Hoy en día, debido a la necesidad de energía limpia y producción de electricidad sostenible, la energía hidroeléctrica juega un papel central en la satisfacción de la demanda energética. En particular, el uso de microcentrales hidroeléctricas de baja altura se está extendiendo por todo el mundo, debido a sus bajos periodos de amortización y su buena sostenibilidad medioambiental. Las ruedas hidráulicas de gravedad son microconvertidores hidroeléctricos que suelen utilizarse en lugares con alturas inferiores a 6 m y descargas de unos pocos metros cúbicos por segundo. Aunque las ruedas hidráulicas fueron investigadas científicamente ya en el siglo XVIII, fueron ignoradas en gran medida a lo largo del siglo XX, y sólo en las dos últimas décadas ha habido un renovado interés en su uso entre la comunidad científica.
En este trabajo se presenta una revisión sobre las ruedas hidráulicas por gravedad, distinguiendo entre ruedas hidráulicas de tiro inferior, tiro de pecho y tiro superior. Se discute la tecnología de las ruedas de agua centrándose en el diseño geométrico e hidráulico; también se presentan datos y ecuaciones de ingeniería encontrados en libros históricos del siglo XIX. El rendimiento de las ruedas hidráulicas se describe examinando los resultados experimentales, y se presentan modelos teóricos modernos para la estimación del rendimiento. Por último, se discuten los resultados obtenidos mediante experimentos y simulaciones numéricas con el fin de optimizar el rendimiento de las ruedas hidráulicas de gravedad. Los resultados mostraron que el rendimiento máximo de las ruedas hidráulicas de sobrepresión y de depresión se situaba en torno al 85%, mientras que el de las ruedas hidráulicas de pecho oscilaba entre el 75% y el 80%, dependiendo de la configuración del caudal. El rendimiento máximo de las ruedas hidráulicas modernas puede mantenerse en valores tan elevados en una gama más amplia de caudales y condiciones hidráulicas con respecto a las instalaciones más antiguas. Por lo tanto, las ruedas hidráulicas bien diseñadas pueden considerarse convertidores de microelectricidad eficientes y rentables.