [25]
La evidencia sugiere que los fundamentos de la energía hidroeléctrica se remontan a la antigua civilización griega . [27] Otra evidencia indica que la rueda hidráulica surgió de forma independiente en China alrededor del mismo período. [27] La evidencia de ruedas hidráulicas y molinos de agua data del antiguo Cercano Oriente en el siglo IV a.C. [28] : 14 Además, la evidencia indica el uso de energía hidroeléctrica utilizando máquinas de riego en civilizaciones antiguas como Sumeria y Babilonia . [11] Los estudios sugieren que la rueda hidráulica fue la forma inicial de energía hidráulica y fue impulsada por humanos o animales. [11]
En el Imperio Romano , Vitruvio describió los molinos impulsados por agua en el siglo I a.C. [29] El molino de Barbegal , situado en la actual Francia, tenía 16 ruedas hidráulicas que procesaban hasta 28 toneladas de grano al día. [4] Las norias romanas también se utilizaban para serrar mármol, como el aserradero de Hierápolis de finales del siglo III d.C. [30] Estos aserraderos tenían una rueda hidráulica que impulsaba dos bielas y manivela para impulsar dos sierras. También aparece en dos aserraderos romanos orientales del siglo VI excavados en Éfeso y Gerasa respectivamente. El mecanismo de manivela y biela de estos molinos de agua romanos convertía el movimiento giratorio de la rueda hidráulica en el movimiento lineal de las hojas de sierra. [31]
Inicialmente se pensó que los martillos y fuelles impulsados por agua en China, durante la dinastía Han (202 a. C. – 220 d. C.), funcionaban con palas de agua . [28] : 26–30 Sin embargo, algunos historiadores sugirieron que funcionaban con ruedas hidráulicas. Esto se debe a que se teorizó que las palas de agua no habrían tenido la fuerza motriz para operar los fuelles de sus altos hornos. [32] Muchos textos describen la rueda hidráulica de los hunos; algunos de los más antiguos son el diccionario Jijiupian del 40 a.C., el texto de Yang Xiong conocido como Fangyan del 15 a.C., así como Xin Lun, escrito por Huan Tan alrededor del 20 d.C. [33] También fue durante esta época que el ingeniero Du Shi (c. 31 d. C.) aplicó la potencia de las ruedas hidráulicas a pistones - fuelles en hierro fundido forjado. [33]
Otro ejemplo del uso temprano de la energía hidroeléctrica se ve en el silencio , un método histórico de minería que utiliza inundaciones o torrentes de agua para revelar vetas minerales. El método se utilizó por primera vez en las minas de oro de Dolaucothi en Gales desde el año 75 d.C. en adelante. Este método se desarrolló aún más en España en minas como Las Médulas . El silencio también se utilizó ampliamente en Gran Bretaña en el período medieval y posteriores para extraer minerales de plomo y estaño . Más tarde evolucionó hasta convertirse en minería hidráulica cuando se utilizó durante la fiebre del oro de California en el siglo XIX. [34]
El Imperio Islámico se extendió por una gran región, principalmente en Asia y África, junto con otras áreas circundantes. [35] Durante la Edad de Oro islámica y la Revolución Agrícola Árabe (siglos VIII-XIII), la energía hidroeléctrica fue ampliamente utilizada y desarrollada. Los primeros usos de la energía mareomotriz surgieron junto con los grandes complejos de fábricas hidráulicas . [36] En la región se utilizó una amplia gama de molinos industriales impulsados por agua, incluidos batanes , molinos , fábricas de papel , descascaradoras , aserraderos , molinos navales , molinos de sellos , acerías , ingenios azucareros y molinos de marea . En el siglo XI, todas las provincias del Imperio Islámico tenían estos molinos industriales en funcionamiento, desde Al-Andalus y el norte de África hasta Oriente Medio y Asia Central . [37] : Diez ingenieros musulmanes también utilizaron turbinas hidráulicas mientras empleaban engranajes en molinos de agua y máquinas elevadoras de agua. También fueron pioneros en el uso de represas como fuente de energía hidráulica, utilizadas para proporcionar energía adicional a los molinos de agua y las máquinas elevadoras de agua. [38]
