Central Hidroelèctrica

• Como funciona?

Tiene por fin aprovechar, mediante un desnivel, la energía potencial contenida en forma de agua para convertirla en energía eléctrica utilizando unas turbinas acopladas a unos alternadores.
La gran cantidad de agua que se retiene, es mediante una presa, formando así un embalse o lago artificial del que se generará un salto de agua, para liberar eficazmente la energía potencial de la masa de agua y transformarla posteriormente en energía eléctrica, este tipo de centrales hidroeléctricas se llaman centrales con regulación.
El aprovechamiento del agua, consiste en llevar el agua de la presa por una galería de conducción con apenas desnivel, hasta un depósito llamado chimenea de expansión. De esta chimenea arranca una tubería forzada que conduce el agua hasta la sala de máquinas de la central. Posteriormente el agua es restituida al rio, utilizando un canal de descarga de agua abajo.
En la central propiamente dicha, se encuentran los equipos eléctricos formados por los grupos turbina-alternador. El agua que llega por la galería forzada es conducida hasta los álabes de la turbina, que unida por un eje al alternador hacen que el rotor de éste gire, induciendo en el estator una corriente eléctrica de alta intensidad y media tensión. Ésta mediante un transformador, pasará a ser de baja intensidad y alta tensión, apta por lo tanto para su transporte y distribución a los centros de consumo.

• El impacto ambiental

De un tiempo a esta parte he tenido la oportunidad de realizar jornadas de pesca en diversos ríos de la VII, IX y X región, y es así como me he encontrado con diversos panoramas. Uno de estos panoramas es la presencia de centrales hidroeléctricas, las cuales a pesar de ser "en cierto sentido" conservadoras del medio ambiente, producen grandes cambios en los ríos, tanto en sus causes como en todo su entorno. Me refiero, por ejemplo a las centrales Colbún, Curillinque, Isla, Loma Alta, Machicura, Pehuenche, San Ignacio, Pangue, Pillinque, Pilmaiquen, Canutillar y Capullo. Estos motivos me han llevado a ahondar un poco más en este tema. En este breve escrito me dispongo a analizar brevemente el impacto de las centrales hidroeléctricas sobre nuestros ríos, su flora y su fauna, desde una perspectiva más bien "mosquera" y poco técnica, sin centrarme solamente en las truchas, sino que considerando otros peces tales como el Basilichthys australis y el Percichthys trutta (pejerrey chileno y la “perca trucha”).

En la primeras fases de desarrollo de las centrales, es decir, de su construcción y en su proceso de establecimiento, se comienza a intervenir los bosques y los causes haciendo vías de acceso mas apropiadas para el traslado de materiales, lo que significa habitualmente un numero significativo de tala arbórea, desvíos y modificaciones del curso del río, y en definitiva, un cambio brusco de todo el entorno natural.

Las consecuencias de la construcción quedan a la vista, y no se necesita la ayuda de un experto para poder observar los grandes cambios que sufre y que sufrirá un río bajo un proyecto de explotación energética de este tipo. Es así como en principio nos encontramos con problemas de desplazamiento y migración de peces, producto de la creación de una barrera artificial -el llamado “efecto barrera”- en todo el cauce del río, que imposibilita el remonte de de los peces, lo cual gatilla que, al verse ellos impedidos de transitar libremente comiencen a sufrir problemas en sus ciclos reproductivos, resultando en una clara disminución de la población de truchas.

Dependiendo de los variados peces presentes en la zona, la falta de conectividad puede acarrear diversidad de resultados; para aquellas especies de hábitos migratorias (diádromas o que requieren moverse entre aguas dulces y marinas para completar su ciclo de vida), la presencia de una barrera en su ruta migratoria representa un impacto grave, pudiendo llevar a la disminución de la población y su eventual extinción local.

La Ley Nº 18.892 de 1989, sus modificaciones, y la Ley General de Pesca y Acuicultura en su Artículo 168 señalan respecto de estos impactos que “cuando se construyan represas en curso de agua fluviales que impidan la migración natural de los peces que en dichos cursos habitan con anterioridad a su construcción, será obligación de los propietarios de dichas obras civiles el efectuar un programa de siembra de dichas especies a objeto de mantener el nivel original de sus poblaciones, en ambos lados de la represa, o alternativamente construir las obras civiles que permitan dichas migraciones”.

