Hace ya siglos que se reconoció que el agua que fluye desde un nivel
superior a otro inferior posee una determinada energía cinética susceptible de
ser convertida en trabajo, como demuestran los miles de molinos de agua que
fueron construyéndose a orillas de los ríos a lo largo de la historia. Desde
hace algo más de un siglo, se aprovecha la energía hidráulica para generar electricidad,
y de hecho fue una de las primeras formas que se emplearon para producirla.
El aprovechamiento de la energía potencial del agua para producir
energía eléctrica constituye en esencia la energía hidroeléctrica. Se trata de
un recurso renovable y autóctono.
El conjunto de instalaciones e infraestructura para aprovechar este
potencial se denomina central hidroeléctrica. En los últimos tiempos se han ido
recuperando infraestructuras abandonadas dotándolas de nuevos equipos automatizados
y turbinas de alto rendimiento. En consecuencia, el impacto ambiental es
similar al que ya existía y, en todo caso, menor al de una gran central. A
estas instalaciones, con potencia inferior a 5.000 KW se les denomina
minihidráulicas o minicentrales hidroeléctricas.
Estas instalaciones minihidráulicas están condicionadas por las
características del lugar de emplazamiento. La topografía del terreno influye
en la obra civil y en la selección del tipo de máquina:
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Centrales de aguas fluyentes:
Son aquellas
instalaciones que, mediante una obra de toma, captan una parte del caudal del
río y lo conducen hacia la central para su aprovechamiento, para después
devolverlo al cauce del río. |
Central minihidráulica
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Centrales de pie de presa:
Son los aprovechamientos
hidroeléctricos que tienen la opción de almacenar las aportaciones de un río
mediante un embalse. En estas centrales se regulan los caudales de salida para
utilizarlos cuando se precisen. |
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Centrales de canal de riego o abastecimiento:
Se pueden
distinguir dos tipos: |
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Con
desnivel existente en el propio canal: Se aprovecha mediante la instalación de
una tubería forzada, que conduce el agua a la central, devolviéndola
posteriormente al curso normal del canal. |
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Con
desnivel existente entre el canal y el curso de un río cercano: En este caso la
central se instala cercana al río y se aprovechan las aguas excedentes en el
canal. |
De cara a realizar un proyecto de una minicentral hidroeléctrica y
dependiendo del tipo por su emplazamiento, la determinación del caudal y la
altura de salto determinará la potencia a instalar, así como el tipo de
miniturbina. Existen varios tipos de miniturbinas:
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De reacción:
Aprovecha la energía de presión del
agua en energía cinética en el estator, tanto en la entrada como en la salida.
Aprovechan la altura disponible hasta el nivel de desagüe. |
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Kaplan:
Se compone básicamente de una cámara de entrada que puede ser abierta o
cerrada, un distribuidor fijo, un rodete con cuatro o cinco palas fijas en
forma de hélice de barco y un tubo de aspiración. |
Montaje de la cámara espiral de la turbina
Kaplan
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Francis:
Caracterizada porque recibe el
flujo de agua en dirección radial, orientándolo hacia la salida en dirección
axial. Se compone de un distribuidor que contiene una serie de álabes fijos o
móviles que orientan el agua hacia el rodete. Un rodete formado
por una corona de paletas fijas, torsionadas de forma que reciben el agua en dirección radial y lo orientan axialmente.
Una cámara de entrada, abierta o cerrada, de forma espiral, para dar una
componente radial al flujo de agua. Un tubo de aspiración o de salida de agua, que puede ser recto o acodado y se
encarga de mantener la diferencia de presiones necesaria para el funcionamiento
de la turbina. |
Montaje de la turbina Francis de caudal
ecológico
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De flujo
cruzado o de doble impulsión: Constituida por un inyector de sección
rectangular provisto de un álabe longitudinal que regula y orienta el caudal
que entra en la turbina, y un rodete de forma cilíndrica, con múltiples palas
dispuestas como generatrices y soldadas por los extremos a discos terminales.
El caudal que entra en la turbina es orientado por el álabe del inyector, hacia
las palas del rodete, produciendo un primer impulso. Posteriormente, atraviesa
el interior del rodete y proporciona un segundo impulso, al salir del mismo y
caer por el tubo de aspiración. |
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De acción:
Aprovecha la energía de presión del agua
para convertirla en energía cinética en el estator. Aprovechan la altura
disponible hasta el eje de la turbina. |
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Pelton: Consta de un disco circular que
tiene montados en su periferia unas paletas en forma de doble cuchara y de un
inyector que dirige y regula el chorro de agua que inciden sobre las cucharas,
provocando el movimiento de giro de la turbina.
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