Energia Hidraulica

INTRODUCCION

La energía hidráulica es aquella que aprovecha dos cualidades de las corrientes de agua: la velocidad y la posición (energía cinética y potencial). La idea es muy sencilla y aunque no lo parezca se lleva utilizando desde hace cientos de años: todos hemos visto molinos que aprovechan el caudal de un río para mover una serie de mecanismos que realizan un trabajo.

Eso es energía hidráulica, y aunque el caso que nos toca varía un poco, principalmente en tamaño y eficiencia, el concepto es exactamente el mismo. El movimiento del agua se utiliza en nuestro beneficio.

Es por esto que estamos ante una energía completamente limpia, ya que no se genera residuo alguno. Y también estamos ante una fuente inagotable, ya que no interviene para nada en el ciclo natural del agua.

JUSTIFICACIÓN

La presente investigación se realiza con el objeto de utilizarla como guía en la enseñanza de la Física y resulta esencial para comprender nuestro mundo. La Física representa la ciencia con el papel más activo para revelarnos las causas y efectos de los hechos naturales.

Debido a la actual situación y al nuevo modelo educativo, la enseñanza y el aprendizaje de la física deben ser replanteados desde un punto de vista diferente. El uso de la ideas previas, el enfoque de problemas desde un contexto Ciencia, Tecnología y sociedad, el aprendizaje basado en problemas es una metodología activa en la cual los estudiantes tienen una participación constante en la búsqueda del conocimiento por lo que esta estrategia estimula el trabajo colaborativo y origina replantear los objetivos de la educación de la física de una nueva manera.

Además, se pretende que el aprendizaje de la física se acerque a la actividad investigadora, que adquiera un cuerpo de conocimientos, actitudes y valores; que se fomente la creatividad de los alumnos en la elaboración de hipótesis, diseño de experimentos y solución de problemas

OBJETIVOS

Objetivo general: conocer e indagar sobre hidrostática, la energía hidráulica, cuáles son sus ventajas y desventajas de las fuentes renovables y no renovables.

Objetivo específico: analizar y comprender a través de la investigación realizada, cual es la diferencia entre: hidrostática, hidráulica, y cuáles son sus ventajas y desventajas con respecto a la energía renovable y no renovable.

.

ALCANCE DEL PROYECTO

El presente proyecto contempla todas y cada una de las ventajas y desventajas que supone la aplicación y utilidad de la energía hidráulica.

Se describe de la mejor manera la forma de aprovechar la inercia cinética y el potencial de la corriente de agua, corrientes marinas o saltos; para la obtención de Energía Hidráulica o Hídrica.

Las partes que están directamente implicadas en dicho proceso, y que a lo largo de esta investigación se irá conociendo, son:

• Dinamo

• Generador de Corriente Alterna

• Generador de Corriente Continua

• Energía Potencial y Cinética.

• Embalse

• Toma de Agua

• Tubería Forzada o de Presión

• Aliviaderos

• Sala de Turbinas

• Líneas de Transporte de la Energía.

Una central hidroeléctrica consta generalmente de una presa que almacena una gran cantidad de agua, un aliviadero que libera el agua sobrante de forma controlada y una casa de máquinas. La central hidroeléctrica también puede contar con diques y otras estructuras de control y contención del agua, que no participan directamente en la generación de electricidad. La casa de máquinas contiene canales de conducción que hacen pasar el agua a través de unas turbinas que convierten el caudal lineal en caudal rotativo. El agua cae por las palas de la turbina o fluye horizontalmente a través de ellas. La turbina y el generador están interconectados. De este modo, la rotación de la turbina hace girar el rotor del generador.

El potencial de energía eléctrica del caudal de agua es el producto de la masa de agua por la altura de caída y la aceleración gravitatoria. La masa depende de la cantidad de agua disponible y de su caudal. El diseño de la central eléctrica determina la altura de caída. En la mayoría de los diseños se introduce el agua desde un punto situado cerca de la parte superior de la presa y se descarga por la parte inferior al cauce fluvial existente aguas abajo. De este modo, se optimiza la altura mientras se mantiene un caudal razonable y controlable.

