Central hidroelctrica

Central hidroelctrica.

Corte transversal de una represa hidroelctrica.En unacentral hidroelctricase utilizaenerga hidrulicapara lageneracin de energa elctrica. Son el resultado actual de la evolucin de los antiguosmolinosque aprovechaban la corriente de losrospara mover unarueda.En general, estas centrales aprovechan laenerga potencial gravitatoriaque posee la masa de agua de uncauce naturalen virtud de un desnivel, tambin conocido comosalto geodsico. El agua en su cada entre dos niveles del cauce se hace pasar por unaturbina hidrulicala cual transmite la energa a ungeneradordonde se transforma enenerga elctrica.ndice[ocultar] 1Aprovechamiento de la energa hidrulica 1.1Desvo del cauce de agua 1.2Interceptacin de la corriente del agua 2Caractersticas de una central hidroelctrica 3Potencia de una central hidroelctrica 4Tipos de centrales hidroelctricas 4.1Segn su concepcin arquitectnica 4.2Segn su rgimen de flujo 4.3Segn su altura de cada del agua 4.4Otros tipos de centrales hidroelctricas 5Partes de una central hidroelctrica 6Funcionamiento 7Impactos ambientales potenciales 7.1Manejo de la cuenca hidrogrfica 7.2Otros impactos ambientales 8Beneficio 9Vase tambin 10Referencias 11Bibliografa 12Enlaces externosAprovechamiento de la energa hidrulica[editar]Losantiguosaprovechaban ya la energa del agua; utilizabanruedas hidrulicaspara molertrigo. Sin embargo, la posibilidad de emplear esclavos y animales de carga retras su aplicacin generalizada hasta el siglo XII. Durante laEdad Media, las enormes ruedas hidrulicas de madera desarrollaban una potencia mxima de cincuentacaballos.La energa hidroelctrica debe su mayor desarrollo al ingeniero civil britnicoJohn Smeaton, que construy por primera vez grandes ruedas hidrulicas dehierro colado. La hidroelectricidad tuvo mucha importancia durante laRevolucin Industrial. Impuls a las industrias textiles y del cuero y los talleres de construccin de mquinas a principios del siglo XIX. Aunque lasmquinas de vaporya estaban perfeccionadas, elcarbnera escaso y la madera poco satisfactoria comocombustible.La energa hidrulica ayud al crecimiento de las nuevas ciudades industriales que se crearon en Europa y Amrica hasta la construccin de canales a mediados del siglo XIX, que proporcionaron carbn a bajo precio. Las presas y los canales eran necesarios para la instalacin de ruedas hidrulicas sucesivas cuando el desnivel era mayor de cinco metros. La construccin de grandes presas de contencin todava no era posible; el bajo caudal de agua durante el verano y el otoo, unido a las heladas en invierno, obligaron a sustituir las ruedas hidrulicas por mquinas de vapor en cuanto se pudo disponer de carbn.Las formas ms frecuentemente utilizadas para explotar la energa hidrulica son:Desvo del cauce de agua[editar]El principio fundamental de esta forma de aprovechamiento hidrulico de los ros se basa en el hecho de que la velocidad del flujo de estos es bsicamente constante a lo largo de su cauce, el cual siempre es descendente. Este hecho revela que laenerga potencialno es ntegramente convertida enenerga cinticacomo sucede en el caso de una masa en cada libre, la cual se acelera, sino que sta es invertida en las llamadas prdidas, es decir, la energa potencial se "pierde" en vencer las fuerzas de friccin con el suelo, en el transporte de partculas, en formar remolinos, etc.. Entonces esta energa potencial podra ser aprovechada si se pueden evitar las llamadas prdidas y hacer pasar al agua a travs de unaturbina. El conjunto de obras que permiten el aprovechamiento de la energa anteriormente mencionada reciben el nombre de central hidroelctrica o Hidrulica.El balance de energa arriba descrito puede ser ilustrado mejor a travs delprincipio de Bernoulli.Interceptacin de la corriente del agua[editar]Este mtodo consiste en la construccin de unarepresaoembalsede agua que retenga el cauce de agua causando un aumento del nivel del ro en su parte anterior a la presa de agua, el cual podra eventualmente convertirse en un embalse. El dique establece una corriente de agua no uniforme y modifica la forma de la superficie de agua libre del ro antes y despus de ste, que toman forma de las llamadascurvas de remanso. El establecimiento de las curvas de remanso determinan un nuevo salto geodsico aprovechable de agua.Caractersticas de una central hidroelctrica[editar]

Presa Hidroelctrica en Grandas de Salime(Asturias,Espaa).

