Presa hidraulica: del agua a la electricidad

Imagina una resbaladilla de agua: mientras estas hasta arriba, tienes toda la energia lista para bajar. Esa energia guardada por estar en alto se llama energia potencial. La presa hace exactamente lo mismo: acumula millones de litros de agua a gran altura, lista para caer. La formula es simple: Ep = m·g·h (masa por gravedad por altura). Entre mas agua y mas altura, mas energia guardada.

La presa no deja salir el agua siempre — tiene unas compuertas gigantes de metal que se abren o se cierran segun cuanta electricidad se necesita. Cuando las compuertas se levantan, el agua comienza a salir por la parte baja con mucha fuerza, justo donde la presion es mayor. Es como destapar una botella de refresco: la presion acumulada adentro empuja todo hacia afuera.

Aqui ocurre uno de los conceptos mas importantes de la fisica. Mientras el agua cae, va perdiendo altura pero ganando velocidad. La energia potencial (que tenia por estar arriba) se convierte en energia cinetica (por estar en movimiento). La cantidad total de energia no se pierde ni se crea — solo cambia de forma. Eso se llama principio de conservacion de la energia.

El agua no cae al aire libre — baja por unos tubos enormes de acero llamados tuberia forzada. Estos tubos son mas estrechos en la parte de abajo, lo que hace que el agua acelere aun mas (como cuando tapas con el dedo la manguera del jardin y el chorro sale con mas fuerza). Cuando llega al final del tubo, el agua va a gran velocidad y con mucha presion.

El chorro de agua choca con las aspas curvas de la turbina y la hace girar con mucha fuerza. Es exactamente lo mismo que hacia el viento con las aspas del aerogenerador, pero aqui con agua. La turbina moderna mas usada se llama Francis, tiene aspas en forma de caracol y puede dar hasta 500 vueltas por minuto. La energia cinetica del agua se convierte en energia mecanica de rotacion.

La turbina esta conectada a un generador, que es exactamente el mismo aparato que viste en el aerogenerador. Un iman gigante gira dentro de bobinas de cobre. Cuando el iman se mueve cerca del cable, empuja los electrones y crea electricidad. Se le llama induccion electromagnetica y lo descubrio Michael Faraday. No importa si el iman gira por el viento o por el agua: la fisica es la misma.

Despues del generador, un transformador sube el voltaje para que la electricidad viaje por los cables sin perder fuerza. Al llegar a tu colonia, otro transformador lo baja a 127 voltios, listo para tus focos, tu refrigerador y cargar tu celular. Lo increible es esto: la energia que mueve tu ventilador empezo como agua quieta hasta arriba de una presa. Pura fisica.