Energias Renovables

MODULO. ENERGÍA HIDRAULICA
DIMENSIONADO DE UNA CENTRAL HIDRÁULICA
CASO PRÁCTICO
En la presente actividad le proponemos el diseño de una minicentral hidráulica, incluyendo
una relación de los materiales empleados, así como un presupuesto del equipo eléctrico
necesario.
1. Relación de elementos que constituyen la instalación, desde el río hasta la
turbina, justificando en cada caso laelección realizada.
Proyectar, construir y poner en marcha una pequeña central hidroeléctrica no es tarea fácil.
Para hacerlo hay que tomar en consideración múltiples aspectos del problema, desde la
elección del sitio adecuado hasta la explotación del aprovechamiento. Todo ello exige un
amplio espectro de conocimientos sobre ingeniería, financiación, y relaciones con la
Administración.
Los aspectosbásicos a considerar son:
- Topografía y geomorfología del sitio.
- Evaluación del recurso hídrico y su potencial de generar de energía.
- Elección del sitio y del esquema básico del aprovechamiento.
- Selección de las turbinas y generadores, así como de sus equipos de control.
- Evaluación del impacto ambiental y estudio de las medidas para su mitigación.
- Evaluación económica delproyecto y su potencial de financiación.
- Marco institucional y procedimientos administrativos para obtener las autorizaciones.
El objetivo de un aprovechamiento hidroeléctrico es convertir la energía potencial de una
masa de agua situada en un punto - el más alto del aprovechamiento – en energía eléctrica,
disponible en el punto más bajo, donde está ubicada la casa de máquinas. La potenciaeléctrica que se obtiene en un aprovechamiento es proporcional al caudal utilizado y a la
altura del salto. De acuerdo a la altura del salto para el ejercicio podemos clasificarlo en
baja caída, que fluctúa entre 2 y 20 m, para el caso actual 6 m.
Los elementos que constituyen la instalación de la minicentral hidráulica son las siguientes:
1. Presa
La presa a construir sería de derivación cuyoobjetivo principal es elevar la cota del agua
para hacer factible su derivación, controlando la sedimentación del cauce de forma que
no se obstruyan la bocatoma. Este tipo de presas son, en general, de poca altura ya
que el almacenamiento del agua es un objetivo secundario.
El material a utilizar sería el hormigón, cuyo equilibrio está garantizado por el peso de
la obra que permite movilizar elfrotamiento sobre la fundación. Su sección transversal
es básicamente triangular a fin de distribuir adecuadamente los esfuerzos sobre la
fundación. La zona superior suele ser rectangular para dar una cierta anchura a la
coronación. El diseño incluye el análisis de estabilidad (deslizamiento y vuelco), control
de las cargas, control de temperatura durante su construcción para evitar las grietas ycontrol de las subpresiones bajo la presa.

A diferencia de la construcción convencional por bloques, el hormigón se transporta a
la superficie de la presa en construcción, mediante camiones, a continuación se
distribuye en capas horizontales con bulldozers y se compacta con rodillos vibratorios.
El grosor de cada capa de hormigón oscila entre 30 y 50 cm.
2. Canal de derivación
El canalde derivación se utiliza para llevar el agua desde la presa hasta las turbinas de
la central. Por lo general se necesita realizar la entrada a las turbinas mediante turbinas
forzadas, siendo por ello preciso que exista una cámara de presión donde termina el
canal y comienza la tubería. Por lo general, y para evitar filtraciones en el terreno, los
canales de derivación están revestidosinteriormente de mampostería, hormigón en
masa u hormigón armado.
A lo largo del canal de derivación se habrán de atravesar, con toda seguridad,
formaciones superficiales de la más diversa naturaleza caracterizadas, en general, por
su fuerte pendiente, circunstancia que favorece su potencial inestabilidad. Desde
formaciones superficiales de naturaleza coluvial, hasta tramos en los que la...