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La gente tiene una larga historia de uso de la fuerza del agua que fluye en arroyos y ríos para producir energía mecánica. La energía hidroeléctrica fue una de las primeras fuentes de energía utilizadas para la generación de electricidad, y hasta 2019, la energía hidroeléctrica fue la mayor fuente de generación total anual de electricidad renovable de Estados Unidos.
En 2021, la hidroelectricidad representó alrededor del 6,3% de la generación total de electricidad a escala de servicios públicos1 de Estados Unidos y el 31,5% de la generación total de electricidad renovable a escala de servicios públicos. La cuota de la hidroelectricidad en la generación total de electricidad en EE.UU. ha disminuido con el tiempo, principalmente debido al aumento de la generación de electricidad a partir de otras fuentes.
La cantidad de precipitaciones que desaguan en los ríos y arroyos de una zona geográfica determina la cantidad de agua disponible para producir energía hidroeléctrica. Las variaciones estacionales en las precipitaciones y los cambios a largo plazo en los patrones de precipitaciones, como las sequías, pueden tener grandes efectos en la disponibilidad de producción hidroeléctrica.
Dado que la fuente de energía hidroeléctrica es el agua, las centrales hidroeléctricas suelen estar situadas en una fuente de agua o cerca de ella. El volumen del flujo de agua y el cambio de elevación -o caída, y a menudo denominado altura- de un punto a otro determinan la cantidad de energía disponible en el agua en movimiento. En general, cuanto mayor es el caudal de agua y más alta la altura, más electricidad puede producir una central hidroeléctrica.
Rueda hidráulica
Utilizando el agua para generar energía, el hombre ha trabajado con la naturaleza para conseguir un estilo de vida mejor. La fuerza mecánica de la caída del agua es una herramienta milenaria. Hace más de 2.000 años, los griegos la utilizaban para hacer girar ruedas hidráulicas que molían el trigo y lo convertían en harina. En el siglo XVIII, la energía hidráulica mecánica se utilizaba ampliamente para moler y bombear. A principios del siglo XX, la energía hidroeléctrica representaba más del 40% del suministro eléctrico de Estados Unidos. En la década de 1940, la energía hidroeléctrica proporcionaba cerca del 75% de toda la electricidad consumida en el Oeste y el Noroeste del Pacífico, y cerca de un tercio de la energía eléctrica total de Estados Unidos. Con el aumento del desarrollo de otras formas de generación de energía eléctrica, el porcentaje de la energía hidroeléctrica ha disminuido lentamente y en la actualidad proporciona aproximadamente una décima parte de la electricidad de Estados Unidos.
Las cataratas del Niagra fueron las primeras centrales hidroeléctricas estadounidenses desarrolladas para una generación importante y siguen siendo una fuente de energía eléctrica en la actualidad. Las primeras centrales hidroeléctricas eran centrales de corriente continua construidas para alimentar el alumbrado de arco e incandescente durante el periodo comprendido entre 1880 y 1895 aproximadamente. Cuando apareció el motor eléctrico, la demanda de nueva energía eléctrica inició su espiral ascendente. Entre 1895 y 1915 se produjeron rápidos cambios en el diseño hidroeléctrico y se construyó una gran variedad de estilos de centrales. El diseño de las centrales hidroeléctricas se estandarizó bastante después de la Primera Guerra Mundial, y la mayor parte del desarrollo de los años 20 y 30 estuvo relacionado con las centrales térmicas y la transmisión y distribución.
Historia de la energía hidroeléctrica
El ser humano lleva miles de años aprovechando el agua para realizar trabajos. Los griegos utilizaban ruedas hidráulicas para moler el trigo y convertirlo en harina hace más de 2.000 años, mientras que los egipcios empleaban tornillos hidráulicos de Arquímedes para el riego durante el siglo III a.C. La evolución de la turbina hidroeléctrica moderna comenzó a mediados del siglo XVIII, cuando un ingeniero hidráulico y militar francés, Bernard Forest de Bélidor, escribió la innovadora Architecture Hydraulique.
En 1880, se utilizó una dinamo accionada por una turbina hidráulica para proporcionar iluminación de arco -técnica en la que una chispa eléctrica en el aire entre dos conductores produce una luz- a un teatro y un escaparate de Grand Rapids, Michigan. En 1881, una dinamo conectada a una turbina en un molino harinero proporcionó alumbrado público en las cataratas del Niágara (Nueva York). En ambos casos se utilizó la tecnología de corriente continua.
El avance de la corriente alterna, el método utilizado hoy en día, permitió transmitir energía a mayores distancias y dio paso a la primera instalación comercial estadounidense: una central hidroeléctrica de corriente alterna en la Central Eléctrica de Redlands, California, en 1893. La central de Redlands utilizaba ruedas hidráulicas Pelton alimentadas por el agua del cercano Mill Creek y un generador trifásico que garantizaba un suministro eléctrico constante.
Brasil
La energía hidroeléctrica, o hidroenergía, es una forma de energía renovable que utiliza el agua almacenada en presas, así como la que fluye por los ríos para crear electricidad en centrales hidroeléctricas. El agua que cae hace girar las palas de una turbina, que a su vez hace girar un generador que convierte la energía mecánica de la turbina giratoria en energía eléctrica. La energía hidroeléctrica es un componente importante de la producción de electricidad en todo el mundo.
La gente ha utilizado el agua en movimiento para ayudarse en su trabajo a lo largo de la historia, y la gente moderna hace un gran uso del agua en movimiento para producir electricidad. Sin duda, Jack el Cavernícola clavó unas hojas resistentes en un poste y lo puso en un arroyo en movimiento. El agua hacía girar la pértiga que trituraba el grano para hacer sus deliciosos panecillos prehistóricos de salvado bajos en grasa. Durante muchos siglos, la fuerza del agua se utilizó para mover los molinos y convertir el grano en harina. La gente ha utilizado el agua en movimiento para ayudarse en su trabajo a lo largo de la historia, y la gente moderna hace un gran uso del agua en movimiento para producir electricidad.
Aunque la mayor parte de la energía de Estados Unidos se produce en centrales nucleares y de combustibles fósiles, la hidroelectricidad sigue siendo importante para el país. Hoy en día, enormes generadores de energía se colocan dentro de presas. El agua que fluye por las presas hace girar las palas de las turbinas (hechas de metal en lugar de hojas) que están conectadas a los generadores. Se produce energía que se envía a hogares y empresas.