Casa de MquinasCentral Hidroelctrica del Guavio,Colombia.Las dos caractersticas principales de una central hidroelctrica, desde el punto de vista de su capacidad de generacin de electricidad son: Lapotencia, que est en funcin del desnivel existente entre el nivel medio del embalse y el nivel medio de las aguas debajo de la central, y del caudal mximo turbinable, adems de las caractersticas de las turbinas y de los generadores usados en la transformacin. Laenergagarantizada en un lapso de tiempo determinado, generalmente un ao, que est en funcin del volumen til del embalse, y de la potencia instalada.La potencia de una central puede variar desde unos pocos MW (megavatios), como en el caso de lasminicentrales hidroelctricas, hasta decenas de miles, como en los casos de laItaip, entreBrasilyParaguay, que tiene una potencia de 14000MW, o laPresa de las Tres Gargantas, enChina, con una potencia de 22500MW.Las centrales hidroelctricas y lascentrales trmicasque usancombustibles fsiles producen la energa elctrica de una manera muy similar. En ambos casos lafuente de energaes usada para impulsar una turbina que hace girar ungenerador elctrico, que es el que produce la electricidad. Una central trmica usa calor para, a partir de agua, producir el vapor que acciona las paletas de la turbina, en contraste con la planta hidroelctrica, la cual usa la fuerza del agua directamente para accionar la turbina.Las centrales hidroelctricas permiten, adems, disminuir los gastos de los pases en combustibles fsiles. Por ejemplo, elProyecto Hidroelctrico Palomino,1ubicado en laRepblica Dominicana, le ahorrar al pas alrededor de 400 mil barriles depetrleoal ao que; a la tasa actual, esa cifra representa 60 millones dedlaresde ahorro al ao.Potencia de una central hidroelctrica[editar]Lapotencia de una central hidroelctricase mide generalmente enMegavatios(MW) y se calcula mediante la frmula siguiente:

donde: Pe=potenciaenvatios(W) =densidaddel fluido en kg/m t=rendimientode laturbina hidrulica(entre 0,75 y 0,94) g= rendimiento delgenerador elctrico(entre 0,92 y 0,97) m= rendimiento mecnico del acoplamiento turbina alternador (0,95/0.99) Q =caudalturbinable enm3/s H = desnivel disponible en lapresaentreaguas arribayaguas abajo, enmetros(m)En una central hidroelctrica se define: Potencia media: potencia calculada mediante la frmula de arriba considerando el caudal medio disponible y el desnivel medio disponible. Potencia instalada: potencia nominal de los grupos generadores instalados en la central.Tipos de centrales hidroelctricas[editar]Segn su concepcin arquitectnica[editar] Centrales al aire libre, al pie de la presa, o relativamente alejadas de esta. Estn conectadas por medio de una tubera en presin. Centrales en caverna, generalmente conectadas al embalse por medio de tneles, tuberas en presin, o por la combinacin de ambas.

Represa de Itaipu,BrasilyParaguay. La segundacentral hidroelctricapor potencia instalada, despus de lapresa de las tres gargantas, en China.2Segn su rgimen de flujo[editar]

Central hidroelctrica Simn BolvarVenezuela. Centrales de agua fluyente.Tambin denominadascentrales de filo de aguaode pasada, utilizan parte del flujo de un ro para generar energa elctrica. 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 ro tiene una pendiente fuerte u horizontal cuando la pendiente del ro es baja. Centrales de embalse.Es el tipo ms frecuente de central hidroelctrica. Utilizan un embalse para reservar agua e ir graduando el agua que pasa por la turbina. Es posible generar energa durante todo el ao si se dispone de reservas suficientes. Requieren una inversin mayor. Centrales de regulacin. Almacenamiento del agua que fluye del ro capaz de cubrir horas de consumo. Centrales de bombeo o reversiblesUnacentral hidroelctrica reversiblees una central hidroelctrica que adems de poder transformar laenerga potencialdel agua en electricidad, tiene la capacidad de hacerlo a la inversa, es decir, aumentar la energa potencial del agua (por ejemplo subindola a un embalse) consumiendo para ello energa elctrica. De esta manera puede utilizarse como un mtodo de almacenamiento de energa (una especie debateragigante). Estn concebidas para satisfacer la demanda energtica enhoras picoy almacenar energa enhoras valle.Aunque lo habitual es que esta centrales turbinen/bombeen el agua entre dos embalse a distinta altura, existe un caso particular llamadocentrales de bombeo purodonde el embalse superior se sustituye por un gran depsito cuya nica aportacin de agua es la que se bombea del embalse inferior.Segn su altura de cada del agua[editar] Centrales de alta presinQue corresponden con elhigh head, y que son las centrales de ms de 200 m de cada del agua, por lo que sola corresponder con centrales conturbinas Pelton. Centrales de media presinSon las centrales con cada del agua de 20 a 200 m, siendo dominante el uso deturbinas Francis, aunque tambin se puedan usarKaplan. Centrales de baja presinQue corresponden con ellow head, son centrales con desniveles de agua de menos de 20 m, siendo usadas las turbinas Kaplan. Centrales de muy baja presinSon centrales correspondientes con nuevas tecnologas, pues llega un momento en el cul las turbinas Kaplan no son aptas para tan poco desnivel. Seran en ingls lasvery low head, y suelen situarse por debajo de los 4m.Otros tipos de centrales hidroelctricas[editar] Centrales mareomotricesArtculo principal:Energa mareomotrizUtilizan el flujo y reflujo de lasmareas. Pueden ser ventajosas en zonas costeras donde las diferencias entre las mareas son amplias y las condiciones morfolgicas de la costa permiten la construccin de una presa que corta la entrada y salida de la marea en unabaha. Se genera energa tanto en el momento del llenado como en el momento del vaciado de la baha. Centrales mareomotrices sumergidas.Utilizan la energa de lascorrientes submarinas. En2002, enGran Bretaase implement la primera de estas centrales a nivel experimental. Centrales que aprovechan el movimiento de las olas.Este tipo de central es objeto de investigacin desde la dcada de los 80. A inicios de agosto de1995, el "Ocean Swell Powered Renewable Energy (OSPREY)" construy la primera central que utiliza la energa de las olas en el norte deEscocia. La potencia de esta central es de 2 MW. Lamentablemente fue destruida un mes ms tarde por un temporal.Los tipos de turbinas que hay sonFrancis,Turgo,KaplanyPelton. Para la transformacin de la energa mecnica en energa elctrica.Partes de una central hidroelctrica[editar] Tubera forzaday o canal Presa Turbina Generador Transformador Lneas elctricas Compuertas hidrulicasyVlvulas hidrulicas Rejas y limpia rejas Embalse Casa de turbinasFuncionamiento[editar]

