Diseño de una turbina hidráulica para la generación eléctrica en el Municipio Barinas, del Estado Barinas.

CAPITULO I
EL PROBLEMA

Planteamiento del Problema

En la actualidad existe la zona de influencia la cual se caracteriza por grandes extensiones de territorios rurales o urbanos que poseen alta densidad poblacional y de consumo eléctrico, lo que hace que muchos habitantes de estas zonas de influencia se encuentren sin posibilidades de contar con el servicio de energía eléctrica.
Enalgunos casos la generación de energía eléctrica en estas áreas se suple con grupos electrógenos a combustibles fósiles o generadores eólicos, siendo estos últimos dependientes del viento de la zona y de sus variaciones estacionales, y los grupos electrógenos con motores de combustión interna, utilizan un recurso oneroso, no renovable y altamente contaminante.
Una de las principales fuentes deprovisión de energía es un salto de agua, la que puede ser convertida en trabajo mecánico y energía eléctrica. La energía hidráulica es renovable y no contaminante. Está disponible en la mayoría de las zonas que tiene un régimen de lluvias adecuados y áreas montañosas. La zona geográfica, están surcadas por gran cantidad de pequeños ríos que presentan un potencial hidráulico muy interesante desde elpunto de vista de la generación de energía eléctrica, todavía inexplotado respectivamente
La conversión de la energía de un salto hidráulico en trabajo mecánico, se lleva a cabo con el auxilio de una máquina llamada turbina hidráulica. Esta producirá mas energía mecánica mientras mayor sea la altura del salto hidráulico y el caudal disponible.
Es importante mencionar que la turbina es el elementoque aprovecha la energía cinética y potencial del agua para producir un movimiento de rotación, que transferido mediante un eje al generador produce energía eléctrica. Es de hacer notar que estas turbinas de acuerdo al modo de funcionamiento se pueden clasificar en dos grupos: turbinas de acción y turbinas de reacción; la diferencia entre ambos es que las turbinas de acción aprovechan únicamentela velocidad de flujo de agua para hacerlas girar, mientras que las de reacción aprovechan, además, la presión que le resta a la corriente en el momento de contacto. Es decir, mientras que las turbinas de reacción aprovechan la altura total disponible hasta el nivel de desagüe, las de acción aprovechan únicamente la altura hasta el eje de turbina.
La tendencia en las turbinas hidráulicasmodernas es utilizar caídas mayores y máquinas más grandes. Según el tamaño de la unidad, las turbinas Kaplan se utilizan en caídas de unos 60 m, y en el caso de las turbinas Francis de hasta 610 m. La instalación de caída más alta del mundo (1.770 m) se encuentra en Reisseck, en Austria, y las turbinas más grandes del mundo están en una planta generadora de la presa de Itaipú, entre Paraguay y Brasil,donde se utilizan 18 turbinas de tipo Francis de 700 MW de potencia cada una, que consiguen un total de 12.600 MW.
Muchas de las pequeñas instalaciones en presas construidas antes de 1930 han sido abandonadas debido a su alto coste de mantenimiento y la mano de obra que requieren. Sin embargo, el aumento de los costos de los combustibles fósiles ha hecho volver la mirada hacia este tipo desistemas de poca caída. Con el desarrollo de turbinas de hélice normalizadas con ejes casi horizontales, las instalaciones pequeñas han recuperado su atractivo original.
Se han diseñado turbinas que actúan como bombas cuando funcionan a la inversa, invirtiendo el generador eléctrico para que funcione como un motor. Dado que no es posible almacenar la energía eléctrica de forma económica, este tipo debombas turbina se utiliza para bombear agua hacia los embalses, aprovechando la energía eléctrica generada por las centrales nucleares y térmicas durante las horas de poco consumo. El agua embalsada se emplea de nuevo para generar energía eléctrica durante las horas de consumo elevado. En los últimos años se han desarrollado turbinas para caídas de hasta 600 m y con capacidades de más de 400 MW....