En la mayoría de las centrales hidroeléctricas modernas, los turbogeneradores están orientados verticalmente (son las conocidas estructuras que sobresalen del piso principal de las centrales). Sin embargo, casi toda la estructura está situada por debajo de lo que puede verse en el piso principal. Se trata del foso del generador y, por debajo de éste, del foso de la turbina y las tuberías de alimentación y descarga. A estas estructuras y a los canales de conducción de agua sólo se entra ocasionalmente. En las centrales más antiguas, el turbogenerador es de orientación horizontal. El eje de la turbina sobresale de una pared hacia el interior de la casa de máquinas, donde se conecta al generador. Este último se parece a un enorme y anticuado motor eléctrico de carcasa abierta. Como testimonio de la calidad de diseño y construcción de estos equipos, algunas instalaciones de fin de siglo todavía continúan en funcionamiento. En ciertas centrales modernas se han incorporado versiones actualizadas de los diseños antiguos. En ellas, el canal de agua rodea completamente el turbogenerador y el acceso tiene lugar a través de una camisa tubular que atraviesa el canal.

En los devanados del rotor del generador se genera un campo magnético. La energía de este campo procede de baterías ácidas de plomo o alcalinas de níquel cadmio. El movimiento del rotor y el campo magnético presente en sus devanados inducen un campo electromagnético en los devanados del estator. El campo electromagnético inducido crea la energía eléctrica que se suministra a la red. La tensión eléctrica es la presión eléctrica originada por el caudal de agua. Para mantener la presión eléctrica.

ANTECEDENTES TEORICOS E HISTORICOS

Reseña Histórica

Para comenzar a hablar acerca de la historia de la energía hidráulica, diremos que data de muchísimos siglos atrás. Los griegos, fueron unos de los primeros que comenzaron a utilizar y aprovechar la energía proveniente del agua, para así utilizarla en diferentes actividades, como por ejemplo agrícolas. Pero fue en la edad media cuando comenzaron a desarrollarse las maquinarias hidráulicas, al principio éstas no eran de materiales fuertes, la madera se gastaba mucho con la corrosión que le provocaba el agua, así que conforme pasaron los años, los materiales fueron reemplazándose por otros más fuertes y más resistentes, tales como el hierro.

Una de las partes más importantes de la historia de la energía hidráulica ocurre durante la Revolución Industrial, dónde la energía hidráulica fue de gran importancia para el desarrollo económico y social. Se crearon empresas textiles y de construcción de distintos tipos de maquinarias, brindando así muchísimo trabajo a la población.

Aunque durante los primeros años las máquinas funcionaban a vapor y muy bien, en esos momentos el carbón escaseaba y por lo tanto se complicaba, hasta que en el continente americano y Europa las ciudades industriales continuaron creciendo y desarrollándose cada vez más, por ello se construyeron canales que brindaban del carbón a bajos costos. Uno de los grandes problemas que se presentaban a la hora de la construcción de presas de contención era el bajísimo caudal de agua durante algunas épocas del año, por ello, obligadamente se tuvieron que reemplazar las ruedas hidráulicas por maquinaria a vapor cuando la disposición de carbón era posible.

Ahora bien, un dato sumamente importante a la hora de hablar de la historia de la energía hidráulica, es la construcción de la primera presa hidroeléctrica. Fue en el siglo IXX, aproximadamente entre los años 1880 y 1885, en Gran Bretaña. Continuaron haciéndose trabajos e investigaciones para crear un generador eléctrico y lo consiguieron, además de perfeccionar cada detalle del generador hidráulico y ya para el siglo siguiente, las centrales hidráulicas producían grandes cantidades de energía eléctrica. A partir del siglo XX, aproximadamente en los años noventa, los países mayores productores de energía eléctrica eran Estados Unidos y Canadá y donde se encuentran las presas hidráulicas más importantes del mundo es en Brasil, Paraguay y Noruega. Actualmente se están construyendo cada vez más presas hidráulicas pequeñas capaces de abastecer a poblaciones enteras. En algunos países pequeños, estas presas hidroeléctricas, son la fuente de electricidad principal.

EL DESARROLLO DE ESTE SISTEMA A TRAVES DE LA HISTORIA DE LA ENERGIA HIDRAULICA

Ahora bien,

...