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Propuesta para Diseñar Generadores Hidroeléctricos para Comunidades con Acceso a Afluentes de Agua

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Autores: Edgar Pérez, José Antonio Pais, José Padilla, Misael Coste / Centro de Ingeniería Mecánica y Diseño Industrial (CIMECDI) – FIIDT. 

 

Introducción

Todos en nuestra vida hemos oído hablar de la electricidad, de la energía eléctrica, la utilizamos a diario (generalmente las personas que están más céntricas), pero ustedes saben ¿Cómo se genera la energía eléctrica? ¿Existen diferentes tipos de generadores eléctricos?

En Venezuela el 62% de la energía eléctrica es producido por centrales hidroeléctricas el restante lo produce centrales termoeléctricas y otros sistemas según http://www.corpoelec.gob.ve/generacion.

Entonces podemos decir que la mayor fuente de energía eléctrica nos la aporta las centrales hidroeléctricas y si hablamos de este tipo de centrales tenemos que irnos a la región de Guayana, donde funcionan los complejos hidroeléctricos más grandes del país. Posee una capacidad instalada de generación de 24.000 megavatios (MW). El Sistema Eléctrico Nacional está regido por la Corporación Eléctrica Nacional (Corpoelec).

La principal planta de energía es la Central Hidroeléctrica Simón Bolívar, o represa Raúl Leoni, o represa del Guri, cuya capacidad de generación alcanza los 10 millones de kW, siendo una de las plantas hidroeléctricas con mayor capacidad de producción en el mundo. Esta planta y las otras construidas en el río Caroní garantizan energía segura a bajos precios, para la producción de hierro, alúmina, aluminio, acero y otros en las Empresas Básicas de Guayana (CVG).

Las centrales hidroeléctricas de Guri y Macagua aportan el total de la electricidad comercial necesaria en Guayana. También cubren el 62% del potencial eléctrico que llega a los hogares e industrias de toda Venezuela. Otro 35% de la generación de electricidad proviene de plantas termoeléctricas, y un 3% corresponde al sistema de generación distribuida, compuesta por grupos electrógenos.

Sistema Eléctrico Nacional, potenciando el desarrollo del país

El patrimonio de generación de energía eléctrica existente en Venezuela es de 6 plantas hidroeléctricas, ubicadas en los estados Bolívar, Barinas y Mérida, y 3 más en ejecución en Bolívar, Mérida y Táchira. También cuenta con 6 plantas termoeléctricas, ubicadas en los estados Falcón, Zulia, Lara y Carabobo, y 7 más en ejecución, en el resto del país. Además, 25 plantas de generación distribuida (grupos electrógenos), ubicadas en los estados Apure, Carabobo, Barinas, Mérida, Táchira, Trujillo, Monagas, Miranda, Guárico, Amazonas, Anzoátegui, Nueva Esparta y Falcón.

Las potencialidades de desarrollo del Sistema Eléctrico Nacional se vienen configurando a través de las inversiones que ejecuta el Estado venezolano, las cuales están por encima de los 15 mil millones de dólares. Corpoelec adelanta continuamente proyectos autógenos de generación eléctrica a nivel de la región capital, así como en aquellas unidades que se encuentran en proceso de transformación, modificación y adecuación, entre las que figuran la planta Macagua, en el estado Bolívar, y el Complejo Generador Termocentro, en el estado Miranda, que desde 2014 aporta 1.100 megavatios al Sistema Eléctrico Nacional.

Ya podemos entender que tenemos muchas fuentes generadoras de energía eléctrica, pero la que nos proporciona la mayor fuente de energía eléctrica son las centrales hidroeléctricas, pero ¿Cómo funcionan?

