La Minihidro es la más amigable con el medioambiente

Pequeñas Centrales Hidroeléctricas.

Una represa hidroeléctrica suele ser algo descomunal, y para funcionar bien necesita de una especie de enorme "batería": de cierta forma, el embalse cumple esa función, ya que acumula energía a base de cortarle el paso a un río caudaloso para formar grandes lagos.

Este tipo de energía es renovable, pero no es amigable con el medio ambiente dado que suele destrozar los ecosistemas que quedan debajo de esos lagos artificiales, llegando a extinguir especies enteras. Pero existe otro tipo de modalidad para aprovechar esta tecnología sin ser agresivo con el entorno: la minihidro o pequeños aprovechamientos hidroeléctricos.

Una minihidro es una central hidroeléctrica de pequeña escala que puede servir como fuente de energía tanto para una pequeña vivienda como a un poblado, o incluso para ser parte de la red eléctrica, a partir de la energía potencial o cinética del agua. El agua mueve una turbina cuyo movimiento de rotación se transfiere, mediante un eje, a un generador de electricidad. Hasta mediados del siglo XX la energía hidráulica fue la principal fuente para la producción eléctrica a gran escala.

Pueden definirse como instalaciones mediante las que se consigue aprovechar la energía contenida en una masa de agua situada a una cierta altura, transformándola en energía eléctrica. Esto se logra conduciendo el agua desde el nivel en el que se encuentra, hasta un nivel inferior en el que se sitúan una o varias turbinas hidráulicas que son accionadas por el agua y que a su vez hacen girar uno o varios generadores, produciendo energía eléctrica.

Tipos de centrales minihidráulicas

Distinguimos dos tipos diferentes de centrales minihidráulicas: las denominadas de agua fluyente y las llamadas a pie de presa.

• En el primer caso, lo que se hace es desviar el agua de un río por un canal y tuberías hasta alcanzar una turbina, la cual genera electricidad. Posteriormente el agua es devuelta a su cauce.

1. Azud: Es una pequeña presa para captación del agua.
2. Toma: Se desvía un determinado caudal para ser llevado a la central.
3. Canal de Derivación: Transporta el agua hasta el nivel deseado.
4. Cámara de Carga y Desarenador: Regula el agua y termina de eliminar las impurezas.
5. Tubería Forzada: Es la conducción de agua desde la cámara de carga hasta la turbina.
6. Edificio de máquinas: Lugar dónde se encuentra instalada la turbina y el generador dónde se transforma en energía eléctrica para luego ser volcada a la red.
7. Canal de descarga: Es la conducción que devuelve al río el caudal de agua utilizado.

• El segundo tipo a pie de presa, basa su funcionamiento en el almacenamiento del agua en un embalse; vaciándose por una tubería ubicada en la base de la presa, que va a desembocar en una turbina.

Al ser de una escala menor, este tipo de aprovechamientos no requieren de estudios técnicos complejos, ni grandes inversiones de capitales, o estudios ambientales exhaustivos. Se pueden iniciar y completar en un período corto. Basta encontrar un río que pueda movilizar un rotor, y ya tenemos minihidro.

Usan una tecnología que tiene más de 200 años en operación a escala global y pueden lograr una vida útil de al menos 40 años. Sólo en Europa hay 14 mil pequeñas centrales hidroeléctricas en funcionamiento y en España fue la primera que se utilizó para generar electricidad, esto da una idea del nivel de madurez de esta tecnología.

Producen desconcentración de la industria al permitir el ingreso de nuevos actores, fomentando la competitividad y el desarrollo de pymes de energía.

Tienen un mínimo impacto ambiental, ya que pueden operar como centrales de pasada funcionando en base al flujo normal del agua. No es necesario inundar grandes cantidades de terreno ni regular el caudal, lo que evita pulsaciones artificiales en el cauce y, además, el agua es devuelta en las mismas condiciones a su cauce natural. En tanto, desplaza la generación de energía proveniente de fuentes emisoras de CO2, lo que contribuye a limpiar la matriz energética.

Clasificación de las centrales minihidráulicas

Las pequeñas centrales hidroeléctricas según la definición de la Organización de las Naciones Unidas para el Desarrollo se pueden clasificar de la siguiente forma:

• Nano o Pico centrales: Corresponden a centrales cuya potencia de generación es inferior a 5kW. Son fundamentalmente usadas para suministro familiar y aplicaciones mecánicas.
• Micro centrales: Corresponden a las centrales cuya potencia de generación está entre 5kW y 100kW. Su uso principal en el mundo ha sido abastecer redes eléctricas comunales en sectores aislados.
• Mini Centrales: Son las que poseen una capacidad de generación entre los 100kW y los 1.000kW. Estas se han usado en el mundo para abastecer varias comunidades cercanas como también para la conexión a la red de energía nacional.
• Pequeñas Centrales: Son aquellas cuya potencia instalada se encuentra en el rango de 1MW a 10MW. Se han usado para alimentar pequeñas ciudades y sectores aledaños y también para conectarlas a la red eléctrica nacional.

Turbinas

Las plantas de energía hidroeléctrica se clasifican, según su forma de funcionamiento, en centrales de pasada, centrales con embalses y centrales de bombeo. En todos los casos, la energía del agua al correr y al caer pone en funcionamiento las turbinas. Los generadores acoplados a las turbinas producen electricidad. Para ello se utilizan tres tipo de turbinas: Kaplan, Francis y Pelton.

