El agua es, sin duda, el elemento más esencial y característico de nuestro planeta. Además, es una fuente de energía renovable con un enorme potencial de aprovechamiento, gracias a la circulación constante de la energía cinética contenida en su movimiento y de la energía potencial asociada a los saltos de agua.
Hasta hace poco menos de 100 años, se utilizaba la corriente de ríos rápidos para mover los molinos y moler el maíz. Todavía hoy se pueden ver algunos de estos molinos hidráulicos, pero su aprovechamiento se orienta principalmente a la producción de electricidad a través de centrales hidroeléctricas.
El fluir del agua de los ríos produce energía hidráulica, que tiene de forma indirecta, al Sol como origen. El calor que el astro rey emíte evapora el agua de los mares formando las nubes, que a su vez se transformarán en lluvia o en nieve, asegurando así la perennidad del ciclo hidrológico del agua.
Sin embargo, el mayor aprovechamiento del agua se realiza en los saltos de las presas: allí el agua se encuentra retenida de manera artificial en embalses o pantanos mediante un dique o presa. Esta agua almacenada se utilizará posteriormente para el riego, para el abastecimiento de poblaciones o, principalmente, para la producción de energía eléctrica en una central hidroeléctrica.
La mayoría de las presas hidráulicas se destinan a la producción de energía eléctrica. Los países con gran potencial hidráulico obtienen la mayor parte de la electricidad en centrales hidráulicas por sus grandes ventajas, entre ellas la de ser un recurso inagotable que se renueva de forma gratuita y constante por la naturaleza.
Pero también presenta inconvenientes. Además, el excedente de agua puede aprovecharse para otros fines. Los emplazamientos hidráulicos suelen estar lejos de las grandes poblaciones, por lo que es necesario transportar la energía eléctrica producida a través de costosas redes. Otro aspecto poco favorable es el efecto negativo que puede tener la creación de un embalse sobre el entorno, ya que afecta a la alteración cauces, provoca erosión, incide sobre las poblaciones, afecta a la perdida de suelos fértiles, etc.
Estos inconvenientes, unidos a las grandes inversiones necesarias en este tipo de centrales, son los que dificultan una mayor utilización de esta fuente energética. Sin embargo, la energía hidráulica sigue siendo la más empleada entre las fuentes de energía renovables para la producción de energía eléctrica.
Aunque el flujo de agua en los ríos es inagotable, los emplazamientos en donde se pueden construir centrales hidroeléctricas en buenas condiciones económicas son limitados. Por otro lado, ha aumentado la sensibilidad ante los efectos medioambientales de las represas de los ríos. Ésto, unido a los elevados costes de transporte de electricidad a largas distancias explican el retroceso de esta energía primaria en términos relativos.
Únicamente, en los países más desarrollados, la explotación eléctrica de los recursos hidraúlicos ha alcanzado un gran nivel. Por el contrario, en la parte del planeta ocupada por los países en vías de desarrollo, su explotación es aún embrionaria, debido a las fuertes inversiones de capital requeridas.
Entre los diferentes tipos de instalación hidroeléctrica, se pueden distinguir grandes centrales hidroeléctricas y centrales de pequeña potencia que no requieren grandes embalses reguladores y, por tanto, tienen un escaso impacto ambiental. En concreto, en España se entiende por central minihidráulica aquella instalación hidroeléctrica con una potencia instalada igual o inferior a 5 MW. En Europa, la tendencia es considerar una central pequeña la que no sobrepasa los 10 MW de potencia.
La finalidad de las centrales hidroeléctricas es aprovechar, mediante un salto existente en un curso de agua, la energía potencial contenida en la masa de agua para convertirla en energía eléctrica, utilizando turbinas acopladas a alternadores. A pesar de que puede haber una gran variedad de instalaciones para realizar esta transformación energética, las minicentrales hidroeléctricas se pueden clasificar en dos grandes tipos: centrales con regulación y centrales fluyentes.
Las centrales de regulación suelen realizarse en aprovechamientos hidráulicos que tienen la posibilidad de almacenar las aportaciones de un río mediante la construcción de un embalse. En estas centrales destaca la capacidad de almacenar grandes cantidades de agua que pueden ser turbinados en el momento que se requiera. Así, la regulación de estas centrales puede ser diaria, multiestacional o incluso plurianual. En general, esta capacidad de regulación se utiliza para proporcionar energía durante las horas punta de consumo. Es por este motivo que estos tipos de instalaciones son más propias de grandes centrales que no de minicentrales. En cambio, las minicentrales hidráulicas suelen tener periodos de regulación diarios y responden en una gran mayoría, a la espalda de una central fluyente.
La energía mareomotriz es la energía eléctrica desarrollada por las aguas del mar cuando están en movimiento. Esta energía se obtiene al utilizar el flujo oscilatorio del agua, que llena o vacía las cuencas de las zonas costeras. Estos flujos oscilatorios del agua del mar son las mareas que son el resultado, resultado de la atracción gravitatoria que ejercen el Sol y la Luna sobre nuestro planeta. En algunos lugares el desnivel, las mareas alcanzan con frecuencia varios metros de diferencia entre la bajamar y la pleamar.
La utilización industrial de la corriente maremotriz sólo es posible en aquellas zonas costeras que reúnen determinadas condiciones topográficas y marítimas, tales como que el valor de amplitud del desnivel de las mareas sea comparable al de una instalación hidroeléctrica de escasa altura de caída de agua, pero de considerable masa.
En casos en que la marea penetra por un paso estrecho, es posible mediante diques dejar entrar en él la marea ascendente y hacer pasar el agua a través de la turbina cuando la marea se retira. Este es el principio de las centrales maremotrices.
Basándose en medidas de la amplitud de las mareas y estimando una superficie de una bahía o estuario, se ha identificado en todo el mundo un determinado número de emplazamientos para aprovechar la energía mareomotriz. Así, el estuario Severn, en el Reino Unido, tiene un potencial estimado de 3 GW y la bahía de Fundy, en Canadá, de 50 GW. A pesar de estas optimistas consideraciones, la energía de las olas es muy difícil de dominar, y hasta la actualidad, no se ha conseguido la tecnología adecuada para hacerlo.