Turbina hidrulicaygenerador elctrico.El tipo de funcionamiento de una central hidroelctrica puede variar a lo largo de suvida til. Las centrales pueden operar en rgimen de: generacin de energa de base; generacin de energa en perodos de punta. Estas a su vez se pueden dividir en: centrales tradicionales; centrales reversibleso de bombeo.La demanda de energa elctrica de una ciudad, regin, o pas, tiene una variacin a lo largo del da. Esta variacin es funcin de muchos factores, entre los que se destacan: tipos de industrias existentes en la zona, y turnos que estas realizan en su produccin; tipo de cocina domstica que se utiliza ms frecuentemente; tipo de calentador de agua que se permite utilizar; la estacin del ao; la hora del da en que se considera la demanda.La generacin de energa elctrica debe seguir la curva de demanda, as, a medida que aumenta la potencia demandada deber incrementarse el caudal turbinado, o iniciar la generacin con unidades adicionales, en la misma central, e incluso iniciando la generacin en centrales reservadas para estos perodos.Impactos ambientales potenciales[editar]Lospotenciales impactos ambientales de los proyectos hidroelctricosson siempre significativos. Sin embargo existen muchos factores que influyen en la necesidad de aplicar medidas de prevencin en todo.Principalmente:La construccin y operacin de la represa y el embalse constituyen la fuente principal de impactos del proyecto hidroelctrico.3Los proyectos de las represas de gran alcance pueden causar cambios ambientales irreversibles, en una rea geogrfica muy extensa; por eso, tienen el potencial de causar impactos importantes. Ha aumentado la crtica de estos proyectos durante la ltima dcada. Los crticos ms severos sostienen que los costos sociales, ambientales y econmicos de estas represas pesan ms que sus beneficios y que, por lo tanto, no se justifica la construccin 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 evalan, cuidadosamente, los problemas potenciales y se implantan medidas correctivas que son costosas.Algunas presas presentan fallos o errores de construccin como es el caso de la Presa Sabaneta,4ubicada en La Provincia San Juan, Repblica Dominicana. Esta presa ha presentado grandes inconvenientes en las temporadasciclnicaspasadas, producto de su poca capacidad de desage y tambin a que su dos vertederos comienzan a operar despus que el embalse est lleno.El rea de influencia de una represa se extiende desde los lmites superiores del embalse hasta los esteros y las zonas costeras y costa afuera, e incluyen el embalse, la represa y la cuenca del ro, aguas abajo de la represa. Hay impactos ambientales directos asociados con la construccin de la represa (p.ej., el polvo, laerosin, problemas con el material prestado y de los desechos), pero los impactos ms importantes son el resultado delembalsedel agua, lainundacinde la tierra para formar el embalse, y la alteracin del caudal de agua, aguas abajo. Estos efectos ejercen impactos directos en los suelos, la vegetacin, la fauna y las tierras silvestres, la pesca, el clima y la poblacin humana del rea.Losefectos indirectosde la represa incluyen los que se asocian con la construccin, el mantenimiento y el funcionamiento de la represa (p.ej., los caminos de acceso, los campamentos de construccin, las lneas de transmisin de energa) y el desarrollo de las actividades agrcolas, industriales o municipales que posibilita la represa.Adems de los efectos directos e indirectos de la construccin de la represa sobre el medio ambiente, se debern 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 reas de captacin aguas arriba del reservorio (p.ej., la agricultura, la colonizacin, el desbroce del bosque) que pueden causar una mayor acumulacin de limos, y cambios en la cantidad y calidad del agua del reservorio y del ro. Se tratan estos aspectos en los estudios de ingeniera.Manejo de la cuenca hidrogrfica[editar]Es un fenmeno comn, ver el aumento en la presin sobre las reas altas encima de la represa, como resultado del reasentamiento de la gente de las reas inundadas y la afluencia incontrolada de los recin llegados al rea. Se degrada el medio ambiente del sitio, la calidad del agua se deteriora, y las tasas de sedimentacin del reservorio aumentan, a raz del desbroce del bosque para agricultura, la presin sobre los pastos, el uso de qumicos agrcolas, y la tala de los rboles para madera o lea. Asimismo, el uso del terreno de la cuenca alta afecta la calidad y cantidad del agua que ingresa al ro. Por eso, es esencial que los proyectos de las represas sean planificados y manejados considerando el contexto global de la cuenca del ro y los planes regionales de desarrollo, incluyendo, tanto las reas superiores de captacin, aguas arriba de la represa y la planicie de inundacin, como las reas de la cuenca hidrogrfica, aguas abajo.Otros impactos ambientales[editar]Los proyectos hidroelctricos, necesariamente, implican la construccin delneas de transmisinpara transportar la energa a los centros de consumo.Beneficio[editar]

