ocsaul

Proceso de Generación Hidroeléctrica Historia Nuestros antepasados aprovechaban ya la energía del agua para diferentes trabajos como ruedas hidráulicas para moler trigo, entre otros. Sin embargo, la posibilidad de emplear esclavos y animales de carga retrasó su aplicación generalizada hasta el siglo XII. Durante la edad media, las enormes ruedas hidráulicas de madera desarrollaban una potencia máxima de cincuenta caballos. La energía hidroeléctrica debe su mayor desarrollo al ingeniero civil británico John Smeaton, que construyó por vez primera grandes ruedas hidráulicas de hierro colado. La hidroelectricidad tuvo mucha importancia durante la Revolución Industrial. Impulsó a las industrias textiles y del cuero y los talleres de construcción de máquinas a principios del siglo XIX. Aunque las máquinas de vapor ya estaban perfeccionadas, el carbón era escaso y la madera poco satisfactoria como combustible. La energía hidráulica ayudó al crecimiento de las nuevas ciudades industriales que se crearon en Europa y América hasta la construcción de canales a mediados del siglo XIX, que proporcionaron carbón a bajo precio. Las presas y los canales eran necesarios para la instalación de ruedas hidráulicas sucesivas cuando el desnivel era mayor de cinco metros. La construcción de grandes presas de contención todavía no era posible; el bajo caudal de agua durante el verano y el otoño, unido a las heladas en invierno, obligaron a sustituir las ruedas hidráulicas por máquinas de vapor en cuanto se pudo disponer de carbón. Que es Generación Hidroeléctrica Llamada hídrica o hidráulica, se obtiene del aprovechamiento de las energías cinética y potencial de la corriente del agua, saltos de agua o mareas. Es un tipo de energía verde cuando su impacto ambiental es mínimo y usa la fuerza hídrica sin represarla, en caso contrario es considerada sólo una forma de energía renovable. Hay varias formas de hacerla funcionar. En pequeños lugares la corriente de un río mueve un rotor de palas y genera un movimiento aplicado, por ejemplo, en molinos rurales. Proceso El principio fundamental de esta forma de aprovechamiento hidráulico de los ríos se basa en el hecho de que la velocidad del flujo de estos es básicamente constante a lo largo de su cauce, el cual siempre es descendente. Este hecho revela que la energía potencial no es íntegramente convertida en cinética como sucede en el caso de una masa en caída libre, la cual se acelera, sino que ésta es invertida en las llamadas pérdidas, es decir, la energía potencial se "pierde" en vencer las fuerzas de fricción con el suelo, en el transporte de partículas, en formar remolinos, etc... Entonces esta energía potencial podría ser aprovechada si se pueden evitar las llamadas pérdidas y hacer pasar al agua a través de una turbina. El conjunto de obras que permiten el aprovechamiento de la energía anteriormente mencionada reciben el nombre de central hidroeléctrica o Hidráulica. Para el desarrollo de energía hidroeléctrica podemos sintetizar su función en utilizar la energía potencial almacenada y convertirla, primero en energía mecánica y luego en eléctrica. Por medio de un sistema de captación de agua el cual provocando un desnivel, se logra que se origine energía potencial acumulada; con el paso del agua por la turbina desarrolla movimiento giratorio que acciona el alternador y produce corriente eléctrica. El balance de energía arriba descrito puede ser ilustrado mejor a través del principio de Bernoulli. Algunas de las ventajas de las centrales hidroeléctricas son las siguientes: 1. No requieren combustible. 2. Es energía limpia que no contamina ni el aire ni el agua. 3. Los costos de mantenimiento y explotación son bajos. 4. Las obras de ingeniería necesarias para aprovechar la energía hidráulica tienen una duración considerable. 