Figura 1: Central Hidroeléctrica (Fuente: unesa.net)

En la figura 1 se muestra una típica central hidroeléctrica y para poder entender su funcionamiento tenemos que tener en cuenta los tipos de energía: cinética y potencial; la energía potencial se refiere a la diferencias de altura y la  energía cinética se refiere al movimiento, es importante entender estos dos conceptos para poder comprender el funcionamiento de la presa, si nos guiamos por la imagen anterior podemos decir que el punto 1 tiene una mayor energía potencial que el punto 6, ya que está a una altura mayor. Si nos imaginamos un objeto que va desde el punto 1 hasta el 6, nos damos cuenta que en el punto 1 que es nuestro punto de partida esta inmóvil (con energía potencial) y luego se comienza a mover (ganando energía cinética) hasta llegar al punto donde están las turbinas, que es lo que sucede en este punto, es muy sencillo la energía que lleva el agua es tal que comienza a mover las aspas de esas turbinas transformando la energía cinética y potencial que trae el agua a energía mecánica, y luego como está conectado la turbina a un generador, entonces gracias al generador se obtiene energía eléctrica, en pocas palabras podemos decir que una central hidroeléctrica transforma la energía potencial y cinética en energía mecánica que a su vez la transforma en energía eléctrica.

Ahora teniendo en cuenta esto podemos decir que una central hidroeléctrica tiene 3 partes esenciales o fundamentales que son: la presa, la turbina y el generador.

En Venezuela contamos con un buen sistema eléctrico (si se hace el mantenimiento adecuado a los sistemas), no obstante tenemos comunidades que no cuentan con un sistema eléctrico por diferentes causas como son el costo de infraestructura (el tendido eléctrico), la localidad (geografía), en fin factores que dificultan la transmisión de energía eléctrica, pero hay comunidades que cuentan con sus propios  sistemas de suministros de agua ya sea por ríos, quebradas, entre otros, que pueden utilizar para generar electricidad.

El gran reto es llevar esta tecnología a un equivalente en menor escala, podríamos decir, una especie de mini generadores hidroeléctricos que pudieran ser portátiles, y de bajo coste, sería una ventaja para el aprovechamiento de los recursos fluviales de estas comunidades, propiciando su desarrollo y/o mejora de la calidad de vida de sus habitantes.

Existen otros sistemas como el mostrado en la figura 2, 4 y 4  que son de bajo costo en comparación con las centrales hidroeléctricas y pueden ser adecuados a pequeñas comunidades carentes de energía eléctrica:

Figura 2: Pico-Hydro. Hidroeléctrica casera para generar electricidad. (https://ecoinventos.com/pico-hydro-hidroelectrica-casera-para-generar-electridad/)

Figura 3: Micro-Central Vernis: energía hidráulica producida en casa (https://www.interempresas.net/Energia/Articulos/57268-Micro-Central-Vernis-energia-hidraulica-producida-en-casa.html

Figura 4: Generador de energía hidráulica ultra pequeño (https://www.youtube.com/watch?v=PrwykucbCF0)

La construcción de estos sistemas sencillos y de bajo contribuirían con la generación de energía eléctrica en comunidades carentes del servicio en el país, y no estarían dependiendo del sistema eléctrico del país Con solo las 3 partes mencionadas anteriormente (presa, turbina y generador), y, un rio, quebrada o cuenca hidrográfica, es posible crear y utilizar un hidro-generador.

 

REFERENCIAS:

  1. (https://ecoinventos.com/pico-hydro-hidroelectrica-casera-para-generar-electridad/)
  2. (https://www.interempresas.net/Energia/Articulos/57268-Micro-Central-Vernis-energia-hidraulica-producida-en-casa.html
  3. https://www.bbc.com/mundo/noticias-america-latina-47532126
  4. https://www.ewh.ieee.org/soc/pes/venezuela/sector_elec.html
  5. https://www.ivenezuela.travel/sistema-electrico-nacional-venezuela/
  6. https://www.redalyc.org/pdf/539/53906504.pdf
  7. https://webquery.ujmd.edu.sv/siab/bvirtual/Fulltext/ADLD0000526/Capitulo%202.pdf
  8. https://www.mty.itesm.mx/etie/deptos/ie/profesores/jgomez/ie/prodgen.pdf
  9. (https://www.youtube.com/watch?v=PrwykucbCF0)

 

Contacto: orlandoaco2@gmail.com

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