Represa Yacyret,Argentina-Paraguay.El beneficioobvio del proyecto hidroelctrico es la energa elctrica, la misma que puede apoyar el desarrollo econmico y mejorar la calidad de la vida en el rea servida. Los proyectos hidroelctricos requieren mucha mano de obra y ofrecen oportunidades de empleo. Los caminos y otras infraestructuras pueden dar a los pobladores mayor acceso a los mercados para sus productos, escuelas para sus hijos, cuidado de salud y otros servicios sociales.Adems, la generacin de la energa hidroelctrica proporciona una alternativa para la quema de loscombustibles fsiles, o laenerga nuclear, que permite satisfacer la demanda de energa sin producir agua caliente, emisiones atmosfricas, ceniza, desechos radioactivos ni emisiones de.Si el reservorio es, realmente, una instalacin de usos mltiples, es decir, si los diferentes propsitos declarados en el anlisis econmico no son, mutuamente, inconsistentes, los otros beneficios pueden incluir el control de las inundaciones y la provisin de un suministro de agua ms confiable y de ms alta calidad para riego, y uso domstico e industrial.La intensificacin de la agricultura, localmente, mediante el uso del riego, puede, a su vez, reducir la presin que existe sobre los bosques primarios, los hbitats intactos de la fauna, y las reas en otras partes que no sean adecuadas para la agricultura. Asimismo, las represas pueden crear pesca en el reservorio y posibilidades para produccin agrcola en el rea del reservorio que pueden ms que compensar las prdidas sufridas por estos sectores debido a su construccin

Centrales Hidroelctricasndice1.0 La energa hidrulica. 22.0 Centrales Hidroelctricas.. 2-72.1 Tipos de centrales (generales). 22.2 Componentes de una central hidroelctrica... 3-42.3 Tipos de centrales hidroelctricas 4-73.0 Turbinas 7-123.1 Datos tcnicos de las turbinas.. 8-93.2 Tipos de turbinas. 9-124.0 Funcionamiento de una central (hidroelctrica). 125.0 Las centrales hidroelctricas y el medioambiente 136.0 Bibliografa 14ndice 11.0.La energa hidrulicaLa energa hidrulica se obtiene de la cada del agua desde cierta altura a un nivel inferior lo que provoca el movimiento de ruedas hidrulicas o turbinas. Dichas turbinas o ruedas, a su vez, provocan un movimiento cintico de rotacin, que se transmite a un generador elctrico, y ste produce energa elctrica. A la energa que proviene del agua se le llama Energa Hidrulica, y del sitio de dnde se obtiene, Central Hidroelctrica.E. Potencial E. Cintica E. Cintica de rotacin E. Elctrica2.0. Centrales HidroelctricasLas centrales hidroelctricas son estaciones desde las cuales se aprovecha la energa de un salto de agua para convertirlo en energa elctrica. Hay diferentes tipos de centrales, dependiendo del servicio que den en el consumo global de la red.2.1. Tipos de centrales1. Centrales de base. Son las que estn destinadas a suministrar energa elctrica de manera continua. Tienen una potencia elevada y normalmente son las centrales nucleares, las grandes centrales trmicas y las centrales hidrulicas.1. Centrales de punta. Proyectadas para cubrir demandas de energa en las horas punta. Trabajan en paralelo con las centrales de base.1. Central de reserva. Tienen por objeto sustituir total o parcialmente la produccin de una central base, en caso de avera o reparacin.1. Centrales de bombeo. Son centrales hidroelctricas que aprovechan la energa sobrante en las horas valle, para bombear agua a un embalse superior y en las horas punta la aprovechan para dar energa en la red.2.2. Componentes de una central hidroelctricaLos elementos ms caractersticos de una central son lapresa, losconductos de agua, lasala de mquinas, lostransformadoresy elparque de distribucin.La presa.Es una construccin, normalmente de hormign, que se alza sobre el suelo del ro y perpendicular a su direccin, con la finalidad de retener el agua, para elevarla a un nivel suficiente y formar un embalse. Dependiendo de las caractersticas orogrficas y de su emplazamiento, se escoger entre una configuracin u otra.

