La energía hidroeléctrica utiliza la fuerza del agua para operar máquinas y generar electricidad. Los ingenieros deben calcular la fuerza del agua en movimiento para determinar la energía cinética disponible del flujo de agua. Un ejemplo simple del uso de la fuerza del agua son las antiguas ruedas hidráulicas que se usan para operar maquinaria que muele los granos en harina. Una vez que los científicos determinaron que se podía generar electricidad utilizando la fuerza natural del agua, se construyeron presas para aprovechar la energía. En 1881, la ciudad de Niagra Falls utilizó energía hidroeléctrica para operar las luces de la calle. Hoy en día, muchos países de todo el mundo utilizan la fuerza del agua en movimiento para generar electricidad.
Elija un área tranquila y recta del agua que tenga al menos 20 pies de largo. Coloque una estaca de jardín en un lado del arroyo y coloque una segunda estaca directamente frente a la primera, en el lado opuesto. Pase una cuerda de una estaca a la otra y marque la cuerda en cuatro intervalos iguales.
Mida 20 pies río abajo y coloque otras dos estacas en las orillas del arroyo. Ate una cuerda de una estaca a la otra. Marque esta cuerda también en cuatro intervalos iguales.
Haga flotar un objeto flotante, como una sección de 2x4, una jarra de plástico o una pelota de tenis, desde los primeros marcadores hasta los segundos. Mide el tiempo que tarda el objeto en llegar desde el punto de partida hasta el segundo conjunto de marcadores. Haga esto tres o más veces para obtener datos más precisos. Calcule el promedio de los tiempos dividiendo los tiempos totales del cronómetro por la cantidad de veces que cronometró el proceso. Registre este tiempo promedio en pies por segundo.
Calcule la profundidad promedio del arroyo midiendo la profundidad del agua en cada una de las marcas de la primera cuerda. Suma las medidas y divide por cuatro. Haz este mismo proceso en el punto de la segunda cuerda. Registre las profundidades promedio del arroyo en ambas áreas marcadas.
Calcule el área del arroyo sumando las profundidades promedio y dividiendo por dos, luego multiplique el resultado por el ancho del arroyo. Registre esto como el área promedio del arroyo.
Utilice la fórmula F = ALC / T para calcular la fuerza del agua en movimiento. F = fuerza, A = área promedio, L = longitud del arroyo (20 pies), C = coeficiente para el fondo del lecho de agua y T = tiempo de viaje. El coeficiente utilizado por la Agencia de Protección Ambiental es 0.8 para arroyos con lecho rocoso y 0.9 para arroyos con lecho fangoso.
