TurbinasUna turbina hidráulica es un elemento que aprovecha la energía cinética y potencial del agua para producir un movimiento de rotación que, transferido mediante un eje, mueve directamente una máquina o bien un generador que transforma la energía mecánica en eléctrica.

En cuanto a su modo de funcionamiento, se pueden clasificar en dos grupos:

IMPULSO (que trabajan sometidas a presión atmosférica)- KaplanTurbinas de acción, radioaxial. Álabes de la probeta móviles, se mueve automáticamente al variar las condiciones de operación, lo que hace que la eficiencia se mantenga prácticamente constante durante el funcionamiento. Gastos grandes hasta de unos 500 m3/s; cargas bajas, menores de 80m, aproximadamente.Es una modificación de la turbina Francis que puede utilizarse incluso para pequeñas caídas de agua (hasta 20 m) con rendimientos de hasta el 95%. Esta turbinas aseguran un buen rendimiento aún con bajas velocidades de rotación.

- FrancisTurbina de reacción, radioaxial, generalmente centrípeta. Álabes directrices del distribuidor móviles que permiten ser accionados por el regulador de la turbina para variar el gasto y tomar los cambios de la demanda. Álabes del rodete fijos cargas bajas y medias, de 25 m a 380 m aproximadamente, y gastos medios, del orden de 30 m3/s a 200 m3/s. Presión variable desde la entrada al rodete hasta abandonar el tubo de aspiración. Eficiencia sensible tanto a la variación del gasto como de la descarga. Generalmente es vertical.

- Y también se clasifica de acuerdo a su posición del eje:1.- Turbinas de eje vertical

Ventajas:- Posibilidad de montar los generadores por encima del nivel de agua, hasta la

altura más conveniente, por pequeño que sea el salto. - Economía de instalación.Inconvenientes: - Si la turbina ha de accionar un generador de eje horizontal, son necesarios

engranajes de transmisión.

2.- Turbinas de eje horizontalVentajas:- Soportes cojinetes normales. - Transmisión directa a ejes horizontales.- Más fácil vigilancia porque todos los elementos están a la misma altura.Inconvenientes:- Instalación de mayor extensión superficial, por lo tanto más caras. - El agua ha de reingresar al canal de desagüe a través de uno o más codos a 90°;

por lo tanto, mayores pérdidas de carga.

REACCIÓN (cuyos rodetes se encuentran sometidos a presiones diferentes a la atmosférica)

- Turbinas Pelton

Turbina de impulso y de acción tangencial. El agua es dirigida al rodete por medio de chiflones. Trabaja con cargas altas, de unos 150 m a 2 200 m, y gastos bajos, menores de unos 30 m3/s. está sometida a presión atmosférica, por lo que no puede estar sumergida.

Turbinas Pelton es en tipos de eje horizontal y tipos de ejes vertical:

1-. Turbinas Pelton de Eje Vertical: En este tipo de turbinas Pelton el número de chorros por rueda se reduce

generalmente a uno o dos, por resultar complicada la instalación en un plano vertical de las tuberías de alimentación y las agujas de inyección.

Este sistema de montaje encuentra aplicación en aquellos casos donde se tienen aguas sucias que producen deterioros o notable acción abrasiva.

 2-.Turbinas Pelton de Eje Horizontal:En este tipo de turbinas Pelton se facilita la colocación del sistema de alimentación

en un plano horizontal, lo que permite aumentar el número de chorros por rueda (4 a 6); con esto se puede incrementar el caudal y tener mayor potencia por unidad.

Se acorta la longitud del eje turbina- generador; se amenguan las excavaciones; se puede disminuir el diámetro de rueda y aumentar la velocidad de giro, se reduce en fin el peso de la turbina por unidad de potencia.

Esto hace que la utilización de esta disposición en turbinas Pelton sea más ventajosa que la disposición horizontal.

Su aplicación es conveniente en aquellos casos donde se tienen aguas limpias que no produzcan gran efecto abrasivo sobre los alabes e inyectores, debido a que la inspección y las reparaciones con este montaje se hacen más difíciles. En la figura siguiente se muestra un croquis de la turbina en conjunto para poder apreciar la distribución de los componentes fundamentales.

PRESA Y

CENTRAL HIDROELÉCTRICAPRESA ASUÁN (EGIPTO)

Objetivos de la obra: Controlar avenidas, ya que es posible reducir al mínimo posible los daños en los valles

aguas abajo del sitio de la presa. Generación de energía eléctrica, con una potencia instalada de 18.718 MW, y

generación media anual de 63.95 GWh, lo cual permite participar de manera importante en el suministro de energía eléctrica durante las horas pico.

Desarrollo de las áreas de la acuacultura y recreación

BENEFICIOSGeneración

La planta hidroeléctrica tiene una capacidad instalada de 18.718 MW y participará de manera importante en el suministro de energía eléctrica durante las horas pico. Según estudios hidrológicos realizados, en los que se supone un factor de planta de 0.5 se estima una generación media anual de 63.95 GWh.

Datos del proyectoLas características principales de dicho proyecto se describen en la tabla

Capacidad total del vaso al NAME 192 Mm3Capacidad para azolves 24 Mm3

Capacidad útil para generación 40 Mm3Capacidad para control de avenida 112 Mm3Elevación de la corona de la cortina 532.60 msm

NAME 531.60msmNAMO 526.00 msm

NAMINO 520 msmElevación de la cresta vertedora 526.00 msm

Gasto máximo de la avenida de diseño 3500 m3/sGasto máximo de descarga de la obra de excedencias 3815 m3/s

Capacidad instantánea de la planta hidroeléctrica 18.718 MW

CORTINA• La cortina es de concreto convencional (f'c = 120 kg/cm2) tipo gravedad, de eje recto

en todo el cauce. Se considera un peso volumétrico del concreto de 2400 kg/m3.• La sección transversal tiene corona a la elevación 532.60, paramento vertical hacia

aguas arriba; hacia aguas abajo tiene un tramo vertical hasta la cota 525.00 y de este punto hasta el desplante talud de 0.9:1. La corona tiene 5 m de ancho y un bordo libre de 1.00 m.

• El desplante de la sección máxima se propone a la elevación 498.00. La roca en la cual se cimentara la presa se considera roca de calidad similar al concreto de la cortina.

Vaso de la presa de almacenamientoEn los estudios de topografía se obtuvieron los resultados de elevaciones contra

capacidades del vaso que se describe en la tabla Elevaciones msm Capacidad millones de m3

500.00 0.00505.00 10.00512.00 24.00520.00 40.00525.00 60.00530.00 160.00535.00 260.00540.00 360.00550.00 560.00560.00 760.00

Con el análisis geotécnico en el cual se realizaron pruebas granulométricas se obtuvieron las siguientes características del material de acarreo del río y azolve en el cual esta constituido por:• Peso volumétrico seco: 1600 kg/m3• Relación de vacios: 40%• Angulo de fricción interna: 30°• Espesor del material de acarreo: 1.00 m.

OBRAS DE EXCEDENCIAS

Se propuso como estructura de control un cimacio tipo normal libre, en la cual su estructura terminal de la obra de excedencias fue una tipo disipadora de energía, de sección rectangular.