Tipos de Centrales
Centrales Hidráulicas

Las centrales hidroeléctricas, son aquellas en las que se hace una transformación constante de la energía potencial del agua en energía cinética, cuando esta es puesta en movimiento a través de canales que la dirigen hacia la turbina, en la cual esta energía se transforma en mecánica debido al movimiento que se produce en las aspas, dicha turbina a su vez, se encuentra acoplada al eje de un generador en el cual la energía mecánica finalmente es convertida en energía eléctrica.

Las centrales hidroeléctricas presentan varias ventajas frente a los demás tipos de centrales, entre las cuales se pueden mencionar su construcción duradera, su fuente renovable, la poca contaminación ambiental que produce, el bajo costo de generación y mantenimiento, así como la rapidez de la puesta en marcha y paro de la turbina hidráulica.

De la misma manera también presenta desventajas como el largo tiempo de construcción, el alto costo de esta y la tardanza en la recaudación de la inversión, así como la imprevisibilidad de las precipitaciones y la construcción de un sistema de transmisión debido a la ubicación geográfica de los embalses lo cual aumenta las pérdidas de energía y causa Impacto ambiental en los ecosistemas.

TIPOS DE CENTRALES HIDROELÉCTRICAS :.

Central de pasada:
Es el tipo de hidroeléctrica en la que no se tiene una presa de acumulación de agua, esta fluye por el caudal del río hasta la turbina, y al pasar por ella sigue su camino; en ocasiones se realiza una pequeña represa para que el agua no se pierda por rebosamiento.

	Figura 2.1.1. Central de Pasada

Central hidroeléctrica con embalse:
En este tipo de central se cuenta con una o varias represas, las cuales permiten una acumulación de agua para formar lagos artificiales, este tipo de central requiere la construcción de grandes barreras de concreto u hormigón, por lo tanto, para su implementación es necesaria la inversión de grandes cantidades de dinero en comparación con la central de pasada, pero tiene la ventaja que se puede contar con agua para generar durante todo el año, aunque el río que suministra el agua a la presa se seque.

	Figura 2.1.2. Central con Embalse

Centrales de bombeo:
Esta cuenta con dos tipos de embalse, uno superior y uno inferior, el superior se utiliza como los demás embalses, el agua se deja caer para permitir el movimiento de la turbina, en el momento en que la demanda disminuye se utiliza una moto bomba para hacer que el agua que ha caído al embalse inferior sea llevada al superior para que nuevamente se realice el ciclo productivo.

PARTES DE UNA CENTRAL HIDROELÉCTRICA :.

	Figura 2.1.3. Partes de una central Hidraúlica

La Presa:
Es el lugar en el cual el agua es retenida y almacenada para su posterior utilización, en estas construcciones se tienen diferentes niveles, uno básico y uno de contención o nivel mínimo para generar energía eléctrica.
Las presas se pueden clasificar según el material en que fueron construidas, presas de tierra o piedra y en presas de hormigón, de estas ultimas las más comunes son las de gravedad, bóveda y contrafuertes.

Presas de tierra o piedra:
Este tipo de presas son muy usadas para contener agua, están construidas en materiales naturales con poca transformación como arcilla, arena, grava o roca, debido a que los materiales no son muy estables es necesario que la anchura de la presa corresponda a cuatro o siete veces su altura.

Presas de hormigón:
Reciben este nombre debido al material en que son construidas.

Presas de Gravedad:
Este tipo de presa es muy duradera y no necesita demasiado mantenimiento, la seguridad de esta presa radica en su peso el cual contrarresta el momento de vuelco producido por el almacenamiento de agua, son de forma triangular, su base es ancha y se va reduciendo hacia la parte superior, el lado que esta hacia el embalse es casi vertical y cuando la altura es superior a 20 metros se construye sobre roca por la resistencia del terreno.

	Figura 2.1.4. Partes de una central Hidraúlica

Presas de Bóveda:
Este tipo de presa es utilizado en espacios pequeños, el lado que se encuentra hacia el embalse es en forma de arco con el propósito de distribuir la carga hacia los extremos de la presa, para su construcción se utiliza menor cantidad de hormigón que en las de gravedad.