5. La turbina hidráulica es una maquina sencilla, eficiente y segura; la misma se puede poner en marcha y detenerse con rapidez. Tipos de Centrales Hidroeléctricas Las plantas hidroeléctricas pueden clasificarse como plantas sin almacenamiento, con almacenamiento y con almacenamiento por bombeo. Donde las mismas se pueden clasificar en las siguientes: Central Hidroeléctrica de Pasada Una central de pasada es aquella en que no existe una acumulación apreciable de agua "corriente arriba" de las turbinas. En una central de este tipo las turbinas deben aceptar el caudal disponible del río "como viene", con sus variaciones de estación en estación, o si ello es imposible el agua sobrante se pierde por rebosamiento. En ocasiones un embalse relativamente pequeño bastará para impedir esa pérdida por rebosamiento. En la misma se aprovecha el estrechamiento del río y la obra del edificio central (Casa Máquinas) que forma parte de la misma presa. El desnivel entre aguas arriba y abajo es reducido, y si bien forma un remanso de agua causa del azud, no es demasiado grande. La misma requiere un caudal constante para asegurar a lo largo del año la potencia determinada. Central Hidroeléctrica con Embalse de Reserva En este tipo de proyecto se embalsa un volumen considerable de líquido "aguas arriba" de las turbinas mediante la construcción de una o más presas que forman lagos artificiales. El embalse permite graduar la cantidad de agua que pasa por las turbinas. Del volumen embalsado depende la cantidad que puede hacerse pasar por las turbinas. Con embalse de reserva puede producirse energía eléctrica durante todo el año aunque el río se seque por completo durante algunos meses, cosa que sería imposible en un proyecto de pasada. Las centrales con almacenamiento de reserva exigen por lo general una inversión de capital mayor que las de pasada, pero en la mayoría de los casos permiten usar toda la energía posible y producir kilovatios-hora más baratos. Pueden existir dos variantes de estas centrales hidroeléctricas: a) La de casa de máquina al pie de la presa: En las figuras siguientes observamos en PLANTA y CORTE el esquema de una central de este tipo: La casa de máquinas suele estar al pie de la presa, como ilustra el dibujo, en estos tipos de central, el desnivel obtenido es de carácter mediano. Centrales Hidroeléctricas de Bombeo Las centrales de bombeo son un tipo especial de centrales hidroeléctricas que posibilitan un empleo más racional de los recursos hidráulicos de un país. Disponen de dos embalses situados a diferente nivel. Cuando la demanda de energía eléctrica alcanza su máximo nivel a lo largo del día, las centrales de bombeo funcionan como una central convencional generando energía. Al caer el agua, almacenada en el embalse superior, hace girar el rodete de la turbina asociada a un alternador. Después el agua queda almacenada en el embalse inferior. Durante las horas del día en la que la demanda de energía es menor el agua es bombeada al embalse superior para que pueda hace rel ciclo productivo nuevamente. Para ello la central dispone de grupos de motores-bomba o, alternativamente, sus turbinas son reversibles de manera que puedan funcionar como bombas y los alternadores como motores. Centrales Hidroeléctricas según su altura de caída del agua  Centrales de alta presión: Que corresponden con el high head, y que son las centrales de más de 200 m de caída del agua, por lo que solía corresponder con centrales con turbinas Pelton.  Centrales de media presión: Son las centrales con caída del agua de 20 a 200 m, siendo dominante el uso de turbinas Francis, aunque también se puedan usar Kaplan.  Centrales de baja presión: Que corresponden con el low head, son centrales con desniveles de agua de menos de 20 m, siendo usadas las turbinas Kaplan.  Centrales de muy baja presión: Son centrales correspondientes con nuevas tecnologías, pues llega un momento en el cuál las turbinas Kaplan no son aptas para tan poco desnivel. Serían en inglés las very low head, y suelen situarse por debajo de los 4m. Según su régimen de flujo  Centrales de agua fluyente: También denominadas centrales de filo de agua o de pasada, utilizan parte del flujo de un río para generar energía eléctrica. Operan en forma continua porque no tienen capacidad para almacenar agua, no disponen de embalse. Turbinan el agua disponible en el momento, limitadamente a la capacidad instalada. En estos casos las turbinas pueden ser de eje vertical, cuando el río tiene una pendiente fuerte u horizontal cuando la pendiente del río es baja.  