Qué es la energía cinética del agua

Por Ariadna García-Astillero, Bióloga. 18 marzo 2019

El agua es el fluido más importante que existe en la Tierra y nos ofrece cantidad de recursos y servicios. El agua ha permitido el desarrollo de la vida, ha contribuido a la regulación del clima y también nos proporciona energía. La energía es otro de los recursos más necesarios para el ser humano ya que sin ella, no tendríamos electricidad o calor, por ejemplo. Quizás la forma de energía más conocida del agua es la energía hidráulica o hidroeléctrica, no obstante, esta se obtiene de otras energías, qué son las energías cinética y potencial. En este artículo de EcologíaVerde vamos a profundizar en explicar qué es la energía cinética del agua para así poder entender mejor la importancia del agua como recurso energético.

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Índice

1. Qué es la energía: definición sencilla
2. Qué son la energía cinética del agua y la energía potencial
3. Cómo funciona la energía hidráulica o energía potencial y cinética del agua
4. Energía hidráulica: ventajas y desventajas

Qué es la energía: definición sencilla

Antes de nada, tenemos que saber qué es la energía. La energía se entiende como la capacidad de un objeto para hacer un trabajo y para transferir calor. A su vez, el trabajo se corresponde con el esfuerzo que hay que hacer para mover un objeto o una sustancia en una determinada distancia. Pero, como hablábamos al principio la energía también es calor y, por tanto, la energía también se puede definir como el flujo de calor que se mueve desde un objeto o una sustancia que está caliente hacia otra más fría.
La energía puede encontrarse en muchas formas, como en forma de luz, de calor, de electricidad, energía química y/o energía mecánica. Esta última se basa en el movimiento de la materia y normalmente se define como la suma de las energías cinética y potencial. El flujo del agua es un claro ejemplo de esta energía mecánica y a continuación vamos a ver en qué consiste la energía cinética y la energía potencial del agua.

Qué son la energía cinética del agua y la energía potencial

La energía cinética se trata de la energía asociada a cualquier cuerpo que se encuentra en movimiento. Para calcular la energía cinética hay que tener en cuenta que su cálculo depende tanto de la masa como de la velocidad del cuerpo. Por tanto, sabiendo esta definición general de energía cinética, podríamos definir la energía cinética del agua como aquella energía que procede de su movimiento o flujo. Cuanto mayor sea el volumen (y masa) de agua y mayor sea su velocidad, mayor será su energía cinética.
Sin embargo, hay otra forma de energía que está estrechamente relacionada con la energía cinética, y esa es la energía potencial. Esta energía potencial es simplemente la energía que potencialmente puede ser transformada en otra forma de energía, normalmente cinética. En otras palabras, la energía potencial es aquella que está almacenada en un cuerpo y puede ser usada.
Si bien el agua tiene energía cinética, también existe la energía potencial del agua. La energía potencial del agua es aquella que está almacenada en un cuerpo de agua y que se transforma en energía cinética cuando esta comienza a fluir. La energía potencial depende en gran parte de la altura, por tanto, aquellos cuerpos de agua que se encuentren a mayor altura poseen mayor energía potencial. De este modo, aquellos cuerpos de agua que se encuentran en gargantas o tienen cataratas tienen una mayor energía potencial y si el agua fluye también mayor energía cinética.

Cómo funciona la energía hidráulica o energía potencial y cinética del agua

Como bien hemos explicado la energía cinética del agua puede aprovecharse cuando esta fluye o se mueve. Por consiguiente, esta energía se puede utilizar en la ejecución de procesos como por ejemplo en mover una turbina. Por otro lado, para sacar provecho de la mayor energía cinética posible también se necesita la máxima energía potencial. En este principio se basa la energía hidráulica y para ello es necesario la construcción de presas. Las presas y los embalses también permiten almacenar agua y así disponer de ella para su consumo y otras actividades como la agricultura.
Para aprovechar al máximo la energía hidráulica hay que tener en cuenta dos factores importantes:

• El caudal.
• La altura del salto de agua.

Las presas sirven para regular el caudal en función de la época del año y también para aumentar el salto del agua y así la energía potencial.
Para producir energía eléctrica, se abre la presa y parte del agua almacenada se deja caer, convirtiendo así la energía potencial en energía cinética. El agua que cae mueve una turbina que está unida a un generador de energía eléctrica. Así, se consigue que el agua que pasa por las turbinas a gran velocidad provoque el movimiento de rotación de las turbinas generando electricidad. De esta forma se produce electricidad a partir de la energía cinética (y potencial) del agua.
Existen otras maneras de aumentar la altura de la caída del agua. Una de ellas consiste en derivar el agua del río por un canal de pendiente pequeña (menor que la del cauce del río). Así, con esta técnica se consigue un desnivel mayor entre el canal y el cauce del río. Por otro lado, en muchos países (sobre todo en países en vías de desarrollo) se han instalado centrales pequeñas, con potencias bajas, pero que permiten la producción de energía eléctrica suficiente para alimentar a pequeñas regiones. Este es el caso de China o Costa Rica donde estas pequeñas presas son la principal fuente de electricidad. Esta forma miniaturizada de energía hidráulica se conoce como energía minihidráulica y se considera más respetuosa con el medio ambiente.
En este otro artículo de EcologíaVerde te hablamos más sobre cómo funciona la energía hidráulica, concretamente sobre Qué es y cómo funciona la energía mini hidráulica.

Energía hidráulica: ventajas y desventajas

La energía hidráulica obtenida de la energía cinética del agua y de la potencial cuenta con ventajas y desventajas, como todas.

Ventajas de la energía hidráulica

• Es considerada una energía renovable y limpia.
• Producción energética muy estable.
• Producción flexible gracias al flujo del agua.
• Energía segura, al contrario de otras no renovables, como la energía nuclear.

Desventajas de la energía hidráulica

• Depende de las lluvias y los deshielos, así como de que no haya grandes sequías.
• Los lugares para su instalación son limitados.
• Inversión inicial elevada.
• Tiene impacto medioambiental, más concretamente sobre el paisaje.

En este otro artículo de las Ventajas y desventajas de la energía hidráulica te hablamos más a fondo sobre este tema.

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