	Figura 2.1.5. Presa de Bóveda

Presas de Contrafuerte:
Estas presas constan de una pared inclinada que resiste el agua y unos soportes triangulares que la sostienen, los cuales transfieren la carga del agua a la base, estas presas utilizan menor cantidad de hormigón que las de gravedad, pero en su instalación necesitan refuerzos de acero.
Son utilizadas en lugares en los que el terreno es poco estable.

	Figura 2.1.6. Presa de Bóveda

Los Aliviaderos:
Son los elementos que tienen las presas para liberar parte del agua cuando esta sobrepasa el nivel básico, los aliviaderos se pueden encontrar en la parte superior o inferior de la pared principal de la presa, en ambos casos cuenta con compuertas de acero móviles que se accionan en el momento que el agua sobrepase el nivel permitido, una vez el agua a salido se deja caer en una cuenca para prevenir daños en el entorno.

Tomas de Agua:
Es una tubería que se instala en la pared anterior de la presa, es la encargada de llevar el agua a la casa de maquinas, esta tubería dispone de una serie de compuertas que regulan el flujo de agua y unas rejillas que previenen el paso de ramas o elementos que puedan causar daños a la turbina.

Chimenea:
Es un pozo vertical que se encuentra cercano a las turbinas, es la encargada de brindar una compensación en la presión que deben soportar las tomas de agua en el momento en que la carga del generador aumenta o disminuye. En el caso en que la carga del generador disminuya el agua encuentra menor resistencia en la chimenea y subirá por esta; en caso contrario el agua que se encuentra en la chimenea bajará a las tomas aumentando la presión.

Casa de Máquinas:
Construcción en la cual se ubican el generador, las turbinas, y elementos de regulación y comando. Es por este lugar donde las tomas de agua hacen contacto con las aspas para mover la turbina y por consiguiente el rotor del generador, a la entrada de esta tubería se encuentran unas compuertas que se pueden cerrar para que no fluya agua hacia la casa de maquinas, en el momento en que sea requerido la realización de alguna reparación o mantenimiento.

TURBINAS HIDRÁULICAS :.

La turbina es una maquina rotativa que convierte la energía de una caída de agua en energía mecánica, esta conformada por un rotor con aspas uniformemente distribuidas en su periferia, de manera que el agua produce una fuerza tangencial que impulsa el rotor y lo hace girar, este se encuentra acoplado por medio de un eje al generador.

Principalmente se habla de tres tipos de turbinas hidráulicas: Pelton, Francis, Kaplan

Turbina Pelton:
La turbina pelton se encuentra ubicada en el interior de una tobera, posee aspas en su rotor en forma de cucharas, por medio de las cuales es impulsado el eje cuando el agua cae a presión sobre ellas, para ser desviada sin choque y así ceder toda su energía cinética.
En esta turbina el flujo de agua se controla abriendo y cerrando las boquillas eyectoras, por estas características es utilizada en grandes saltos comprendidos entre 500 y 2000 metros con caudales pequeños.

Turbina Francis:

Turbina Kaplan:

DIAGRAMA DE SALTOS Y VELOCIDADES DE LAS TURBINAS HIDRÁULICAS ::

Generación Hidráulica en Colombia:

En el año 2004 el Sistema Interconectado Nacional presentó una generación de energía de 48,571.52 GWh, de los cuales el 82.06% (39,856.34 GWh) corresponde a Generación Hidráulica. De este porcentaje vale la pena destacar la participación de las siguientes centrales hidroeléctricas: Guavio 16.1%, San Carlos 16.0%, Chivor 11.1%, Paraíso Guaca 8.7%, Guatapé 8.1%, Guatrón 6.6%, Betania 4.9%, Porce 2 4.4% y otros 24.2%

	Figura 2.1.7. Participacón de las centrales hidráulicas en Colombia para el año 2004