Centrales de embalse: Es el tipo más frecuente de central hidroeléctrica. Utilizan un embalse para reservar agua e ir graduando el agua que pasa por la turbina. Es posible generar energía durante todo el año si se dispone de reservas suficientes. Requieren una inversión mayor.  Centrales de regulación: Almacenamiento del agua que fluye del río capaz de cubrir horas de consumo.  Centrales de bombeo o reversibles: Una central hidroeléctrica reversible es una central hidroeléctrica que además de poder transformar la energía potencial del agua en electricidad, tiene la capacidad de hacerlo a la inversa, es decir, aumentar la energía potencial del agua (por ejemplo subiéndola a un embalse) consumiendo para ello energía eléctrica. De esta manera puede utilizarse como un método de almacenamiento de energía (una especie de batería gigante). Están concebidas para satisfacer la demanda energética en horas pico y almacenar energía en horas valle. Aunque lo habitual es que esta centrales turbinen/bombeen el agua entre dos embalse a distinta altura, existe un caso particular llamado centrales de bombeo puro donde el embalse superior se sustituye por un gran depósito cuya única aportación de agua es la que se bombea del embalse inferior. Componentes de una Central Hidroeléctrica Casa máquinas Es la construcción donde se ubican las máquinas (Turbinas, Alternadores, etc.) más los elementos de regulado y comando. En esta imagen se visualiza una central de caudal elevado y baja caída. 1. Embalse 2. Presa de contención 3. Entrada de agua a las máquinas (toma), con reja 4. Conducto de entrada del agua 5. Compuertas planas de entrada, en posición "izadas". 6. Turbina hidráulica 7. Alternador 8. Directrices para regulación de la entrada de agua a turbina 9. Puente de grúa de la sal de máquinas. 10. Salida de agua (tubo de aspiración 11. Compuertas planas de salida, en posición "izadas" 12. Puente grúa para maniobrar compuerta salida. 13. Puente grúa para maniobrar compuertas de entrada. En la figura siguiente mostramos el croquis de una central de baja caída y alto caudal, como la anterior, pero con grupos generadores denominados "a bulbo", que están totalmente sumergidos en funcionamiento. 1. Embalse. 2. Conducto de entrada de agua. 3. Compuertas de entrada "izadas". 4. Conjunto de bulbo con la turbina y el alternador. 5. Puente grúa de las sala de máquina. 6. Mecanismo de izaje de las compuertas de salida. 7. Compuerta de salida "izada". 8. Conducto de salida. En la figura que sigue se muestra el corte esquemático de una central de caudal mediano y salto también mediano, con la sala de máquinas al pie de la presa. El agua ingresa por la toma practicada en el mismo dique, y es llevada hasta las turbinas por medio de conductos metálicos embutidos en el dique. 1. Embalse. 2. Toma de agua. 3. Conducto metálico embutido en la presa. 4. Compuertas de entrada en posición de izada. 5. Válvulas de entrada de agua a turbinas. 6. Turbina. 7. Alternador. 8. Puente grúa de la central. 9. Compuerta de salidas "izada". 10. Puente grúa para izada de la compuerta de salida. 11. Conducto de salida. En la figura siguiente tenemos el esquema de una central de alta presión y bajo caudal. Este tipo de sala de máquinas se construye alejada de la presa. El agua llega por medio de una tubería a presión desde la toma, por lo regular alejada de la central, y en el trayecto suele haber una chimenea de equilibrio. La alta presión del agua que se presenta en estos casos obliga a colocar válvulas para la regulación y cierre, capaces de soportar el golpe de ariete. 1. Conducto forzado desde la chimenea de equilibrio. 2. Válvula de regulación y cierre. 3. Puente grúa de sala de válvulas. 4. Turbina. 5. Alternador. 6. Puente grúa de la sala de máquinas. 7. Compuertas de salida, en posición "izadas". 8. Puente grúa para las compuertas de salida. 