Una turbina hidráulica es una máquina motriz que permite transformar la energía potencial del agua en energía mecánica. Consta de:

• una parte fija –distribuidor– con la función mecánica de dirección y regulación del caudal que llega al rodete, y la función hidráulica de transformación de la energía potencial del agua en energía cinética.
• una parte móvil –rodete– puesto en movimiento por el agua que sale del distribuidor con la función de comunicar energía mecánica al eje en el que está montada.

Tipos de turbinas

En relación a sus características dinámicas, las turbinas se pueden clasificar de la siguiente manera:

• Turbinas de acción: la energía del agua que sale del distribuidor es totalmente cinética (la transformación de energía potencial a cinética, se produce al pasar a través de una aguja que provoca un estrechamiento del diámetro del conducto forzado). A lo largo de todo el recorrido a través del rodete, el fluido se encuentra a la presión atmosférica. Las únicas turbinas de acción utilizadas en la práctica son las turbinas PELTON.
• Turbinas de reacción: la energía del agua que sale del distribuidor es en parte cinética y en parte de presión (la transformación de potencial a cinética que se produce en el distribuidor no es completa: el agua sale con una velocidad inferior a la de las turbinas de acción, pero con una presión no nula). Las turbinas de reacción trabajan completamente sumergidas en el agua y tienen en su parte final un difusor. Existen numerosos tipos que se pueden resumir en las FRANCIS y las DE HÉLICE (entre las cuales se encuentran las turbinas KAPLAN).

En función del salto y el caudal disponible se puede optar por:

La turbina Kaplan: Es ideal para centrales con mucho caudal y una caída baja. Sus paletas parecen la hélice propulsora de un barco. Es posible ajustar tanto las paletas del rodete como las del distribuidor (mecanismo de cierre). De este modo es posible reaccionar en forma óptima frente a las variaciones en el ingreso de agua.	La turbina Francis: Para valores medios de salto y caudal. Por medio de las paletas y del distribuidor, el agua es desviada hacia las paletas del rodete, fijas y curvadas en sentido contrario. La forma espiralada se parece a la casa de un caracol.	La turbina Pelton: Son adecuadas en saltos grandes y caudales pequeños. Sólo se utiliza la energía del agua en movimiento. Desde los inyectores, el agua golpea con mucha presión las paletas del rodete cuya forma se parece a la de un colector. Se utiliza, sobre todo en centrales con embalses

Minihidro en Argentina
Aquí en Argentina, los pequeños proyectos hidroeléctricos son la energía renovable más antigua, con instalaciones que datan de 1911 todavía en funcionamiento. De los 37 mini hidro que hay en el país, 19 son de menos de 10 MW de potencia, y apenas dos llegan a los 30 de máxima. El más antiguo está en Córdoba, en La Calera, y genera 5 MW desde 1911.

Esta central construida en el año 1910 por la Cía. Luz y Fuerza de Córdoba (Córdoba Light and Power Co.) e inaugurada en 1911, por mucho tiempo constituyó la principal explotación hidráulica de la Provincia superada recién, con la instalación de la Central Embalse ó Fitz Simon, sobre el río Tercero. Su potencia es de 4.000 kW con 4 generadores iguales de 60 Hz marca Dick Kerr acompañados de 4 turbinas tipo Francis marca Escher Wyss. Cuenta con un pequeño embalse tipo compensador (El Diquecito, Ruta E55 km 13) que le posibilita trabajar como central de base (todo el día), aprovechando un caudal de 4,35 m3/seg., con una caída de 41,60 metros.

En diciembre de 1946, al producirse la caducidad de las concesiones otorgadas a la Cía. Luz y Fuerza de Córdoba y la Cía. Gral. de Electricidad, todas las instalaciones pasan al patrimonio provincial siendo administradas por diversos entes, para finalmente terminar bajo la jurisdicción de EPEC (Empresa Provincial de Energía de Córdoba) durante el año 1953, situación que se mantiene hasta el presente.

Esta usina fue propiedad de Cía. Luz y Fuerza de Córdoba (Córdoba Light and Power Co.)

Es una de las usinas hidráulicas en actividad más antiguas del mundo. Las centrales La Calera y San Roque permiten aprovechar por completo el potencial hidroeléctrico del río Suquía; luego, el agua es tomada por la empresa Aguas Cordobesas para su potabilización y uso en la ciudad del Córdoba

Los minihidros residenciales se ven mucho en comunidades aisladas de la Cordillera de los Andes. Los pobladores locales aprovechan los arroyos que bajan de la montaña para generar electricidad en su hogar, y a veces hasta en sus pequeños emprendimientos económicos, como ser cabañas o campings. Alcanza con colocar una pequeña turbina hidroeléctrica en un desvío del arroyo, que ya se tiene electricidad constante simplemente valiéndose del movimiento del agua que baja hacia los lagos o ríos.

Se suelen utilizar turbinas del tipo Francis aquí en el país, pueden servir para un rango amplio de caudales de arroyos y ríos, y para saltos que van desde los pocos metros a más de cien. Este tipo de turbinas son las más elegidas porque alcanzan casi un 90 por ciento de eficiencia en transformar la fuerza del agua en electricidad. Inventadas por James Francis en 1848, hoy en día siguen siendo las más eficientes del mercado.