Posteriormente se pueden observar otro tipo de consecuencias, como los constantes cambios en los niveles de las aguas, que en ocasiones termina manifestándose como un pequeño hilo de agua que intenta sobrevivir a los pequeños obstáculos naturales con el fin de llegar a su destino. A diferencia de la estructura típica del cauce de los ríos, al disminuir el caudal generalmente significa una aumento en la velocidad y profundidad de las aguas, que da paso a un ambiente “pobre” donde la mayoría de los peces no tolera tales condiciones por mucho tiempo, y donde se atenta directamente contra los tipos de vida como huevos (embrión separado del ambiente por una membrana), larvas (fase desde la eclosión del huevo hasta adquirir escamas) y futuros peces donde se hará difícil su supervivencia. Todos estos cambios producen que el río modifique totalmente su estructura, manifestándose principalmente en cambios sobre temperatura de las aguas, en los materiales que se arrastran por el curso, e incluso se comienzan a producir diferencias en la composición físico-química del agua.

Esquematizando un poco, podemos resumir lo dicho en los siguientes puntos:

Suelo

Será necesario un acondicionamiento del suelo para las instalaciones de tuberías y demás obras civiles, resultando en pequeños movimientos de tierras que producirán erosión en el terreno. Importante es mencionar además la posible contaminación del suelo por el derrame de residuos producidos durante la construcción del ducto y las demás obras.

Aire

El aire podría verse afectado por las emisiones de gases durante la fase de construcción, y por la emisión de material particulado producto de los motores de combustión de las unidades vehiculares. Debemos mencionar también la contaminación acústica que un proyecto así implica, producto del aumento en los niveles de intensidad de ruido por el paso de vehículos durante el proceso de construcción.

Agua

Durante la preparación del terreno para la posterior instalación de las tuberías, se arrojan diversa clase de desperdicios, que modifican la calidad de las aguas. Además se puede observar una modificación parcial del caudal durante las estaciones lluviosas y corte total del caudal del río en ciertas circunstancias, produciendo cambios en la ecología fluvial; afectando la flora y fauna acuáticas (fitoplancton y zooplancton). El factor más importante es que variará su régimen normal de caudal.

Otras importantes consecuencias de los cambios de caudales de un río, se producen sobre su flora y fauna, en donde podemos encontrarnos con árboles que se han secado producto de la falta de agua y la grave exposición de sus raíces al sol o de la pérdida de pequeños animales y seres vivos que dependen del cauce del río.

Flora Para la instalación de ductos y demás obras se procederá a movimientos de tierra y tala arbórea, donde se perturbará los campos vegetativos en la zona donde pasa el trazo del ducto, produciendo un impacto ambiental directo.

Fauna Se producirán cambios en el hábitat de los animales, cuyo resultado es tanto la muerte de muchos como la migración de otros a lugares más prósperos de desarrollo, con consecuencias directas para el río y su entorno.

No podemos dejar de mencionar que también existe un cierto grado de contaminación en algunas de las centrales hidroeléctricas, producto de diversas sustancias propias para mantener el sistema de maquinarias. Finalmente nos cabe formular la siguiente pregunta: ¿Hasta donde debemos aceptar los menoscabos a nuestro ecosistema por el bien del desarrollo? Si queremos hacer algo, claramente no podemos presentarnos como unos ecólogos “centinelas de truchas”, sino ser más serios y argumentar con ideas de más peso, como la del derecho, acaparado por nuestra carta fundamental, de vivir en un medio ambiente limpio de contaminación.

Por: Manuel José Ochagavía

• Centrales hidroelectricas en España

En España hay nueve centrales hidroelectricas representadas en la imagen.

Central Nuclear

• Como funcionaa?

Para explicar el funcionamiento de una central nuclear nos vamos a fijar en la central de Trillo (Comarca de la Alcarria).

Antes de comenzar, conviene decir que en España Existen 7 centrales nucleares y nueve reactores (dos de aquellas disponen de sendos reactores). También es importante destacar que 1/3 de la energía eléctrica que se consume en nuestro país proviene de esas centrales nucleares, lo cual demuestra la importancia que ésta tiene y las dificultades económicas de sustituir un fuente tan destacada de recursos energéticos.

LA GENERACIÓN DE CALOR. EL COMBUSTIBLE

Muchos de los procesos de producción de energía eléctrica se basan en el movimiento de generadores eléctricos por la acción del vapor de agua a presión. Tanto a través de la fisión como de la fusión, así como en las centrales térmicas -entre otras instalaciones-, se aprovecha el calor generado para mover un generador de corriente eléctrica.

En el caso concreto de las centrales nucleares el calor lo produce la fisión del Uranio.

La Central Nuclear Trillo 1 concretamente carga en su reactor anualmente 92 toneladas de óxido de uranio enriquecido con U-235, en una proporción media de aproximadamente el 3,9 por ciento.

Este combustible se presenta en forma de pastillas cilíndricas de 9,1 mm de diámetro, apiladas en unos tubos o vainas de aleación metálica de zircaloy de algo más de 4 metros de longitud y 10,7 mm de diámetro. La vainas, a su vez, se agrupan en haces de 236 unidades (16 x 16), denominados "elementos combustibles". En la vasija del reactor se alojan un total de 177 de estos elementos.