Además, en su libro, El libro del conocimiento de ingeniosos dispositivos mecánicos , el ingeniero mecánico musulmán Al-Jazari (1136-1206) describió diseños para 50 dispositivos. Muchos de estos dispositivos funcionaban con agua, incluidos relojes, un dispositivo para servir vino y cinco dispositivos para sacar agua de ríos o estanques, tres de ellos funcionan con animales y uno puede funcionar con animales o agua. Además, incluían una correa sin fin con jarras adjuntas, un shadoof impulsado por una vaca (una herramienta de irrigación similar a una grúa) y un dispositivo alternativo con válvulas articuladas. [39]
En el siglo XIX, el ingeniero francés Benoît Fourneyron desarrolló la primera turbina hidroeléctrica. Este dispositivo fue implementado en la planta comercial de Niagara Falls en 1895 y todavía está operativo. [11] A principios del siglo XX, el ingeniero inglés William Armstrong construyó y operó la primera central eléctrica privada que estaba ubicada en su casa en Cragside en Northumberland , Inglaterra. [11] En 1753, el ingeniero francés Bernard Forest de Bélidor publicó su libro Architecture Hydraulique , que describía máquinas hidráulicas de eje vertical y horizontal. [40]
La creciente demanda de la Revolución Industrial también impulsaría el desarrollo. [41] Al comienzo de la Revolución Industrial en Gran Bretaña, el agua era la principal fuente de energía para nuevos inventos como el marco de agua de Richard Arkwright . [42] Aunque la energía hidráulica dio paso a la energía del vapor en muchos de los molinos y fábricas más grandes, todavía se utilizó durante los siglos XVIII y XIX para muchas operaciones más pequeñas, como accionar los fuelles en pequeños altos hornos (por ejemplo, el horno Dyfi ). y molinos , como los construidos en Saint Anthony Falls , que aprovecha la caída de 50 pies (15 m) del río Mississippi . [43] [42]
Los avances tecnológicos trasladaron la rueda hidráulica abierta a una turbina cerrada o motor hidráulico . En 1848, el ingeniero británico-estadounidense James B. Francis , ingeniero jefe de la compañía Lowell's Locks and Canals, mejoró estos diseños para crear una turbina con una eficiencia del 90%. [44] Aplicó principios científicos y métodos de prueba al problema del diseño de turbinas. Sus métodos de cálculo matemático y gráfico permitieron diseñar con confianza turbinas de alta eficiencia que coincidieran exactamente con las condiciones de flujo específicas de un sitio. La turbina de reacción Francis todavía está en uso. En la década de 1870, a partir de usos en la industria minera de California, Lester Allan Pelton desarrolló la turbina de impulso de rueda Pelton de alta eficiencia , que utilizaba energía hidroeléctrica procedente de los arroyos de gran altura característicos de la Sierra Nevada . [ cita necesaria ]
La historia moderna de la energía hidroeléctrica comienza en el siglo XX, con grandes represas construidas no simplemente para alimentar molinos o fábricas vecinas [45] sino también para proporcionar electricidad a grupos de personas cada vez más distantes. La competencia impulsó gran parte de la moda hidroeléctrica mundial: Europa compitió entre sí para electrificarse primero, y las plantas hidroeléctricas de Estados Unidos en las Cataratas del Niágara y la Sierra Nevada inspiraron creaciones más grandes y audaces en todo el mundo. [46] Los financistas y expertos en energía hidroeléctrica estadounidenses y soviéticos también difundieron el evangelio de las represas y la hidroelectricidad en todo el mundo durante la Guerra Fría , contribuyendo a proyectos como la presa de las Tres Gargantas y la presa alta de Asuán . [47] Alimentar el deseo de electrificación a gran escala con agua requería inherentemente grandes represas a través de ríos poderosos, [48] lo que impactaba los intereses públicos y privados río abajo y en las zonas de inundación. [49] Inevitablemente, las comunidades más pequeñas y los grupos marginados sufrieron. No pudieron resistir con éxito a las empresas que los sacaron de sus hogares o bloquearon los tradicionales pasos del salmón . [50] El agua estancada creada por las represas hidroeléctricas proporciona un caldo de cultivo para plagas y patógenos , lo que lleva a epidemias locales . [51] Sin embargo, en algunos casos, una necesidad mutua de energía hidroeléctrica podría conducir a la cooperación entre naciones que de otro modo serían adversarias. [52]