Hay 4 tipos diferentes de presas, y son los siguientes:De gravedad, que retienen el agua gracias al tipo de materiales empleados, como mampostera u hormigones.De contrafuerte, formadas por una pared impermeable situada aguas arriba, y contrafuertes resistentes para su estabilidad, situados aguas abajo.De arco-bveda, que aprovechan el efecto transmisor del arco para transferir los empujes del agua al terreno.De tierra o escollera, con un ncleo de material arcilloso, que a veces es tratado qumicamente o con inyecciones de cemento.Los conductos de agua.Las presas tienen unas compuertas que permiten regular el caudal y estn protegidas por un enrejado metlico para evitar la entrada de elementos slidos. Pero las presas, tambin cumplen la funcin de regular el caudal de los ros, por tanto, deben ser capaces de permitir la evacuacin del agua sin necesidad de que pase por las turbinas. Para esto utiliza unos rebosadores equipados con compuertas, y a pie de presa se construyen unos elementos amortiguadores de la energa adquirida por el agua cuando cae. En la parte ms honda de la presa, estn los desages, que permiten el vaciado de todo el embalse a fin de realizar diferentes tareas.La sala de mquinas.Es donde estn situadas las mquinas motrices de la central. En funcin de la altura del salto y del caudal de agua se utilizan diferentes tipos de turbinas. Las ms importantes son las:Pelton, FrancisyKaplan.El estudio de stas lo veremos en el captulo 3.2 de este mismo trabajo.Parque de distribucin.La tensin obtenida es igual o inferior a 20kV. Con los transformadores se eleva a la tensin adecuada para su transporte. En el parque de distribucin, la central se conecta a la red de transporte. Este transporte se realiza mediante las lneas de alta tensin.La mayora de las centrales estn interconectadas a travs de la red de transporte, por tanto, han de estar sincronizadas para tal que sus aportaciones de energa sean compatibles.2.3. Tipos de centrales hidroelctricas