9. Conducto de salida (tubo de aspiración). Turbinas Hidráulicas Para este tipo de componente podemos nombrar tres tipos principales, los cuales se explicaran a continuación. Turbina Tipo Pelton Un chorro de agua convenientemente dirigido y regulado, incide sobre las cucharas del rodete que se encuentran uniformemente distribuidas en la periferia de la rueda. Debido a la forma de la cuchara, el agua se desvía sin choque, cediendo toda su energía cinética, para caer finalmente en la parte inferior y salir de la máquina. La regulación se logra por medio de una aguja colocada dentro de la tubería. Las turbinas Pelton están diseñadas para explotar grandes saltos hidráulicos de bajo caudal. Las centrales hidroeléctricas dotadas de este tipo de turbina cuentan, la mayoría de las veces, con una larga tubería llamada galería de presión para trasportar al fluido desde grandes alturas, a veces de hasta más de doscientos metros. Al final de la galería de presión se suministra el agua a la turbina por medio de una o varias válvulas de aguja, también llamadas inyectores, los cuales tienen forma de tobera para aumentar la velocidad del flujo que incide sobre las cucharas. La tobera o inyector lanza directamente el chorro de agua contra la serie de paletas en forma de cuchara montadas alrededor del borde de una rueda, el doble de la distancia entre el eje de la rueda y el centro del chorro de agua se denomina diámetro Pelton. El agua acciona sobre las cucharas intercambiando energía con la rueda en virtud de su cambio de cantidad de movimiento, que es casi de 180°. Obsérvese en la figura anexa un corte de una pala en el diámetro Pelton; el chorro de agua impacta sobre la pala en el medio, es dividido en dos, los cuales salen de la pala en sentido casi opuesto al que entraron, pero jamás puede salir el chorro de agua en dirección de 180° ya que si fuese así el chorro golpearía a la pala sucesiva y habría un efecto frenante. La sección de entrada del fluido a la cuchara se denomina 1, así como 2 a la sección de salida. 1 Codo de Entrada 2 Inyector 3 Tobera 4 Válvula de Aguja 5 Servomotor 6 Regulador 7 Mando del Deflector 8 Deflector o pantalla deflectora 9 Chorro 10 Rodete 12 Alabes 13 Blindaje 14 Destructor de Energía Turbina Francis Las turbinas Francis son turbinas hidráulicas que se pueden diseñar para un amplio rango de saltos y caudales, siendo capaces de operar en rangos de desnivel que van de los dos metros hasta varios cientos de metros. Esto, junto con su alta eficiencia, ha hecho que este tipo de turbina sea el más ampliamente usado en el mundo, principalmente para la producción de energía eléctrica mediante centrales hidroeléctricas. 1 Caja Espiral 2 Distribuidor 3 Rodete 4 Codo de Entrada 5 Nivel Inferior Ventajas de la turbina Francis o también llamada VGR  Su diseño hidrodinámico permite bajas perdidas hidráulicas, por lo cual se garantiza un alto rendimiento.  Su diseño es robusto, de tal modo se obtienen décadas de uso bajo un costo de mantenimiento menor con respecto a otras turbinas.  Junto a sus pequeñas dimensiones, con lo cual la turbina puede ser instalada en espacios con limitaciones física también permiten altas velocidades de giro.  Junto a la tecnología y a nuevos materiales, las nuevas turbinas requieren cada vez menos mantenimiento. Turbina Kaplan Son turbinas axiales, que tienen la particularidad de poder variar el ángulo de sus palas durante su funcionamiento. Están diseñadas para trabajar con saltos de agua pequeños y con grandes caudales. (Turbina de reacción). Turbina Hélice Son exactamente iguales a las turbinas Kaplan, pero a diferencia de estas, no son capaces de variar el ángulo de sus palas. Según su altura de caída del agua se utilizan los siguientes tipos de turbinas:  Centrales de alta presión: Que corresponden con el high head, y que son las centrales de más de 200 m de caída del agua, por lo que solía corresponder con centrales con turbinas Pelton.  Centrales de media presión: Son las centrales con caída del agua de 20 a 200 m, siendo dominante el uso de turbinas Francis, aunque también se puedan usar Kaplan.  Centrales de baja presión: Que corresponden con el low head, son centrales con desniveles de agua de menos de 20 m, siendo usadas las turbinas Kaplan.  