La tecnología y la actitud de la energía hidroeléctrica comenzaron a cambiar en la segunda mitad del siglo XX. Si bien los países habían abandonado en gran medida sus pequeños sistemas hidroeléctricos en la década de 1930, las centrales hidroeléctricas más pequeñas comenzaron a resurgir en la década de 1970, impulsadas por los subsidios gubernamentales y la presión para obtener más productores de energía independientes. [48] Algunos políticos que alguna vez abogaron por grandes proyectos hidroeléctricos en la primera mitad del siglo XX comenzaron a hablar en contra de ellos, y los grupos ciudadanos que se organizaban contra los proyectos de represas aumentaron. [53]
En las décadas de 1980 y 1990, el movimiento internacional contra las represas hizo increíblemente difícil encontrar inversores gubernamentales o privados para nuevos grandes proyectos hidroeléctricos y dio origen a ONG dedicadas a luchar contra las represas. [54] Además, mientras que el costo de otras fuentes de energía cayó, el costo de construir nuevas represas hidroeléctricas aumentó un 4% anual entre 1965 y 1990, debido tanto al aumento de los costos de construcción como a la disminución de los sitios de construcción de alta calidad. [55] En la década de 1990, sólo el 18% de la electricidad mundial procedía de energía hidroeléctrica. [56] La producción de energía mareomotriz también surgió en la década de 1960 como un floreciente sistema hidroeléctrico alternativo, aunque todavía no se ha afianzado como un fuerte contendiente energético. [57]
Especialmente al comienzo del experimento hidroeléctrico estadounidense, los ingenieros y políticos iniciaron grandes proyectos hidroeléctricos para resolver un problema de "potencial desperdiciado" en lugar de alimentar a una población que necesitaba electricidad. Cuando la Niagara Falls Power Company empezó a estudiar la posibilidad de construir una represa en Niágara, el primer gran proyecto hidroeléctrico de Estados Unidos, en la década de 1890, lucharon por transportar la electricidad desde las cataratas lo suficientemente lejos como para llegar a un número suficiente de personas y justificar su instalación. El proyecto tuvo éxito en gran parte gracias a la invención del motor de corriente alterna por parte de Nikola Tesla . [58] [59] En el otro lado del país, los ingenieros de San Francisco , el Sierra Club y el gobierno federal lucharon por el uso aceptable del valle de Hetch Hetchy . A pesar de la aparente protección dentro de un parque nacional, los ingenieros de la ciudad obtuvieron con éxito los derechos de agua y energía en el valle de Hetch Hetchy en 1913. Después de su victoria, entregaron energía hidroeléctrica y agua de Hetch Hetchy a San Francisco una década más tarde y al doble del costo prometido. vender energía a PG&E , que la revendió a los residentes de San Francisco con una ganancia. [60] [61] [62]
El oeste americano, con sus ríos de montaña y su falta de carbón, recurrió temprana y frecuentemente a la energía hidroeléctrica, especialmente a lo largo del río Columbia y sus afluentes. La Oficina de Reclamación construyó la presa Hoover en 1931, vinculando simbólicamente las prioridades de creación de empleo y crecimiento económico del New Deal . [63] El gobierno federal rápidamente siguió a Hoover con la presa Shasta y la presa Grand Coulee . La demanda de energía en Oregón no justificó la construcción de represas en el Columbia hasta que la Primera Guerra Mundial reveló las debilidades de una economía energética basada en el carbón. Luego, el gobierno federal comenzó a priorizar la energía interconectada, y en gran cantidad. [64] La electricidad de las tres represas se destinó a la producción de guerra durante la Segunda Guerra Mundial . [sesenta y cinco]
Después de la guerra, la presa Grand Coulee y los proyectos hidroeléctricos que la acompañaron electrificaron casi toda la cuenca rural de Columbia , pero no lograron mejorar las vidas de quienes vivían y cultivaban allí como habían prometido sus impulsores y también dañaron el ecosistema fluvial y las poblaciones migratorias de salmón. También en la década de 1940, el gobierno federal aprovechó la gran cantidad de energía no utilizada y el agua corriente del Grand Coulee para construir una instalación nuclear situada a orillas del Columbia. El sitio nuclear derramó materia radiactiva al río, contaminando toda el área. [66]
