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Energía Hidráulica

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Luis Murguía

on 15 October 2012

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Transcript of Energía Hidráulica

Murguía Cervantes Luis Héctor Energía Hidráulica Un poco de Historia La hidráulica es una rama de la física y la ingeniería que se encarga del estudio de las propiedades mecánicas de los fluidos. Hidráulica Se denomina energía hidráulica o energía hídrica a aquella que 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. ¿Qué es la energía Hidráulica? Dibujo de la serrería de piedra romana de Hierápolis. Del siglo III de la Era Cristiana, es la muestra más antigua del mecanismo biela-manivela La ingeniería Hidráulica es tan antigua como la civilización misma. Esto es evidente si se piensa en la lucha del hombre por la supervivencia, que lo obligó a aprender a utilizar y controlar el agua. Por esto, las civilizaciones antiguas se desarrollaron en las proximidades de los grandes ríos y basaron su economía en la agricultura. Paulatinamente fueron utilizando el riego en sus formas primitivas. La rueda hidráulica y el molino de viento son precursores de mucho interés para la historia de los sistemas con potencia fluida, pues familiarizaron al hombre con las posibilidades de los fluidos para generar y transmitir energía y le enseñaron en forma empírica los rudimentos de la Hidromecánica y sus propiedades. La construcción de la primera presa hidroeléctrica se realizo en el siglo XIX, aproximadamente entre los años 1880 y 1885, en Gran Bretaña. Continuaron haciéndose trabajos e investigaciones para crear un generador eléctrico y lo consiguieron, además de perfeccionar cada detalle del generador hidráulico y ya para el siglo siguiente, las centrales hidráulicas producían grandes cantidades de energía eléctrica.
A partir del siglo XX, aproximadamente en los años noventa, los países mayores productores de energía eléctrica eran Estados Unidos y Canadá.
Dnde se encuentran las presas hidráulicas más importantes del mundo es en Brasil, Paraguay y Noruega. Actualmente se están construyendo cada vez más presas hidráulicas pequeñas capaces de abastecer a poblaciones enteras. En algunos países pequeños, estas presas hidroeléctricas, son la fuente de electricidad principal. Plantas hidroeléctricas 1. Agua                                
2. Presa                                  
3. Rejas filtradoras          
4. Tubería forzada           
5. Conjunto
turbina-alternador
6. Turbina
7. Eje
8. Generador
9. Líneas eléctricas
10. Transformadores Turbina Hidráulica
No requieren combustible, sino que usan una forma renovable de energía, constantemente repuesta por la naturaleza de manera gratuita.
Es limpia, pues no contamina ni el aire ni el agua.
A menudo puede combinarse con otros beneficios, como riego, protección contra las inundaciones, suministro de agua, caminos, navegación y aún ornamentación del terreno y turismo.
Los costos de mantenimiento y explotación son bajos.
Las obras de ingeniería necesarias para aprovechar la energía hidráulica tienen una duración considerable.
La turbina hidráulica es una máquina sencilla, eficiente y segura, que puede ponerse en marcha y detenerse con rapidez y requiere poca vigilancia siendo sus costes de mantenimiento, por lo general, reducidos. Algunas ventajas de las centrales hidroeléctricas: Los costos de capital por kilovatio instalado son con frecuencia muy altos.
El emplazamiento, determinado por características naturales, puede estar lejos del centro o centros de consumo y exigir la construcción de un sistema de transmisión de electricidad, lo que significa un aumento de la inversión y en los costos de mantenimiento y pérdida de energía.
La construcción lleva, por lo común, largo tiempo en comparación con la de las centrales termoeléctricas.
La disponibilidad de energía puede fluctuar de estación en estación y de año en año. Contra estas ventajas deben señalarse ciertas desventajas: Central El cajón 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 bombeo o reversibles Clasificación: 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

Centrales de media presión
Son las centrales con caída del agua de 20 a 200 m

Centrales de baja presión
Que corresponden con el low head, son centrales con desniveles de agua de menos de 20 m

Centrales de muy baja presión
Son centrales correspondientes con nuevas tecnologías, en inglés las very low head, y suelen situarse por debajo de los 4m.. La potencia de una central hidroeléctrica se mide generalmente en MegaWatts (MW) y se calcula mediante la fórmula siguiente:



donde:
Pe = potencia en watts (W)
p= densidad del fluido en kg/m³
nt = rendimiento de la turbina hidráulica (entre 0,75 y 0,94)
ng = rendimiento del generador eléctrico (entre 0,92 y 0,97)
nm = rendimiento mecánico del acoplamiento turbina alternador (0,95/0.99)
Q = caudal turbinable en m3/s
H = desnivel disponible en la presa entre aguas arriba y aguas abajo, en metros (m) Potencia de una central hidroeléctrica
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