Se pueden clasificar bajo varios argumentos, como caractersticas tcnicas, peculiaridades del asentamiento y condiciones de funcionamiento. En primer lugar, hay que distinguir las que utilizan el agua segn discurre normalmente por el cauce de un ro, y aquellas otras a las que sta llega, convenientemente regulada, desde un lago o pantano. Se denominan: Centrales de agua Fluente Centrales de agua embalsada:0. Centrales de Regulacin0. Centrales de Bombeo.Segn laaltura del saltode agua o desnivel existente: Centrales de Alta Presin Centrales de Media Presin. Centrales de Baja PresinCentrales de agua fluente:Llamadas tambin de agua corriente, o de agua fluyente. Se construyen en los lugares en que la energa hidrulica debe ser utilizada en el instante en que se dispone de ella, para accionar las turbinas hidrulicas. No cuentan prcticamente con reserva de agua, oscilando el caudal suministrado segn las estaciones del ao. En la temporada de precipitaciones abundantes, desarrollan su potencia mxima, y dejan pasar el agua excedente. Durante la poca seca, la potencia disminuye en funcin del caudal, llegando a ser casi nulo en algunos ros en la poca del esto. Su construccin se realiza mediante presas sobre el cauce de los ros, para mantener un desnivel constante en la corriente de agua.Centrales de agua embalsada:Se alimenta del agua de grandes lagos o de pantanos artificiales, conseguidos mediante la construccin de presas. El embalse es capaz de almacenar los caudales de los ros afluentes, llegando a elevados porcentajes de captacin de agua en ocasiones. Esta agua es utilizada segn la demanda, a travs de conductos que la encauzan hacia las turbinas.Centrales de regulacin:Tienen la posibilidad de almacenar volmenes de agua en el embalse, que representan periodos ms o menos prolongados de aportes de caudales medios anuales. Prestan un gran servicio en situaciones de bajos caudales, ya que el almacenamiento es continuo, regulando de modo conveniente para la produccin. Se adaptan bien para cubrir horas punta de consumo.Centrales de bombeo:Se denominan 'de acumulacin'. Acumulan caudal mediante bombeo, con lo que su actuacin consiste en acumular energa potencial. Pueden ser de dos tipos, de turbina y bomba, o de turbina reversible. La alimentacin del generador que realiza el bombeo desde aguas abajo, se puede realizar desde otra central hidrulica, trmica o nuclear. No es una solucin de alto rendimiento, pero se puede admitir como suficientemente rentable, ya que se compensan las prdidas de agua o combustible.Centrales de Alta presin:Aqu se incluyen aquellas centrales en las que el salto hidrulico es superior a los 200 metros de altura. Los caudales desalojados son relativamente pequeos, 20 m3/s por mquina. Situadas en zonas de alta montaa, aprovechan el agua de torrentes, por medio de conducciones de gran longitud. Utilizan turbinas Pelton y Francis.Centrales de Media presin:Aquellas que poseen saltos hidrulicos de entre 200-20 metros aproximadamente. Utilizan caudales de 200m3/s por turbina.En valles de media montaa, dependen de embalses. Las turbinas son Francis y Kaplan, y en ocasiones Pelton para saltos grandes.Centrales de Baja presin:Sus saltos hidrulicos son inferiores a 20 metros. Cada mquina se alimenta de un caudal que puede superar los 300m3/s. Las turbinas utilizadas son de tipo Francis y especialmente Kaplan.3.0 TurbinasLas turbinas extraen energa de un flujo mientras que las bombas hidrulicas adicionan energa (carga total) al flujo que la circula. El conjunto de labes ajustados al eje de la turbina o bomba recibe el nombre de rodete o rotor. Las dos clases ms generales de turbinas son las de impulsin o accin y las de reaccin. Las primeras operan bajo la accin de uno o varios chorros libres de alta velocidad; cada chorro se acelera hasta obtener su alta velocidad mediante una tobera externa al rodete de la turbina. Si los efectos de rozamiento se consideran insignificantes y la fuerza de la gravedad, la presin del fluido y su velocidad relativa al rodete no cambian durante su paso a travs de los labes de la turbina. De este modo la expansin del fluido desde una presin alta en una turbina de impulso, se lleva a cabo en varias toberas externas a los labes, y por lo tanto el rodete no se encuentra completamente lleno.En las turbinas de reaccin, parte de la expansin del fluido se realiza en el exterior y parte dentro de los labes mviles. Una vez lograda la aceleracin exterior, el flujo se hace pasar al interior del rodete en determinada direccin mediante un conjunto de labes estacionarios llamados labes directores. Debido a que dentro de los labes mviles se tiene una aceleracin adicional del fluido con respecto al rotor, tanto la velocidad como la presin de la corriente cambia a travs del rodete. La combinacin de una fila de labes estacionarios y una de labes mviles se denomina etapa. Los rodetes de una turbina de reaccin pueden disearse para que operen completamente llenos de fluido; como consecuencia, las turbinas de reaccin pueden producir mayor potencia para un volumen dado que las turbinas de impulsin.Las turbinas pueden ser dispositivos muy sencillos, como los molinos de viento o bien constituir sistemas muy complejos con numerosas etapas formadas por labes cuidadosamente diseados, como en las turbinas de vapor de gas.Como en este caso estamos hablando de turbinas hidrulicas, el fluido que las hara funcionar sera el agua, pero puede valer cualquier otro fluido.Para cualquier tipo de turbina que veremos posteriormente, la frmula siguiente es totalmente vlida, y nos muestra la Cada de agua:L = Largura del ro (m)H = Profundidad (m)C = Trayecto Recorrido (?)T = Tiempo gastado (s)Q = Cada (l/s)3.1. Datos tcnicos de las turbinasPotencia de las turbinas hidrulicasSuponiendo que T es el rendimiento de la turbina, la formula queda como:Rendimiento de las turbinas hidrulicasComo sucede en todas las mquinas, durante el funcionamiento de las turbinas se producen prdidas de energa que determinan el rendimiento de aqullas. Las principales causas que producen estas prdidas de energa son: Rozamiento del agua en el distribuidor. Prdidas en el rodete producidas por el choque de entrada y por el cambio brusco de velocidad de los filetes de agua que salen del distribuidor y chocan con los bordes de los labes del rodete. Rozamiento del agua en el tubo de aspiracin. Distancia que hay entre el distribuidor y el rodete, por donde se escapa una parte del agua. Resistencias pasivas en los cojinetes, gorrones, etc. Velocidad de salida del agua que, aunque pequeas es necesaria para que el agua salga al exterior de la turbina.El conjunto de todas estas prdidas determina el rendimiento de la turbina. En las turbinas modernas, el rendimiento es elevado y oscila entre 0,85 y 0,95.En una misma turbina, los rendimientos son muy variables y dependen, naturalmente, del caudal ya que la altura del salto es constante. A falta de otros datos, las turbinas se proyectan para que sus rodetes den el mximo rendimiento a los 3/4 de carga, es decir, para un caudal igual a tres cuartos del mximo admisible. De esta forma, se consigue que las turbinas no tengan un rendimiento excesivamente bajo a carga parcial, teniendo en cuenta que, por lo general, durante el ao, trabajan ms horas a carga parcial que a plena carga.Velocidad especficaSe denominavelocidad especficade una turbina hidrulica a la velocidad a la cual trabajara una turbina exactamente homloga (es decir, de la misma forma constructiva pero ms reducida), desarrollando una potencia de 1 CV, bajo un salto de 1 m.Esta relacin se expresa la siguiente frmula:n = velocidad de la turbina (r.p.m)P = potencia de la turbina (CV)h = altura del salto (m)La velocidad especfica es un ndice para determinar, en cada caso, cul es el tipo de turbina ms