Centrales de muy baja presión: Son centrales correspondientes con nuevas tecnologías, pues llega un momento en el cuál las turbinas Kaplan no son aptas para tan poco desnivel. Serían en inglés las very low head, y suelen situarse por debajo de los 4m. Generador o Alternador Es la máquina que transforma la energía mecánica en eléctrica. Debido a que produce corriente alterna, también se le llama alternador. Está constituido básicamente por dos elementos: uno externo y estático, llamado precisamente estator por esta razón y el otro interno que gira (rota) dentro de aquél, por lo que recibe el nombre de rotor. Tanto el estator como el rotor están constituidos por una gran cantidad de bobinas, las cuales son arrollados de cobre. Estas bobinas tienen la facultad de concentrar poderosos campos electromagnéticos a su alrededor, lo cual es indispensable para la generación de electricidad. Su funcionamiento se basa en un fenómeno eléctrico llamado inducción electromagnética, el cual establece que si un conductor eléctrico se halla sometido al efecto de un campo magnético y uno de los dos se pone en rotación, entre los extremos de dicho conductor se establece una diferencia de potencial, lo cual crea un flujo de electrones, vale decir, una corriente eléctrica. Para iniciar el proceso de generación, el rotor es alimentado con corriente directa (cd) o continua (cc); las bobinas del rotor crean entonces un poderoso campo electromagnético entre el rotor y el estator. Eléctricamente al rotor se le llama inductor. El efecto del campo electromagnético se propaga al estator, por lo que a éste se le conoce eléctricamente como inducido. Cuando el rotor gira impulsado por su respectiva turbina se rompe el campo electromagnético y el estator actúa como el extremo del conductor, originándose la electricidad, la cual pasa por las barras de salida y es enviada al transformador de potencia, ubicado en la subestación elevadora cercana a la casa de máquinas. Sala de Control Es el sitio desde el cual los operadores de la planta controlan todo el proceso de generación. La sala de control cuenta con los siguientes equipos y sistemas:  Pupitres de mando: Permiten el manejo de cada unidad turbogeneradora en forma independiente.  Tableros indicadores: Permiten la lectura y el registro de las variables eléctricas durante la operación de cada unidad.  Alarmas y protecciones.  Sistemas de comunicación: Central telefónica, líneas telefónicas directas para enlace con el Centro de Control, sistema de radio, intercomunicadores y máquina de fax.  Tableros de mano: Para la operación de la subestación elevadora. Generación Hidroeléctrica Mundial El consumo hidroeléctrico mundial alcanzó los 816 GW en 2005, consistentes en 750 GW de grandes centrales, y 66 GW de instalaciones micro hidráulicas. El mayor incremento de la capacidad total anual con 10.9 GW fue aportado por China, Brasil e India, pero se dio un crecimiento mucho más rápido en la micro hidráulica (8%), con el aumento de 5 GW, principalmente en China donde se encuentran en la actualidad aproximadamente el 58% de todas las plantas micro hidráulicas del mundo. En Occidente, aunque Canadá es el mayor productor hidroeléctrico mundial, la construcción de grandes centrales hidroeléctricas se ha paralizado debido a sus implicaciones medioambientales. La tendencia tanto en Canadá como en Estados Unidos ha sido hacia el micro hidráulico dado su insignificante impacto ambiental y la incorporación de multitud de localizaciones para la generación de energía. Tan sólo en la Columbia Británica se estima que el micro hidráulico será capaz de elevar a más del doble la producción eléctrica en la provincia. Por Países El consumo de energía sigue ampliamente al Producto Nacional Bruto, aunque existe una diferencia significativa entre los niveles de consumo de los Estados Unidos con 11,4 kW por persona y los de Japón y Alemania con 6 kW por persona. En países en desarrollo como la India el uso de energía por persona es cercano a los 0,7 kW Bangladesh tiene el consumo más bajo con 0,2 kW por persona. Estados Unidos consume el 25% de la energía mundial (con una participación de la productividad del 22% y con un 5% de la población