Ya desde la antigüedad, se reconoció que el agua que fluye desde un nivel superior a otro inferior

posee una determinada energía cinética susceptible de ser convertida en trabajo, como

demuestran los miles de molinos que a lo largo de la historia fueron construyéndose a orillas de

los ríos.

Más recientemente, hace más de un siglo, se aprovecha la energía

hidráulica para generar electricidad, y de hecho fue una de las

primeras formas que se emplearon para producirla.

El aprovechamiento de la energía potencial del agua para producir

energía eléctrica utilizable, constituye en esencia la energía

hidroeléctrica. Es por tanto, un recurso renovable y autóctono. El

conjunto de instalaciones e infraestructura para aprovechar este

potencial se denomina central hidroeléctrica.

Hoy en día, con los problemas medioambientales, se ven las cosas desde otra perspectiva. Esto

ha hecho que se vayan recuperando infraestructuras abandonadas dotándolas de nuevos equipos

automatizados y turbinas de alto rendimiento. En consecuencia, el impacto ambiental no es más

del que ya existía o por lo menos inferior al de una gran central. A estas instalaciones, con

potencia inferior a 5.000KW se les denomina minihidráulicas.

Las minicentrales hidroeléctricas están condicionadas por las características del lugar de

emplazamiento. La topografía del terreno influye en la obra civil y en la selección del tipo de

máquina.

? Centrales de aguas fluyentes

Aquellas instalaciones que mediante una obra de toma, captan una parte del caudal del

río y lo conducen hacia la central para su aprovechamiento, para después devolverlo al

cauce del río.

? Centrales de pie de presa

Son los aprovechamientos hidroeléctricos que tienen la opción de almacenar las

aportaciones de un río mediante un embalse. En estas centrales se regulan los caudales

de salida para utilizarlos cuando se precisen

? Centrales de canal de riego o abastecimiento

Se pueden distinguir dos tipos:

? Con desnivel existente en el propio canal

Se aprovecha mediante la instalación de una tubería forzada, que conduce el agua

a la central, devolviéndola posteriormente al curso normal del canal.

? Con desnivel existente entre el canal y el curso de un río cercano

En este caso la central se instala cercana al río y se aprovechan las aguas

excedentes en el canal.

A la hora de realizar un proyecto de una minicentral hidroeléctrica y dependiendo del tipo por su

emplazamiento, la determinación del caudal y la altura de salto determinará la potencia a instalar,

así como, el tipo de miniturbina.

Existen varios tipos de miniturbinas:

De reacción, que aprovecha la energía de presión del agua en energía cinética en el estator,

tanto en la entrada como en la salida, estas aprovechan la altura disponible hasta el nivel de

desagüe.

Kaplan: se componen básicamente de una cámara de entrada que

puede ser abierta o cerrada, un distribuidor fijo, un rodete con

cuatro o cinco palas fijas en forma de hélice de barco y un tubo de

aspiración.

Francis: caracterizada por que recibe el flujo de agua en dirección

radial, orientándolo hacia la salida en dirección axial.

Se compone de:

o Un distribuidor que contiene una serie de álabes fijos o móviles que orientan el agua

hacia el rodete.

o Un rodete formado por una corona de paletas fijas, torsionadas de forma que reciben el

agua en dirección radial y lo orientan axialmente.

o Una cámara de entrada, que puede ser abierta o cerrada de forma espiral, para dar una

componente radial al flujo de agua.

o Un tubo de aspiración o de salida de agua, que puede ser recto o acodado y se encarga

de mantener la diferencia de presiones necesaria para el buen funcionamiento de la

turbina.

o De flujo cruzado: también conocida como de doble impulsión, constituida principalmente

por un inyector de sección rectangular provisto de un álabe longitudinal que regula y

orienta el caudal que entra en la turbina, y un rodete de forma cilíndrica, con múltiples

palas dispuestas como generatrices y soldadas por los extremos a discos terminales.

El caudal que entra en la turbina es orientado por el

álabe del inyector, hacia las palas del rodete,

produciendo un primer impulso. Posteriormente,

atraviesa el interior del rodete y proporciona un

segundo impulso, al salir del mismo y caer por el tubo

de aspiración.

De acción, que aprovecha la energía de presión del agua para convertirla en energía cinética en

el estator, estas aprovechan la altura disponible hasta el eje de la turbina.

Pelton: Consta de un disco circular que tiene montados en su

periferia unas paletas en forma de doble cuchara y de un inyector

que dirige y regula el chorro de agua que inciden sobre las

cucharas, provocando el movimiento de giro de la turbina.

Microturbinas Pelton

Este tipo de turbina fue creada y patentada en 1889 por el norteamericano Lester Allan Pelton. El

principio de funcionamiento es relativamente simple, ya que constituye una evolución lógica de la

antigua rueda hidráulica. Posee las mejores características para grandes alturas, y desde luego es

la única máquina capaz de funcionar con alturas superiores a 1.700 m. Son notables su suavidad

de giro y su buen funcionamiento a carga parcial.

? La tobera lanza a la atmósfera un chorro de alta velocidad que incide sobre una serie de

cucharas o álabes montados en la periferia de una rueda.

? El par ejercido por el impacto y la desviación del chorro provoca el giro de la rueda.

? Una vez transmitida su energía a la rueda, el agua sale de los álabes a velocidad

relativamente baja y es dirigida hacia el canal de desagüe. Por tanto, la turbina ha de estar

colocada a suficiente altura sobre el nivel máximo de crecida para asegurar el derrame

libre.

En la turbina Pelton actual, la energía cinética del agua, en forma de chorro libre, se genera en

una tobera colocada al final de la tubería a presión. La tobera está provista de una aguja de cierre

para regular el caudal, constituyendo en conjunto, el órgano de alimentación y de regulación de la

turbina. Entre las turbinas Pelton más grandes instaladas hasta el momento se encuentran las de

Mont-Cenis (Alpes franceses) de 272000 HP cada una, bajo 870 m de carga.

Una instalación típica de microturbinas Pelton consta de los siguientes elementos:

? Codo de entrada

? Inyector: transforma la energía de presión en energía cinética. La

velocidad del chorro a la salida del inyector en algunas instalaciones

llega a 150 m/seg y aún más. Consta de Tobera y Válvula de Aguja.

? Tobera

? Válvula de Aguja

? Servomotor

? Regulador

? Mando del deflector

? Deflector o pantalla deflectora

? Corro

? Rodete

? Álabes o cucharas

? Freno de la turbina

? Blindaje

? Destructor de energía