apropiado. En efecto, segn pruebas experimentales efectuadas, las turbinas tienen buen rendimiento slo entre ciertos lmites de su velocidad especfica. Por ello, dicha velocidad especfica ha de servir de indicacin para la eleccin de la turbina ms conveniente en cada caso.3.2. Tipos de turbinasComo ya hemos visto hasta ahora, disponemos de 3 tipos de turbinas diferentes, pero no son las nicas. stas son: Pelton, Kaplan y Francis.Cada una de stas se utiliza dependiendo de la configuracin de la central (altura del salto, potencia, situacin geogrfica, disponibilidad, uso, etc.).Las 3 las vamos a ver, pero una vista general, sin meternos demasiado en su completo funcionamiento.PeltonA partir de 100 metros, se emplean principalmente turbinas o ruedas Pelton, las cuales pueden funcionar adecuadamente con caudales relativamente bajos. Las turbinas Pelton aumentan la velocidad del fluido mediante una tobera, produciendo un chorro de agua dirigido a gran velocidad hacia las paletas. Debido a la forma de stas, el chorro gira en casi 180, con lo cual se produce un cambio de momento que se traspasa al eje. La vlvula de aguja, que se usa para controlar el flujo de agua, deja pasar un chorro de agua que choca con los labes de la turbina transfirindole su energa y haciendo girar la turbina. El agua sale a una muy alta presin.FrancisLa turbina Francis es un motor hidrulico de reaccin, que se emplea para caudales y alturas medias. El agua procedente de la tubera forzada entra perpendicularmente al eje de la turbina y sale paralela a l. La parte por la que entra el agua en la turbina se denominacmara de descarga, la que est indicada por 2 en la figura. El agua, despus de pasar por el rodete, impulsando a ste y hacindolo girar, sale por un tubo denominadotubo de aspiracin(3).Figura 1Para regular el caudal de agua que entra en el rodete se utilizan unas paletas directrices situadas en forma circular, y cuyo conjunto de denominadistribuidor(4 en la figura). Cada una de las paletas directrices se mueve sobre un pivote, de tal forma que llegan a tocarse en la posicin decerrado,en cuyo caso no entra agua en el rodete, y tienen sus caras casi paralelas en la posicin deabierto,en cuyo caso el caudal de agua recibido por el rodete es mximo. El conjunto de paletas directrices del distribuidor se acciona por medio de un anillo mvil (5 en la figura), al que estn unidas todas las paletas directrices, y este anillo mvil, a su vez est accionado por el regulador de velocidad de la turbina. Esto se puede apreciar en la figura 2, una turbina Francis vista desde abajo; donde (1) es el rodete de la turbina, unido al eje (2) de la misma. Las paletas del distribuidor estn representadas por (3), y (4) expresa los pivotes sobre los que giran dichas paletas; en la figura, las paletas del distribuidor estn casi totalmente abiertas.En las centrales hidrulicas con saltos de pequea y mediana altura, la turbina Francis se monta con la cmara de descarga abierta. En este tipo de cmara el agua llega libremente hasta la turbina, quedando sta sumergida en el agua. Para saltos de gran altura no es posible la instalacin de cmara abierta, pues sta quedara sometida a grandes presiones. En estos casos, se emplean cmaras de descarga cerradas y para saltos an mayores (300 m y ms) cmaras de descarga en espiral; el agua llega a la turbina por la tubera forzada y sale por un tubo difusor o de aspiracin.KaplanLa turbina Kaplan es semejante a una hlice de un barco. Las amplias palas olabesde la turbina son impulsadas por agua de alta presin liberada por una compuerta. Kaplan es una turbina de hlice con labes ajustables, de forma que la incidencia del agua en el borde de ataque del labe pueda producirse en las condiciones de mxima accin, cualesquiera que sean los requisitos de caudal o de carga. Se logra as mantener un rendimiento elevado a diferentes valores de la potencia. Caracterstica importantsima para un rotor de hlice, pues es una de las deficiencias ms notables que se advierten en las turbo mquinas de hlice de alabe fijo, en las cuales la incidencia del agua sobre el borde de ataque se produce bajo ngulos inapropiados, al variar la potencia dando lugar a separacin o choques, que reducen fuertemente el rendimiento de la unidad.4.0 Funcionamiento de una centralLa presa retiene el agua del ro provocando un embalsamiento y un aumento del nivel del agua. A pie de presa est la sala de mquinas con los grupos turboalternadores. El agua llega a las turbinas a travs de un conducto forzado alimentado desde el embalse por las presas de agua, equipadas con compuertas y enrejados. La energa potencial del agua embalsada se convierte en energa cintica al abrir las compuertas del conducto y se comunica al rodillo de la turbina, que se pone a girar, y el agua sale de nuevo al ro por los canales de desage. Solidario al eje de la turbina, est el rotor del alternador y un generador de corriente continua que genera un campo magntico en las bobinas del rotor, con lo cual se produce en el bobinado del estator una corriente alterna de tensin mediana y elevada intensidad. Con los transformadores se eleva la tensin y a travs del parque de distribucin o directamente se alimentan las lneas de la red de transporte. (Mirar figura 1 del punto 2.3).5.0. Las centrales hidroelctricas y el medio ambienteDesde el punto de vista medioambiental, siempre se ha considerado quela electricidad de origen hidrulicoes una alternativa energticamente no contaminante. No obstante, la construccin de una central hidroelctrica comporta cierto impacto en el medio ambiente.Ventajas- Es renovable. - No se consume. Se toma el agua en un punto y se devuelve a otro a una cota inferior.- Es autctona y, por consiguiente, evita importaciones del exterior. - Es completamente segura para personas, animales o bienes. - No genera calor ni emisiones contaminantes (lluvia cida, efecto invernadero...) - Genera puestos de trabajo en su construccin, mantenimiento y explotacin. - Requiere inversiones muy cuantiosas que se realizan normalmente en comarcas de montaa muy deprimidas econmicamente. - Genera experiencia y tecnologa fcilmente exportables a pases en vas de desarrollo.Inconvenientes- Altera el normal desenvolvimiento en la vida biolgica (animal y vegetal) del ro.- Las centrales de embalse tienen el problema de la evaporacin de agua: En la zona donde se construye aumenta la humedad relativa del ambiente como consecuencia de la evaporacin del agua contenida en el embalse.- En el caso de las centrales de embalse construidas en regiones tropicales, estudios realizados han demostrado que generan, como consecuencia del estancamiento de las aguas, grandes focos infecciosos de bacterias y enfermedades.- Los sedimentos se acumulan en el embalse empobrecindose de nutrientes el resto de ro hasta la desembocadura.6.0 Bibliografa-Tecnologa Industrial I. Batxillerat. McGrawHill. Joseph, Hoyos, Garrav, Vila. 1998.-http://www1.ceit.es/asignaturas/ecologia/trabajos/ehidraul/p5.htm- http://www.dcc.uchile.cl/~luribe/turbinas.html-http://www1.ceit.es/asignaturas/ecologia/trabajos/ehidraul/p6.htm-http://cipres.cec.uchile.cl/~cavera/francis/caracfun.htm-http://cipres.cec.uchile.cl/~cavera/francis/turfran.htm-http://www.coiim.es/enla/Industria/presas_hidraulic1.htm-http://www.codeso.com/MCHE2.html-http://www3.rincondelvago.com/apuntes/descarga.php?00025242-http://www3.rincondelvago.com/apuntes/descarga.php?00001557-http://www3.rincondelvago.com/apuntes/descarga.php?00001332- La mayora del trabajo ha sido extrado de Internet, es por ello que las direcciones aparecen sin indicar a que parte del texto hacen referencia.- Si se quiere ampliar el tema de la turbina Pelton, se puede visitarhttp://bicho.uc3m.es/alumn/CE1/practicas/pract4_2.pdfEst muy completa.ASPECTOS A CONSIDERAR A LA HORA DE DISEAR

