1. Energía Hidráulica,
Geotérmica y
Marítimas
Gabriel Ocaña Rebollo
Profesor E. S. de Tecnología
Ingeniero Superior de Telecomunicaciones
CEP Almería
Enero 2006

2. Índice
Energía Hidráulica.
Energía Geotérmica.
Energías Marítimas.
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3. Índice
Energía Hidráulica.
Energía Geotérmica.
Energías Marítimas.
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4. Energía Hidráulica
Ciclo del agua
La hidrosfera engloba la totalidad de las aguas del planeta, incluidos los océanos, mares,
lagos, ríos y las aguas subterráneas. Este elemento juega un papel fundamental, ya que
posibilita la existencia de vida sobre la Tierra.
El motor de este gigantesco movimiento es la energía procedente del Sol.
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5. Energía Hidráulica
Aplicaciones tradicionales
La energía hidráulica ha sido explotada desde la
antigüedad, sobre todo a partir de la Edad
Media:
Molienda.
Aserraderos.
Riego y abastecimiento.
Bombeo de agua.
Automatización “pre-industrial”.
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6. Energía Hidráulica
Generación de electricidad E = m⋅ g ⋅H
En la actualidad, la principal aplicación de la m
energía hidráulica es la generación de electricidad
ρ=
V
en las centrales hidráulicas.
E ⇒ P = ρ ⋅ g ⋅Q ⋅ H
En España, su desarrollo siempre ha estado P=
t
relacionada con la expansión del cultivo de
V
regadío. Q=
t
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7. Energía Hidráulica
Tipos de presas
Para aumentar la producción eléctrica, una presa debe
optimizar dos parámetros:
Cantidad de agua almacenada (Q). Estructura de
Altura del agua almacenada (H). bóveda
Esto supone soportar enormes esfuerzos y presiones.
Las dos estructuras más utilizadas son:
Estructuras de gravedad.
Estructuras de bóveda.
Estructura de
gravedad
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8. Energía Hidráulica
Presas por gravedad
Más fáciles de diseñar y construir, aunque
requieren más hormigón.
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9. Energía Hidráulica
Presas de bóveda
Requieren menos hormigón, y su diseño es
más complejo. Se utilizan para aprovechar
gargantas estrechas y altas.
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10. Energía Hidráulica
Presas mixtas
A veces se tratan de aprovechar las ventajas de ambos
tipos, sobre todo con infraestructuras de gran tamaño.
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11. Energía Hidráulica
Tipos de turbinas
Pelton
Son turbinas de alta presión
Eje horizontal.
Altura superior a 200 m.
Caudal regular.
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12. Energía Hidráulica
Tipos de turbinas
Francis
Son turbinas de media presión
Eje vertical
Altura entre 20 y 200 m.
Caudal variable
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13. Energía Hidráulica
Tipos de turbinas
Kaplan
Son turbinas de baja presión.
Eje vertical
Altura inferior a 20 m.
Caudal muy variable.
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14. Energía Hidráulica
Generación de electricidad
Las turbinas giran solidariamente con cada
generador eléctrico, generando una señal de alta
corriente y media tensión.
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15. Energía Hidráulica
Centrales de bombeo
Cuando en la red eléctrica de distribución se produce más energía de la consumida, normalmente
se deriva a tierra el exceso.
Para no desperdiciar los excesos de energía generada en toda la red, se recupera parte del
“combustible” bombeando caudal aguas arriba de la presa.
Este mecanismo también sirve como almacenamiento de energía.
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16. Energía Hidráulica
Energía Minihidráulica
La energía hidráulica está muy implantada en los países desarrollados, quedando pocas
ubicaciones sin explotar.
El crecimiento en esta forma de energía renovable pasa por las instalaciones de menor
tamaño (< 10 MW) que aprovechan saltos pequeños de agua.
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17. Energía Hidráulica
Energía Microhidráulica
Para suministro doméstico se pueden instalar turbinas microhidráulicas, con una potencia
máxima de algunos KW.
Pueden aprovechar saltos de agua o corrientes de circulación.
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18. Energía Hidráulica
Ventajas e inconvenientes
Comparte las ventajas de otras energías
renovables:
Es renovable.
No contamina la atmósfera, evitando la lluvia
ácida, el efecto invernadero, el agujero en la capa
de Ozono, …
Independencia energética para un país deficitario.
Es una inversión para generar puestos de trabajo.
Además, presenta estas otras:
La tecnología para su aprovechamiento cuenta
con un enorme grado de desarrollo tecnológico.
Permite regular la producción instantánea de
energía.
La posibilidad de instalaciones microhidráulicas
permite instalaciones domésticas.
Inconvenientes
Recurso energético localizado.
La superficie ocupada queda inutilizada para
cualquier otro uso.
Dependencia energética de las condiciones
Página 18 climatológicas y meteorológicas.

19. Energía Hidráulica
Situación actual
España está entre los 6 países que engloban el
91% de la energía minihidráulica europea.
Con el ritmo de crecimiento actual, no es posible
alcanzar los objetivos del 2010.