mundial). La cantidad de agua necesaria representa casi el 50% de agua usada en EE. UU frente al 35% usado en la agricultura.44 El crecimiento más significativo del consumo energético está ocurriendo en China, que ha estado creciendo al 5,5% anual durante los últimos 25 años. Su población de 1.300 millones de personas consume en la actualidad a una tasa de 1,6 kW por persona. Durante los últimos cuatro años el consumo de electricidad per capita en EE.UU. ha decrecido al 1% anual entre 2004 y 2008. El consumo de energía proyectado alcanzará los 4.333.631 millones de kilovatios hora en 2013, con un crecimiento del 1.93% durante los próximos cinco años. El consumo se incrementó desde los 3.715.949 en 2004 hasta los esperados 3.937.879 millones de kilovatios hora al año en 2008, con un incremento de alrededor del 0.36% anual. La población de los EE.UU. ha venido incrementándose en un 1,3% anual, con un total de alrededor de 6,7% en los cinco años.45 El descenso se debe principalmente a los aumentos de la eficiencia y al uso de bombillas de bajo consumo que utilizan alrededor de un tercio de la electricidad que usan las bombillas incandescentes o las bombillas LED que usan una décima parte, como mucho, a lo largo de sus 50.000 a 100.000 horas de vida esto las hace más baratas que los tubos fluorescentes. Una medida de la eficiencia es la intensidad energética. Ésta mide la cantidad de energía que le es necesaria a cada país para producir un dólar de producto interior bruto. Plantas Hidroeléctricas de mayor Generación en el Mundo Planta Hidroeléctrica Capacidad Unidades País Three Georges 18.460,00 MW China Itaipu 14.750,00 MW Paraguay Raul Leoni 10.055,00 MW Venezuela Tucurui 8.370,00 MW Brasil Kashiwazaki-Kariwa 8.206,00 MW Japón Bruce 6.830,00 MW Canadá Sayanao-Shushenskaya 6.500,00 MW Rusia Grand Coulee 6.495,00 MW USA Krasnoyarsk 6.000,00 MW Rusia Zaporizhzhya 6.000,00 MW Ucrania Ulchin 5.900,00 MW Republica de Korea Yonggwang 5.900,00 MW Republica de Korea Taichung 5.834,00 MW Taiwán Gravelines 5.706,00 MW Francia Paluel 5.528,00 MW Francia Poryong 5.454,00 MW Republica de Korea Cattenom 5.448,00 MW Canadá Bourassa 5.328,00 MW Canadá Futtsu 5.091,00 MW Japón Paulo Afonso 3.935,00 MW Brasil Ilha Solteira 3.450,00 MW Brasil Xingo 3.162,00 MW Brasil Macagua 3.154,00 MW Venezuela Yacyreta 3.100,00 MW Argentina-Paraguay Itumbira 2.832,00 MW Brasil Chicoasen 2.430,00 MW México Caruachi 2.280,00 MW Venezuela Petacalco 2.100,00 MW México Tuxpan 2.100,00 MW México Planta Centro 2.000,00 MW Venezuela Angra 1.966,00 MW Brasil Salto Grande 1.890,00 MW Argentina-Uruguay Ricardo Zuloaga 1.724,00 MW Venezuela Bento Munhoz 1.676,00 MW Brasil Sao Simao 1.638,00 MW Brasil Total 181.292,00 MW Mundial Generación Hidroeléctrica en Costa Rica Primera planta construida por el ICE el 28 de abril de 1958. Testimonio de un admirable esfuerzo nacional que nos debe llenar de orgullo y satisfacción a todos los costarricenses. Está ubicada en Alajuela, entre La Garita y Turrúcares y utiliza las aguas del río Grande de San Ramón. Constaba de dos unidades idénticas de 30 000 kW que fueron sustituidas en el 2003 por una de mayor eficiencia, con una capacidad de 37 360 kW. Datos Históricos El 15 de julio de 1987 entra en operación el Proyecto Hidroeléctrico Ventanas Garita, que es la primera de las dos unidades idénticas de la ampliación de La Garita. Utiliza las aguas de los ríos Virilla y Ciruelas y tiene una potencia de 97 380kW. Plantas Hidroeléctricas en el País La Garita  Ubicación: 5km al sur de Cebadilla, en los distritos de La Garita y Turrúcares, cantón central de la provincia de Alajuela.  Fuente de abastecimiento: Ríos Grande de San Ramón (unidades 1 y 2) y Virilla (unidades 3 y 4).  Turbinas: 1 y 2. tipo Francis, de eje vertical. Giran a 514 r.p.m.; consumen 14,3 m3/s cada una 3 y 4. tipo Francis, de eje vertical. Giran a 400 r.p.m.; consumen 25,5 m3/s cada una.  Alternadores: 1 y 2: Potencia: 18 680kW cada uno; voltaje: 13 800 volts. 3 y 4. Potencia: 48 690kW cada uno; voltaje: 13 800 volts.  Potencia total: 134 740kW.  Fecha de entrada en operación: 28 de abril de 1958.  