Los estadounidenses posteriores a la Segunda Guerra Mundial, especialmente los ingenieros de la Autoridad del Valle de Tennessee , pasaron de simplemente construir represas nacionales a promover la energía hidroeléctrica en el extranjero. [67] [68] Si bien la construcción de represas nacionales continuó hasta bien entrada la década de 1970, con la Oficina de Reclamación y el Cuerpo de Ingenieros del Ejército construyendo más de 150 nuevas represas en todo el oeste americano, [67] la oposición organizada a las represas hidroeléctricas surgió en la década de 1950 y Años 60 basado en preocupaciones ambientales. Los movimientos ambientalistas cerraron con éxito las represas hidroeléctricas propuestas en el Monumento Nacional Dinosaurio y el Gran Cañón , y obtuvieron más herramientas para combatir la energía hidroeléctrica con la legislación ambiental de la década de 1970. A medida que los combustibles nucleares y fósiles crecieron en los años 70 y 80 y los activistas ambientales presionaron para la restauración de los ríos, la energía hidroeléctrica perdió gradualmente importancia en Estados Unidos. [69]
Las potencias extranjeras y las OIG han utilizado con frecuencia proyectos hidroeléctricos en África como herramienta para interferir en el desarrollo económico de los países africanos, como el Banco Mundial con las presas de Kariba y Akosombo , y la Unión Soviética con la presa de Asuán . [70] El río Nilo ha soportado especialmente las consecuencias de que los países a lo largo del Nilo y actores extranjeros distantes utilicen el río para expandir su poder económico o fuerza nacional. Después de la ocupación británica de Egipto en 1882, los británicos trabajaron con Egipto para construir la primera presa de Asuán, [71] que reforzaron en 1912 y 1934 para intentar contener las inundaciones del Nilo. El ingeniero egipcio Adriano Daninos desarrolló un plan para la presa alta de Asuán, inspirado en la presa multipropósito de la Autoridad del Valle de Tennessee.
Cuando Gamal Abdel Nasser asumió el poder en la década de 1950, su gobierno decidió emprender el proyecto de la Alta Presa, publicitándolo como un proyecto de desarrollo económico. [68] Después de que la negativa estadounidense a ayudar a financiar la presa, y el sentimiento antibritánico en Egipto y los intereses británicos en el vecino Sudán se combinaron para hacer que el Reino Unido también se retirara, la Unión Soviética financió la Alta Presa de Asuán. [72] Entre 1977 y 1990, las turbinas de la presa generaron un tercio de la electricidad de Egipto. [73] La construcción de la presa de Asuán desencadenó una disputa entre Sudán y Egipto sobre el reparto del Nilo, especialmente porque la presa inundó parte de Sudán y disminuyó el volumen de agua disponible para ellos. Etiopía , también situada a orillas del Nilo, aprovechó las tensiones de la Guerra Fría para solicitar ayuda a Estados Unidos para sus propias inversiones en riego e hidroelectricidad en los años 1960. [74] Si bien el progreso se estancó debido al golpe de Estado de 1974 y después de 17 años de Guerra Civil Etíope, Etiopía comenzó la construcción de la Gran Presa del Renacimiento Etíope en 2011. [75]
Más allá del Nilo, los proyectos hidroeléctricos cubren los ríos y lagos de África. La central eléctrica Inga en el río Congo había sido objeto de debate desde la colonización belga a finales del siglo XIX y se construyó con éxito después de la independencia. El gobierno de Mobutu no mantuvo regularmente las plantas y su capacidad disminuyó hasta que la formación en 1995 del Southern African Power Pool creó una red eléctrica multinacional y un programa de mantenimiento de plantas. [76] Los estados con abundante energía hidroeléctrica, como la República Democrática del Congo y Ghana , frecuentemente venden el exceso de energía a los países vecinos. [77] Actores extranjeros como las compañías hidroeléctricas chinas han propuesto una cantidad significativa de nuevos proyectos hidroeléctricos en África, [78] y ya han financiado y consultado sobre muchos otros en países como Mozambique y Ghana. [77]