Es necesario adaptar la legislación vigente para
diferenciar los trámites administrativos de este
tipo de instalaciones frente a las grandes
centrales hidráulicas.
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20. Índice
Energía Hidráulica.
Energía Geotérmica.
Energías Marítimas.
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21. Energía Geotérmica
El calor interno de la Tierra
El interior de la Tierra está a unos 4.000 ºC, y el
manto a unos 1.000 ºC.
Este calor produce muchos fenómenos
geológicos:
Deriva continental
Volcanes
Terremotos
Géiseres, …
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22. Energía Geotérmica
Yacimientos Geotérmicos
En determinadas circunstancias, el calor magmático almacena bolsas de vapor a gran temperatura:
Fuente profunda de calor
Capa porosa de terreno, permeable.
Rocas impermeables.
Así, el agua de deshielo o precipitaciones puede quedar atrapada bajo tierra y alcanzar una
temperatura que la transforma en vapor.
Si esta agua encuentra una salida, sale a la superficie a presión:
Géiseres
Fumarolas
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23. Energía Geotérmica
Centrales Eléctricas Geotérmicas
Cuando el vapor de agua es de media o alta
temperatura, se puede utilizar para propulsar
una turbina de vapor y generar electricidad, así
como en procesos de cogeneración.
Actualmente, hay centrales en explotación que
llegan hasta los 3.000 m. de profundidad.
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24. Energía Geotérmica
Centrales Eléctricas Geotérmicas
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25. Energía Geotérmica
ACS y Calefacción Geotérmicos
Cuando la temperatura a la que se puede calentar el agua en el subsuelo es inferior a los
100 ºC, su aplicación es para ACS y calefacción.
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26. Energía Geotérmica
Ventajas e inconvenientes
Es renovable.
No contamina la atmósfera, evitando la lluvia
ácida, el efecto invernadero, el agujero en la
capa de Ozono, …
Independencia energética para un país
deficitario.
Es una inversión para generar puestos de
trabajo y desarrollar economías locales.
Se genera energía de manera continua, por lo
que es independiente de las condiciones
climatológicas y meteorológicas.
El agua que vuelve a la naturaleza es
limpiada de sustancias contaminantes como
el azufre.
Inconvenientes
Recurso energético muy localizado.
Las instalaciones se degradan por corrosión.
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27. Índice
Energía Hidráulica.
Energía Geotérmica.
Energías Marítimas.
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28. Energías Marítimas
Energía de las mareas
Los cambios diarios de nivel que sufren las aguas del mar se deben a las atracciones
gravitacionales de la Luna y en menor medida el Sol.
Se provocan diariamente dos momentos de elevación del nivel del mar (pleamar) y dos de
disminución de nivel (bajamar).
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29. Energías Marítimas
Energía de las mareas
Las mareas son más acusadas en aguas oceánicas
cercanas a plataformas continentales.
Una manera de aprovechar su energía es mediante
presas que aumenten la energía potencial del agua:
Hasta la pleamar las exclusas permanecen cerradas.
En pleamar, con el máximo desnivel posible, se abren
las compuertas y se genera electricidad como en una
instalación hidroeléctrica.
Hasta la bajamar las exclusas permanecen cerradas.
En bajamar, con el máximo desnivel posible, se abren
las compuertas y de nuevo se genera electricidad.
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30. Energías Marítimas
Energía de las mareas
En su movimiento de ascenso y descenso también
producen corrientes de agua, muy acusadas en
estuarios, bahías cerradas, …
El aprovechamiento eléctrico de estas corrientes se
hace con hidroturbinas, similares a aerogeneradores
sumergidos.
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31. Energías Marítimas
Energía de las olas
Las olas están provocadas por el rozamiento del
viento sobre la superficie del mar.
En alta mar es un movimiento oscilatorio, no de
desplazamiento.
Cuando el agua es poco profunda, la oscilación
se interrumpe y la ola rompe.
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32. Energías Marítimas
Energía de las olas
Una manera de aprovechar esta energía es mediante la
oscilación vertical de las olas lejos de la costa.
A través de una boya, la oscilación de las olas sirve para
estimular un generador eléctrico:
Haciendo de pistón y bombeando un fluido.
Haciendo variar directamente el campo magnético de un
generador eléctrico.
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33. Energías Marítimas
Energía de las olas
Otro modo extraer energía es en el momento del
choque contra la costa.
De los diversos modos ensayados, el más extendido
aprovecha la expulsión y succión de aire del aire
dentro de un conducto en el vaivén de las olas.
Así se hace girar la hélice de una turbina.
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34. Energías Marítimas
Energía térmica oceánica
Hay ocasiones en que la superficie oceánica y las
aguas inferiores no muy profundas tienen diferencias
de temperatura considerable.
Esto ocurre en muchas aguas tropicales. El gradiente
térmico se puede aprovechar como focos caliente y
frío de un ciclo termodinámico.
Se están investigando los fluidos más adecuados
para aprovechar esta diferencia de temperatura en un
ciclo termodinámico de generación eléctrica.
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35. “Me interesa el futuro porque es el lugar donde
pasaré el resto de mi vida.”
Woody Allen.
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