La recarga del reactor se realiza de forma periódica, sustituyéndose un cuarto de los elementos combustibles.

Comparativamente, un día de producción de esta central equivale al consumo de 34.000 barriles de petróleo en una central de fuel de la misma potencia y 6.850 toneladas
diarias de carbón en una térmica convencional.

LA GENERACIÓN DE VAPOR

EL CIRCUITO PRIMARIO

El circuito primario es estanco y está formado por la vasija que contiene el núcleo, el presionador y tres lazos. Cada uno de éstos incorpora un generador de vapor y una bomba principal.

El agua desmineralizada que circula por su interior toma el calor producido en el reactor por la fisión nuclear y lo transporta hasta el generador de vapor. En él, un segundo flujo de agua, independiente del primero, absorbe el calor a través de su contacto exterior con las tuberías por las que circula el agua desmineralizada del circuito primario. Por fin, dicho fluido retorna a la vasija del reactor tras ser impulsado por las bombas principales.

El reactor y su circuito de refrigeración están contenidos dentro de un recinto hermético y estanco, llamado "Contención", consistente en una estructura esférica de acero de 53 metros de diámetro, construida mediante chapas de acero soldadas de 40 mm de espesor medio y que se soporta en una estructura de hormigón en forma de cáliz que se apoya sobre la losa de cimentación de 3,5 m. de espesor. La Contención está ubicado en el interior de un segundo edificio, también de hormigón y cuyas paredes exteriores tienen un espesor de 60 cm, llamado edificio del Anillo del Reactor. Este tiene forma cilíndrica y está rematado por una cúpula semiesférica, que sirve de blindaje biológico. Alberga parte de los sistemas de salvaguardia.

El funcionamiento del circuito primario se complementa con la presencia de una serie de sistemas auxiliares que aseguran el control de volumen, la purificación y desgasificación del refrigerante, el control químico, el tratamiento de residuos líquidos, gaseosos y sólidos, así como otras diferentes funciones necesarias para su correcta operación.

LA PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD

EL CIRCUITO SECUNDARIO

El diseño y el funcionamiento de los equipos de este sistema son similares a los existentes en las demás centrales de tipo térmico convencional. En el circuito secundario, el vapor producido en los generadores se conduce al foco frío o condensador, a través de la turbina que transforma la energía térmica (calor) en energía mecánica. La rotación de la turbina acciona directamente el alternador de la central y produce energía eléctrica. El vapor de agua que sale de la turbina pasa a estado líquido en el condensador, retornando, mediante el

concurso de las bombas de condensado y de agua de alimentación, al generador de vapor para reiniciar el ciclo. En esta fase se incorporan varios procesos de precalentamiento para optimizar el rendimiento termodinámico. Asimismo, se dispone de un depósito de agua de alimentación para mejorar la disponibilidad del sistema.

Existe, además, una conducción directa (by-pass) que conduce el agua desde la entrada a la turbina de alta presión y hasta el condensador. Permite, cuando se desconecta el turbogrupo de la red eléctrica exterior, conducir el vapor para su condensación, en tanto se reduce la producción de calor en el reactor.

Unidos a la turbina por un mismo eje se encuentran el alternador y la excitatriz. La tensión de generación es de 27 kilovatios y se eleva a 400 kv., siendo la potencia activa de 1.066 megavatios y la frecuencia 50 hertzios.

El condensador de doble cuerpo incorpora 68.000 tubos de titanio de 22 milímetros de diámetro y 0,7 milímetros de espesor, por cuyo interior circula el agua exterior de un tercer circuito, denominado sistema de agua de circulación.

La central dispone de dos parques de transformación, uno de 400 kilovoltios, para distribución de la energía generada por la central, y otro de 132 kilovoltios, para su alimentación auxiliar.

EL SISTEMA DE REFRIGERACIÓN

EL SISTEMA DE AGUA DE CIRCULACIÓN

Mediante un caudal de agua de 44.600 Kg. /segundo aportado por un tercer circuito semiabierto, denominado "sistema de circulación", se realiza la refrigeración del condensador. Este sistema consta de dos torres de refrigeración de tiro natural, un canal de recogida del agua y las correspondientes bombas de impulsión para la refrigeración del condensador y elevación del agua a las torres.

El caudal de agua evaporado por las torres es restituido a partir de la toma de agua en un azud de captación situado en el río Tajo.

