Turbinas Hidraulicas

3. CONCEPTOS GENERALES DE TURBINAS
Las turbinas son turbomáquinas que permiten la transferencia de la energía del
agua en energía de giro a un rotor provisto de alabes mientras que el flujo pasa a
través de estos; transforma la energía hidráulica en energía mecánica de rotación
de su eje.
El principio de funcionamiento para el aprovechamiento hidráulico se basa en el
flujo de agua, que conuna altura estática y un caudal definido, entra a una cámara
espiral, pasa a las palas del rodete y produce un momento de giro que se
transmite al generador para la producción de energía. (Aguilar, 1997, 1)
En relación a la gran combinación de alturas y caudales de las centrales
eléctricas, se requieren diferentes tipos de turbinas, en las que se encuentran las
turbinas activas y lasreactivas. (Aguilar, 1997, 3)
3.1. TURBINAS DE ACCIÓN
En las turbinas activas el agua no es entregada alrededor del rodete sino en
chorros independientes; utilizan únicamente la velocidad del flujo de agua para
girar (Ingeniería, Estudios Y Proyectos, 1995, 23)
3.1.1. Turbina Pelton
Las turbinas Pelton son las turbinas de acción mas utilizadas y son recomendadas
en centrales que dispongan grandesalturas de trabajo y bajo caudal.
Este tipo de turbina permite una gran flexibilidad de funcionamiento, al ser capaz
de turbinar hasta el 10% de su caudal nominal con rendimientos óptimos.

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Las posibilidades de montaje son múltiples, siendo posible su instalación con eje
horizontal o vertical, con uno o varios inyectores y con uno o dos rodetes.
(Ingeniería, Estudios Y Proyectos, 1995,24)
En la siguiente ilustración se describen los principales componentes de una
turbina Pelton.
Ilustración 1. Componentes principales de una Turbina Pelton.

1 Tubería de distribución
2 Inyector
3 Rodete
4 Carcasa
5 Eje de turbina
6 Generador

(Ingeniería, Estudios Y Proyectos, 1995, 23)
3.2. TURBINAS DE REACCIÓN
En las turbinas reactivas la cámara de conducción generalmente tieneforma de
un espiral y proporciona una entrega uniforme del agua al distribuidor a lo largo de
la circunferencia. Este tipo de turbina aprovecha la energía estática y dinámica del
agua; emplean tanto la presión como la velocidad el agua.
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Dentro de este tipo se encuentran las turbinas:
3.2.1. Turbina Kaplan
Las turbinas Kaplan se adaptan muy bien en centrales caracterizadas porpequeños saltos y caudales altos.
La gama de funcionamiento en muy amplia siendo capaz de turbinar hasta el 25%
del caudal nominal de la turbina.
En la siguiente ilustración se describen los principales componentes de una
turbina Kaplan tipo S.
Ilustración 2. Componentes principales de una Turbina Kaplan tipo S.

1 Distribuidor y palas del distribuidor
2 Eje turbina
3 Rodete
4 Generador(Ingeniería, Estudios Y Proyectos, 1995, 26)

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3.2.2. Turbina Francis
Es una turbina de reacción de flujo interno, transforma energía hidráulica en
energía mecánica, combinando conceptos tanto de flujo radial como de flujo axial.
Es una turbina muy utilizada debido a las grandes potencias unitarias que logra en
función de su tamaño.
Su rango de funcionamiento es aceptable, pudiendoturbinar a partir del 40% del
caudal nominal de la turbina.
En la siguiente ilustración se describen los principales componentes de una
turbina Francis.
Ilustración 3. Componentes principales de una Turbina Francis.

1 Cámara espiral
2 Alabe móvil
3 Rodete
4 Codo y tubo de descarga
5 Eje de descarga
6 Generador

(Ingeniería, Estudios Y Proyectos, 1995, 25)
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Su aplicación esta en elrango intermedio entre las turbinas Pelton y Kaplan, es
decir para alturas y caudales medianos.
Dada la capacidad de adaptación de esta turbina a diferentes condiciones
topográficas, la geometría del rodete varía de acuerdo al caudal y altura de
trabajo, distinguiéndose por su geometría los tipos de rodete en lento, normal y
rápido.
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Rodete Lento: Utiliza poco caudal y gran altura. El...