1. Energía Hidráulica

La energía hidráulica es la energía del agua cuando se mueve a través de un cauce (energía cinética) o cuando se encuentra embalsada a cierta altura (energía potencial). Cuando se deja caer el agua, la energía potencial se transforma en energía cinética al adquirir velocidad. Hay dos aplicaciones fundamentales de la energía hidráulica:

• Hasta casi finales del siglo XIX, toda la energía hidráulica se transformaba en energía mecánica, tenía aplicaciones en molinos de granos, norias, etc.
• A partir de principios del siglo XX se empleó también para la obtención de electricidad.

La primera central hidráulica se construyó en el año 1882, en Estados Unidos.

1.1. Componentes de una Central Hidroeléctrica

Toda central hidroeléctrica transforma la energía potencial en energía eléctrica a través del alternador.

1.2. Tipos de Centrales Hidroeléctricas

Según la potencia que sean capaces de generar, se clasifican en minicentrales y grandes centrales.

• Minicentrales: Su potencia es inferior a 10 MW.
• Grandes centrales o centrales hidroeléctricas: Su potencia es superior a los 10 MW. Existen dos tipos de centrales: de bombeo puro y de bombeo mixto.

• Centrales de bombeo puro: Disponen de dos embalses. Durante las horas de máxima demanda de energía eléctrica funcionan como cualquier central; es decir, el agua del embalse superior pasa por las tuberías hasta la turbina, haciéndola girar y generando corriente eléctrica. Cuando la demanda de energía es baja, se aprovecha la energía eléctrica sobrante para bombear agua del embalse inferior al superior.
• Centrales de bombeo mixta: Pueden producir energía indistintamente con o sin bombeo previo. No se necesita bombear agua al embalse superior, pues este embalse es alimentado por el cauce de los ríos.

2. El Carbón

El carbón es un combustible sólido de color negro, compuesto fundamentalmente por carbono y otros elementos químicos, como el hidrógeno (H), nitrógeno (N), oxígeno (O).

2.1. Tipos de Carbón

• Carbón mineral: Procede de grandes masas de vegetación que han debido quedar sepultadas y han sufrido un proceso de carbonización total o parcial. Según la naturaleza de los vegetales el carbón presenta una composición diferente. Se distinguen cuatro tipos: antracita, hulla, lignito y turba.
• Carbones artificiales: Son fabricados o modificados por el ser humano. Los más importantes son:
  • Carbón vegetal: Se obtiene quemando madera, apilada en montones recubiertos generalmente de barro, para evitar el contacto directo con el aire, y de esta manera conseguir que la combustión sea parcial.
  • Carbón de coque: Este se utiliza, fundamentalmente como combustible y reductor de óxidos metálicos en el horno alto, para la obtención del acero. Este carbón deberá ser poroso, para permitir el paso de aire hacia arriba, y resistente, para soportar la enorme carga que se encuentra encima de él.

2.2. Aplicaciones del Carbón

• Fabricación de carbón de coque: Se emplea para la fabricación del acero, proceso en el que este carbón realiza dos funciones vitales:
  • Servir como combustible, para fundir el mineral de hierro.
  • Emitir gases que reaccionen con los óxidos ferrosos para transformarlos en hierro.
• Producción de electricidad en centrales térmicas clásicas: Generan electricidad a partir de combustibles fósiles. Su funcionamiento es el siguiente:
  1. Parque de carbón y cinta transportadora.
  2. Tolva.
  3. Molino.
  4. Caldera: En ella se quema el carbón para obtener energía calorífica.
  5. Cenicero.
  6. Sistemas de tubos: En él se cede al agua la mayor parte del calor de la combustión.
  7. Calentador de aire: En su interior circulan unas tuberías que llevan el aire que se introduce en la caldera para que arda el carbón.
  8. Precipitador: Consta de varias cortinas de agua pulverizada.
  9. Desulfurizador: Evita que salgan a la atmósfera las partículas de azufre (S), que provocan la lluvia ácida.
  10. Chimenea.
  11. Turbinas: Se dirige el vapor generado en el sistema de tubos, haciéndolas girar a gran velocidad.
  12. Generador de corriente alterna: Se transforma la energía mecánica en eléctrica.
  13. Condensador.
  14. Torre de refrigeración: Se enfría el agua procedente del condensador.
  15. Calentadores.
  16. Transformadores.
  17. Líneas de transporte de energía eléctrica.

3. Energía Eólica

Tiene como fuente al viento, al aire en movimiento. Lo que se aprovecha es su energía cinética. El viento se origina como consecuencia de:

• La cantidad de sol que incide sobre el aire, calentándolo.
• La rotación de la Tierra.
• Las condiciones atmosféricas de un lugar concreto.

3.1. Clasificación de las Máquinas Eólicas

Se suelen conocer con los nombres de aerogeneradores, aeroturbinas o turbinas eólicas y se clasifican en dos grandes grupos: de eje horizontal y de eje vertical.

• Aeroturbinas de eje horizontal: Son las más utilizadas debido a su desarrollo tecnológico y comercial avanzados. Dependiendo de la potencia se clasifican en:
  • De potencias bajas o medias (hasta 50 kW).
  • De potencia alta (más de 50 kW).
• Aeroturbinas de eje vertical: Su uso es bastante escaso, pero su futuro es prometedor, debido a que no necesitan dispositivos de orientación. Se amarran con cables. Las más usadas son: Aeroturbinas Darrieus y Aeroturbinas Savonius.