• Impacto ambiental

El uso de la energía nuclear para obtener electricidad tiene dos graves inconvenientes:

• El riesgo de accidentes. Un escape de material radiactivo tiene consecuencias nefastas para la población circundante. Además, si el accidente es grave, como el ocurrido en Chernobyl (Ucrania) en 1986, la contaminación radiactiva puede extenderse incluso por varios continentes.
• Por otra parte, se generan residuos radiactivos que siguen siendo tóxicos durante miles o miles de millones de años. Estos restos deben ser cubiertos con plomo y enterrados. Entonces, ¿por qué se sigue usando la energía nuclear? Principalmente por su alta eficiencia. En España, unas pocas centrales proporcionan un elevado porcentaje de la energía eléctrica producida en nuestro país.

• Recerca de centrales nucleares en españa

Actualmente, España cuenta con nueve reactores nucleares, distribuidos en siete centrales nucleares españolas.

















Un ejemplo de central nuclear es la central de confrentes.

Central Tèrmica

• Como funciona?

  El funcionamiento de todas las centrales térmicas, o termoeléctricas, es semejante. El combustible se almacena en parques o depósitos adyacentes, desde donde se suministra a la central, pasando a la caldera.

  Una vez en la caldera, los quemadores provocan la combustión del carbón, fuel-oil o gas, generando energía calorífica. Esta convierte a su vez, en vapor a alta temperatura el agua que circula por una extensa red formada por miles de tubos que tapizan las paredes de la caldera.

  Este vapor entra a gran presión en la turbina de la central, la cual consta de tres cuerpos -de alta, media y baja presión, respectivamente- unidos por un mismo eje.

  En el primer cuerpo (alta presión) hay centenares de álabes o paletas de pequeño tamaño. El cuerpo a media presión posee asimismo centenares de álabes pero de mayor tamaño que los anteriores. El de baja presión, por último, tiene álabes aún más grandes que los precedentes. El objetivo de esta triple disposición es aprovechar al máximo la fuerza del vapor, ya que este va perdiendo presión progresivamente, por lo cual los álabes de la turbina se hacen de mayor tamaño cuando se pasa de un cuerpo a otro de la misma., Hay que advertir, por otro lado, que este vapor, antes de entrar en la turbina, ha de ser cuidadosamente deshumidificado. En caso contrario, las pequeñísimas gotas de agua en suspensión que transportaría serían lanzadas a granvelocidad contra los álabes, actuando como si fueran proyectiles y erosionando las paletas hasta dejarlas inservibles.

  El vapor de agua a presión, por lo tanto, hace girar los álabes de la turbina generando energía mecánica. A su vez, el eje que une a los tres cuerpos de la turbina (de alta, media y baja presión) hace girar al mismo tiempo a un alternador unido a ella, produciendo así energía eléctrica. Esta es vertida a la red de transporte a alta tensión mediante la acción de un transformador.

  Por su parte, el vapor -debilitada ya su presión- es enviado a unos condensadores. Allí es enfriado y convertido de nuevo en agua. Esta es conducida otra vez a los tubos que tapizan las paredes de la caldera, con lo cual el ciclo productivo puede volver a iniciarse.

  Para minimizar los efectos de la combustión de carbón sobre el medio ambiente, la central posee una chimenea de gran altura -las hay de más de 300 metros-, que dispersa los contaminantes en las capas altas de la atmósfera, y precipitadores (que retienen buena parte de los mismos en el interior de la propia central. )

• El impacto ambiental

CONTAMINACIÓN ACÚSTICA :

Además de los requisitos de limitación sonora que se encuentran incluidos en las prescripciones de puesta en marcha de las centrales más recientes, se han realizado mejoras específicas de la contaminación acústica actuando, por ejemplo, sobre el nivel sonoro causado por la marcha de los ventiladores de tiro forzado o por componentes pasivos como las válvulas de purga o las válvulas limitadoras del combustible.

La aplicación de las mejoras no se ha hecho de manera generalizada, sino que cada central ha realizado modificaciones de mayor a menor extensión, dependiendo de sus condiciones específicas.

VERTIDOS QUÍMICOS :

Los efluentes líquidos, además del condensador para la refrigeración, provienen de muchos subsistemas de la Central. Al final, se obtienen aguas residuales contaminadas con materiales diversos.

En general, las procedencias son de la generación de vapor, de la refrigeración ya comentada, del tratamiento y depuración del agua de alimentación, del manejo de cenizas por vía húmeda,etc.

También se producen efluentes líquidos con otros usos del agua, de forma intermitente. Son las operaciones de limpieza de caldera y precalentadores.

Los componentes que se encuentran en estas aguas residuales son: coagulantes, productos de regeneración, productos de corrosión, escoria, cenizas y otros.

• Centrales tèrmicas en España

En nuestro país hay en funcionamiento aproximadamente 200 centrales térmicas.















Esta central es la central termica de castellon, C.Valenciana.

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