La pequeña energía hidroeléctrica también jugó un papel importante en la electrificación de principios del siglo XX en toda África. En Sudáfrica, pequeñas turbinas impulsaron las minas de oro y el primer ferrocarril eléctrico en la década de 1890, y los agricultores de Zimbabwe instalaron pequeñas centrales hidroeléctricas en la década de 1930. Si bien el interés se desvaneció a medida que las redes nacionales mejoraron en la segunda mitad del siglo, los gobiernos nacionales del siglo XXI en países como Sudáfrica y Mozambique, así como las ONG que prestan servicios en países como Zimbabwe, han comenzado a reexplorar la energía hidroeléctrica en pequeña escala para diversificar las fuentes de energía y mejorar la electrificación rural. [79]
A principios del siglo XX, dos factores importantes motivaron la expansión de la energía hidroeléctrica en Europa: en los países del norte, Noruega y Suecia , las altas precipitaciones y las montañas demostraron ser recursos excepcionales para una abundante energía hidroeléctrica, y en el sur, la escasez de carbón empujó a los gobiernos y a las empresas de servicios públicos a buscar alternativas. fuentes de energía. [80]
Al principio, Suiza construyó represas en los ríos alpinos y el Rin suizo , creando, junto con Italia y Escandinavia , una carrera hidroeléctrica en el sur de Europa. [81] En el valle del Po en Italia , la principal transición del siglo XX no fue la creación de energía hidroeléctrica sino la transición de la energía hidroeléctrica mecánica a la eléctrica. En la década de 1890 funcionaban 12.000 molinos de agua en la cuenca del Po, pero la primera planta hidroeléctrica comercial, terminada en 1898, marcó el fin del reinado mecánico. [82] Estas nuevas grandes plantas trasladaron la energía de las zonas rurales montañosas a los centros urbanos de la llanura baja. Italia dio prioridad a la electrificación temprana a nivel casi nacional, casi en su totalidad a partir de energía hidroeléctrica, lo que impulsó su ascenso como fuerza imperial y europea dominante. Sin embargo, no lograron alcanzar ningún estándar concluyente para determinar los derechos de agua antes de la Primera Guerra Mundial. [83] [82]
La construcción moderna de represas hidroeléctricas en Alemania se basó en una historia de pequeñas represas que alimentaban minas y molinos que se remonta al siglo XV. Algunas partes de la industria alemana incluso dependieron más de las ruedas hidráulicas que del vapor hasta la década de 1870. [84] El gobierno alemán no se propuso construir grandes represas como las de Urft , Mohne y Eder de antes de la guerra para expandir la energía hidroeléctrica: principalmente quería reducir las inundaciones y mejorar la navegación. [85] Sin embargo, la energía hidroeléctrica surgió rápidamente como una ventaja adicional para todas estas represas, especialmente en el sur pobre en carbón. Baviera incluso logró una red eléctrica en todo el estado al construir una represa en el Walchensee en 1924, inspirada en parte por la pérdida de reservas de carbón después de la Primera Guerra Mundial. [86]
La energía hidroeléctrica se convirtió en un símbolo de orgullo y disgusto regional para los "magnates del carbón" del norte, aunque el norte también sentía un fuerte entusiasmo por la energía hidroeléctrica. [87] La construcción de presas aumentó rápidamente después de la Segunda Guerra Mundial, esta vez con el propósito expreso de aumentar la energía hidroeléctrica. [88] Sin embargo, el conflicto acompañó a la construcción de represas y la expansión de la energía hidroeléctrica: los intereses agrarios sufrieron una disminución del riego, los pequeños molinos perdieron el flujo de agua y diferentes grupos de interés pelearon sobre dónde debían ubicarse las represas, controlando quiénes se beneficiaban y qué hogares ahogaban. [89]
En general, la altura hidráulica es una forma de representar la energía de un fluido almacenado (en este caso agua) por unidad de peso.
{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)