Nota: la fase constructiva para la ampliación de la Planta La Garita se conoció como Proyecto Hidroeléctrico Ventanas-Garita. Río Macho  Ubicación: 6km. al este de Orosi, cantón de Paraíso, provincia de Cartago.  Fuente de abastecimiento: Ríos Macho, Grande de Tapantí, Porras, Humo, Villegas y Pejibaye.  Turbinas: 8 tipo Pelton de eje horizontal. Giran a 450 r.p.m.; consumen 4,37 m3/s cada una (unidades 1 y 2) y 4,46 m3/s cada una  (unidades 3, 4 y 5).  Alternadores 1 y 2. Potencia: 15 000kW cada uno; voltaje: 13 800 volts. 3, 4 y 5. Potencia: 30 000kW cada uno; voltaje: 13 800 volts.  Potencia total: 120 000kW.  Fecha de entrada en operación: 1° de junio de 1963.  Nota: la fase constructiva para la ampliación de la Planta Río Macho se conoció como Proyecto Hidroeléctrico Tapantí, con el cual se incluyeron las unidades N° 3 y 4 en 1972; posteriormente se instaló la quinta unidad en 1978; no obstante, esta ampliación no fue parte del Proyecto Hidroeléctrico Tapantí. Cachí  Ubicación: 4km. al sur de Juan Viñas, cantón de Jiménez, provincia de Cartago.  Fuente abastecimiento: Río Reventazón.  Turbinas: 3 tipo Francis de eje vertical. Giran a 514 r.p.m.; consumen 17,75 m3/s cada una.  Alternadores: 1 y 2. Potencia: 32 000kW cada uno; voltaje: 13 800 volts. 3. Potencia: 36 800kW cada uno; voltaje: 13 800 volts.  Potencia total: 100 800kW.  Fecha de entrada en operación: 7 de mayo de 1966. Arenal  Ubicación: 3,3km. al oeste de la ciudad de Tilarán, provincia de Guanacaste.  Fuente de abastecimiento: Embalse Arenal, represamiento del río homónimo y sus tributarios principales: Aguas Gatas, Caño Negro y Chiquito.  Turbinas: 3 tipo Francis de eje vertical. Giran a 360 r.p.m.; consumen 31,61 m3/s. cada una.  Alternadores: 3. Potencia: 52 466,25kW cada uno; voltaje: 13 800 volts.  Potencia total: 157 398,75kW.  Fecha de entrada en operación: 9 de diciembre de 1979. Ing. Miguel Pablo Dengo Benavides (Corobicí)  Ubicación: 4,5km. al norte de la ciudad de Cañas, Guanacaste.  Fuente de abastecimiento: Embalse Santa Rosa, contiguo a la casa de máquinas Arenal. Esta planta utiliza las aguas del Embalse Arenal en cascada por segunda vez.  Turbinas: 3 tipo Francis de eje vertical. Giran a 360 r.p.m.; consumen 32,5 m3/s. cada una.  Alternadores: 3. Potencia: 58 004kW cada uno; voltaje: 13 800 volts.  Potencia total: 174 012kW.  Fecha de entrada en operación: 20 de marzo de 1982. Alberto Echandi  Ubicación: Bajo Cambronero, 23km al suroeste de la ciudad de San Ramón, en la provincia de Alajuela.  Fuente de abastecimiento: Río Barranca.  Turbinas: 1 tipo Francis de eje horizontal. Gira a 1 200 r.p.m.; consume 2,32 m3/s.  Alternador: 1. Potencia: 4 696kW; voltaje: 4 180 volts.  Potencia total: 4 696kW.  Fecha de entrada en operación: 5 de marzo de 1990. Sandillal  Ubicación: 4,5km. al noroeste de la ciudad de Cañas, Guanacaste.  Fuente de abastecimiento: Embalse Sandillal, 1 km. aguas abajo de la casa de máquinas Miguel Pablo Dengo. Esta planta utiliza las aguas del Embalse Arenal en cascada por tercera vez.  Turbinas: 2 tipo Kaplan de eje vertical. Giran a 300 r.p.m.; consumen 50 m3/s. cada una.  Alternadores: 2. Potencia: 15 988,50kW cada uno; voltaje: 13 800 volts.  Potencia total: 31 977,00kW.  Fecha de entrada en operación: 10 de noviembre de 1992. Toro I  Ubicación: 8km. al noreste de la población de Bajos del Toro, de Sarchí, cantón de Valverde Vega, provincia de Alajuela.  Fuente de abastecimiento: Río Toro.  Turbinas: 2 tipo Francis de eje vertical. Giran a 720 r.p.m.; consumen 7,6 m3/s. cada una.  Alternadores: 2. Potencia: 11 602,50kW cada uno; voltaje: 13 800 volts.  Potencia total: 23 205kW.  Fecha de entrada en operación: 20 de setiembre de 1995. Toro II  Ubicación: 10km al sur de la población de Marsella de Venecia, cantón de San Carlos, provincia de Alajuela.  Fuente de abastecimiento: Río Toro.  Turbinas: 2 tipo Francis de eje vertical. Giran a 720 r.p.m.; consumen 9,82 m3/s. cada una.  Alternadores: 2. Potencia: 32 868kW cada uno; voltaje: 13 800 volts.  Potencia total: 65 736kW.  Fecha de entrada en operación: 30 de agosto de 1996. Angostura  Ubicación: Bajo San Lucas, 14km. al este de Turrialba, provincia de Cartago.  