Una presa no «guarda» energía: lo que de verdad pasa dentro de una central hidroeléctrica

Mucha gente piensa que una presa funciona como una gran pila: el agua se queda allí almacenada, cargada de energía, y una central hidroeléctrica la va soltando poco a poco. Es una imagen cómoda, pero engañosa. El agua embalsada no es combustible que se gaste. Lo que se aprovecha es su caída, y el agua que sale de la central es, en esencia, la misma que entró, con la misma composición y casi la misma cantidad. Lo único que ha cambiado es la altura a la que se encuentra.

Todo el invento descansa en una idea que cualquiera ha comprobado en un tobogán acuático: lo que está arriba tiene ganas de bajar. Los físicos lo llaman energía potencial. Una central hidroeléctrica le pone a esa bajada un obstáculo útil, una turbina, y convierte el movimiento del agua en electricidad.

El camino del agua, paso a paso

El recorrido empieza en el embalse, el lago artificial que se forma detrás del muro de la presa. Cerca del fondo de ese muro hay unas compuertas que dan entrada a las tuberías, llamadas conductos forzados. El agua se precipita por ellas con una presión enorme, porque la columna de agua que tiene encima empuja con todo su peso.

Al final de la tubería espera la turbina, una rueda de álabes parecida a un molinillo gigante. El agua la golpea y la hace girar. La turbina está unida por un eje al alternador, que es el verdadero productor de electricidad: dentro, un rotor con imanes gira rodeado de bobinas de cobre, y ese movimiento genera corriente eléctrica por inducción, el mismo principio que descubrió Faraday en el siglo XIX y que usa la dinamo de una bicicleta.

Después, un transformador eleva la tensión de la corriente para que pueda viajar por las líneas de alta tensión sin perder demasiada por el camino. Y el agua, ya sin la energía de la caída, sigue su curso río abajo por un canal de descarga.

Por eso importan dos cosas por encima de todo: cuánta agua cae y desde qué altura. Una central hidroeléctrica puede ser potente porque mueve un caudal inmenso con poco desnivel, o porque aprovecha un salto muy alto con un caudal modesto. Son dos recetas distintas para llegar al mismo resultado.

¿Todas las turbinas son iguales?

No, y aquí la ingeniería se pone interesante. La forma de la turbina se elige según el salto y el caudal del lugar.

• Pelton: pensada para saltos muy altos y caudales pequeños, típicos de zonas de montaña. El agua sale por una boquilla convertida en chorro y golpea unas cucharas dispuestas en el borde de una rueda.

• Francis: la más extendida, adecuada para saltos y caudales intermedios. El agua entra por el contorno y atraviesa la rueda hacia el centro, empujando los álabes a su paso.

• Kaplan: para saltos bajos y mucho caudal, como en ríos de llanura. Se parece a la hélice de un barco, y sus palas pueden orientarse para adaptarse a cuánta agua llega.

Es un poco como elegir una herramienta: no se atornilla igual con un destornillador fino que con una llave grande, aunque el objetivo sea siempre apretar.

Centrales que además trabajan al revés

Existe una variante que merece mención: las centrales reversibles, también llamadas de bombeo. Tienen dos depósitos a distinta altura. Cuando sobra electricidad en la red, sus máquinas funcionan como bombas y suben agua al depósito superior; cuando la demanda aumenta, dejan caer esa agua y generan electricidad como una central normal. La turbina, en este caso, hace de bomba en un sentido y de turbina en el otro.

Otra cualidad práctica de la hidroeléctrica es la rapidez de respuesta. Abrir o cerrar las compuertas permite ajustar la producción en cuestión de minutos, algo que no todas las centrales logran con tanta soltura. De ahí que se haya usado durante décadas para cubrir los picos de consumo, como el de la hora de la cena.

Del molino de rueda a la sala de máquinas

Durante siglos, la fuerza del agua se usó de forma directa: ruedas de madera que movían la piedra de un molino de harina, el mazo de una ferrería o el telar de un taller. El agua empujaba, y el trabajo se hacía allí mismo, junto al cauce. Si la fábrica necesitaba energía, tenía que levantarse a la orilla del río.

La hidroelectricidad rompió esa dependencia. Al transformar la caída en corriente eléctrica, la energía pudo viajar por cable decenas o cientos de kilómetros y llegar a una ciudad que no tenía ningún río cerca. Una rueda de molino aprovechaba el agua donde estaba; una central hidroeléctrica la aprovecha para alumbrar una casa lejana. Esa es la diferencia que lo cambió todo: antes, la energía del río era del lugar; ahora, viaja.