Una presa debe ser impermeable las filtraciones a travs o por debajo de ella deben ser controladas al mximo para evitar la salida del agua y el deterioro de la propia estructura.Debe estar construida de forma que resista las fuerzas que se ejercen sobre ella. Estas fuerzas son:La gravedad (que empuja a la presa hacia abajo).

La presin hidrosttica (la fuerza que ejerce el agua contenida).

La presin hidrosttica en la base (que produce una fuerza vertical hacia arriba que reduce el peso de la presa).

La fuerza que ejercera el agua si se helase

Las tensiones de la tierra, incluyendo los efectos de los sismos.

A la hora devalorar el mejor emplazamiento para construir una presa, el riesgo de terremotos forma parte del anlisis geolgico. Adems deben determinar qu tipo de terreno est expuesto a filtraciones y cul puede soportar el peso de la presa y el agua que contendr detrs de ella.Altura de la presa:Generalmente est limitada por la topografa de su emplazamiento, aunque otros factores pueden determinar una altura mxima menor, entre ellos estn:Si la funcin principal de la presa es la obtencin de energa la altura es un factor crtico, ya que la energa potencial del agua embalsada es mayor cuanto mayor es la altura a la que se encuentra.

Si la presa es de contencin el factor ms importante es la capacidad de almacenamiento. El volumen de agua embalsada es mayor cuanto ms alta es la presa.

Otros factores son la utilidad y el valor de las tierras que quedarn sumergidas, y si las aguas afectarn a importantes vas de comunicacin.

Aliviaderos:Despus de determinar el nivel del embalse en condiciones normales, hay que establecer los procedimientos que aseguren que este nivel no se supere. Los aliviaderos son necesarios para descargar el excedente de agua para que ste no dae la presa, la central elctrica ni la ribera del ro delante de la presa. El tipo de aliviadero ms comn es el derrame. Este sistema consiste en que una zona de la parte superior es ms baja.Para permitir el aprovechamiento mximo de la capacidad de almacenamiento estas partes ms bajas estn cerradas con unas compuertas mviles. Otro tipo de aliviadero es el salto de agua, un canal de hormign ancho, con mucha pendiente, que se construye en la base de algunas presas de altura moderada.Desaguaderos:Adems de los aliviaderos, que aseguran que el embalse no rebase la presa, los desaguaderos son necesarios para extraer de modo constante agua del embalse. El agua extrada puede descargarse ro abajo, puede llevarse a los generadores para obtener energa hidroelctrica o puede utilizarse para riego.Los desaguaderos son conductos o tneles cuyas entradas se encuentran a la altura del nivel mnimo del embalse. Estas tomas poseen unas compuertas o vlvulas que regulan la entrada de agua.Proteccin contra la erosin:Hay que evitar que el agua que se enva ro abajo erosione la base de la presa. Para reducir la velocidad del agua se construyen unos embalses llamados cuencas amortiguadoras, que forman parte de las estructura de la presa.Existen dos tipos de estructura que se utilizan para disipar la energa destructiva que lleva el agua al caer.Uno en el que el flujo rpido y de poca profundidad que baja de la presa se convierte en un flujo profundo y lento al hacerlo pasar por una falda horizontal o poco inclinada de hormign, construida ro abajo desde la base de la presa.

En el otro tipo la base de la presa tiene una forma que desva el flujo, que baja a gran velocidad, hacia arriba y lo hace girar. Este giro disipa la energa destructiva del agua.