Fuente de abastecimiento: Río Reventazón.  Turbinas: 3 tipo Francis de eje vertical. Giran a 300 r.p.m.; consumen 54m3/s. cada una.  Alternadores: 3. Potencia: 57 400,50kW cada uno; voltaje: 13 800 volts.  Potencia total: 172 201,50kW.  Fecha de entrada en operación: 17 de octubre del 2000. Peñas Blancas  Ubicación: 1km. al oeste de la población de San Isidro de Peñas Blancas, cantón de San Ramón, provincia de Alajuela.  Fuente de abastecimiento: Río Peñas Blancas.  Turbinas: 2 tipo Francis de eje vertical. Giran a 514 r.p.m.; consumen 16,5m3/s. cada una.  Alternadores: 2. Potencia: 18 870kW cada uno; voltaje: 13 800 volts.  Potencia total: 37 740kW.  Fecha de entrada en operación: 21 de agosto del 2002. El tipo de diseño para una Planta Hidroeléctrica utilizada en el país es el siguiente: Capacidad Instalada en Costa Rica Capacidad Instalada ICE 1.161,51 MW Servicio Privado 92,80 MW CNFL 80,00 MW JASEC 24,40 MW ESPH 2,30 MW Total 1.361,01 MW Aspectos negativos Impactos ambientales potenciales Los potenciales impactos ambientales de los proyectos hidroeléctricos son siempre significativos. Sin embargo existen muchos factores que influyen en la necesidad de aplicar medidas de prevención en todo. La construcción y operación de la represa y el embalse constituyen la fuente principal de impactos del proyecto hidroeléctrico.3 Los proyectos de las represas de gran alcance pueden causar cambios ambientales irreversibles, en una área geográfica muy extensa; por eso, tienen el potencial de causar impactos importantes. Ha aumentado la crítica de estos proyectos durante la última década. Los críticos más severos sostienen que los costos sociales, ambientales y económicos de estas represas pesan más que sus beneficios y que, por lo tanto, no se justifica la construcción de las represas grandes. Otros mencionan que, en algunos casos, los costos ambientales y sociales puede ser evitados o reducidos a un nivel aceptable, si se evalúan, cuidadosamente, los problemas potenciales y se implantan medidas correctivas que son costosas. Algunas presas presentan fallos o errores de construcción como es el caso de la Presa Sabaneta,4 ubicada en La Provincia San Juan, República Dominicana. Esta presa ha presentado grandes inconvenientes en las temporadas ciclónicas pasadas, producto de su poca capacidad de desagüe y también a que sus dos vertederos comienzan a operar después que el embalse está lleno. El área de influencia de una represa se extiende desde los límites superiores del embalse hasta los esteros y las zonas costeras y costa afuera, e incluyen el embalse, la represa y la cuenca del río, aguas abajo de la represa. Hay impactos ambientales directos asociados con la construcción de la represa (p.ej., el polvo, la erosión, problemas con el material prestado y de los desechos), pero los impactos más importantes son el resultado del embalse del agua, la inundación de la tierra para formar el embalse, y la alteración del caudal de agua, aguas abajo. Estos efectos ejercen impactos directos en los suelos, la vegetación, la fauna y las tierras silvestres, la pesca, el clima y la población humana del área. Los efectos indirectos de la represa incluyen los que se asocian con la construcción, el mantenimiento y el funcionamiento de la represa (p.ej., los caminos de acceso, los campamentos de construcción, las líneas de transmisión de energía) y el desarrollo de las actividades agrícolas, industriales o municipales que posibilita la represa. Además de los efectos directos e indirectos de la construcción de la represa sobre el medio ambiente, se deberán considerar los efectos del medio ambiente sobre la represa. Los principales factores ambientales que afectan el funcionamiento y la vida de la represa son aquellos que se relacionan con el uso de la tierra, el agua y los otros recursos en las áreas de captación aguas arriba del reservorio (p.ej., la agricultura, la colonización, el desbroce del bosque) que pueden causar una mayor acumulación de limos, y cambios en la cantidad y calidad del agua del reservorio y del río. Se tratan estos aspectos en los estudios de ingeniería.