Como hemos demostrado, un sistema hidráulico es a la vez simple y complejo.
Los conceptos detrás de la energía hidráulica son simples: todo se reduce a la altura de la caída
y el caudal. Pero un buen diseño requiere conocimientos avanzados de ingeniería y la operación
confiable requiere de una cuidadosa construcción con componentes de alta calidad.
Pensar en un sistema de turbina en términos de eficiencia y fiabilidad, solo
se da en un mundo perfecto, donde la eficiencia sería de un 100%. Toda la energía dentro del agua
se transforma en el eje giratorio. No habría ninguna turbulencia de aire o del agua, y no habría
resistencia ni perdida en las tuberías ni en los cojinetes. El segundo caso, sería en un sistema
perfectamente equilibrado. Los signos de la pérdida de energía (el calor, la vibración y el ruido)
estarían ausentes. Por supuesto, la turbina perfecta nunca se rompería o no requeriría de mantenimiento.
Componentes de calidad y mecanizado cuidadoso hacer una gran diferencia en el
rendimiento de la turbina y la fiabilidad.
Es evidente que no existe un sistema perfecto de generación hidráulica ya que
cualquier turbina de cualquier tipo o fabricación, nunca alcanzará ese grado de perfección. Pero
es bueno tener estos objetivos en mente, porque la eficiencia y la fiabilidad se traducen en más
potencia y en un menor costo por vatio. Éstas son sólo algunas de las cosas a considerar cuando
se da la selección de un sistema hidráulico y de turbina.
El impulsor es el corazón de la turbina. Aquí es donde la energía del agua se
transforma en la fuerza de rotación que acciona el generador. Independientemente del tipo de turbina,
sus alabes ó paletas ó también llamadas cuchillas, son responsables de la mayor captura de energía
a través de la fuerza del agua.
La curvatura de cada superficie, frontal y trasera, determina cómo el agua
será empujar su camino alrededor hasta que se cae.
Componentes de alta calidad y un mecanizado cuidadoso, pueden hacer una gran
diferencia en el rendimiento de la turbina y su fiabilidad.
Mira para impulsores de todos de metal con
superficies lisas y pulidas para eliminar el agua y la
turbulencia del aire. De una sola pieza impulsores son
normalmente más eficaz que los impulsores que están atornillados
juntos. Impulsores de bronce de manganeso funciona bien para
sistemas pequeños con agua limpia y caida hasta unos 500 pies.
Alta resistencia a la tracción impulsores de acero inoxidable
son excelentes para sistemas más grandes o condiciones abrasivas
del agua. Todos los impulsores deben ser cuidadosamente
equilibrados para minimizar la vibración, un problema que no
sólo afecta a la eficiencia, pero también puede causar daño en
el tiempo.
La carcasa de la turbina debe estar siempre bien integrada y a la vez ser robusta,
ya que ésta gestiona las fuerzas del agua de entrada, así como también la potencia en el eje de salida.
Además, su forma y dimensiones tienen un efecto significativo en la eficiencia.
Por ejemplo, considere una turbina del tipo Pelton, como es una turbina de impulso,
la cual es impulsada (valga la redundancia) por uno o más chorros de agua, y que gira sobre su eje sin mayor
resistencia. Esto significa que tanto las fuerzas hidrodinámicas como las aerodinámicas, deben ser consideradas
en el diseño de la carcasa.
Se deben minimizar las resistencias de las salpicaduras y de la pulverización, y tampoco
debe causar problemas las llamadas aguas de escape ó aguas en la cola, sin embargo, también deben de ser de un
tamaño y forma adecuados para minimizar las pérdidas debidas a las turbulencias del aire.
Del mismo modo, los alabes en los diseños de alto caudal, como los de caudal cruzado y
turbinas del tipo Francis, deben ser precisamente diseñados para encauzar fácilmente grandes volúmenes de agua
a través de la turbina sin causar bolsas de aire que generan turbulencia.
Busque una carcasa sin problemas de soldadura, la cual haya sido cuidadosamente
estudiada y diseñada para el corredor o cuerpo de la turbina. Tenga en cuenta que tanto las fuerzas del
agua y como el corredor o cuerpo de la turbina, estarán produciendo un torque considerable, por lo que
el material de la caja y todos sus accesorios deben ser de alta resistencia. Las superficies de contacto,
tales como las bridas y las tapas de acceso, debe poseer una mecanización fina, pulida y libre de fugas.
Dado que el agua favorece la oxidación y la corrosión, asegúrese de que todas las superficies vulnerables
estén protegidas con una capa de polvo de alta calidad o con pintura epóxica. Además todos los pernos deben
ser de acero inoxidable.
Todas las superficies que llevan agua pueden afectar la eficiencia del sistema,
desde la bocatoma de su tubería, la canaleta que lleva las aguas de cola, hasta la forma de desagüe de las
aguas de su casa de máquinas. Siempre se debe de buscar superficies lisas y pulidas, sin curvas pronunciadas,
con inyectores y paletas de control de caudal, los cuales deben ser finamente mecanizados, para evitar así,
ondulaciones apreciables o poros.
La eficiencia es importante, pero también lo son la durabilidad y la fiabilidad. Su
proyecto hidroeléctrico debe entregar energía limpia sin interrupción. La calidad de los componentes - y su
instalación - pueden hacer una gran diferencia en la vida útil de su equipo.
Siempre busque un trabajo meticuloso en el diseño y construcción de los sistemas de
sellado, de el material utilizado en el eje y su mecanizado, y en todos los componentes relacionados. Preste
especial atención a la selección y montaje de los rodamientos, ya que deben girar suavemente, sin ruidos
ni resistencia.
En lo que respecta a los proveedores, no hay sustituto para la experiencia. Aunque
los principios de energía hidráulica se pueden aprender internamente, es la experiencia en el mundo real,
la que enseña tanto en los aspectos más destacados y como en las dificultades mínimas, como podría ser
el desviar el agua de un arroyo, la presurización, y la forma de direccionamiento del caudal hacia la
turbina. Un proveedor de turbinas, con muchos años de experiencia en campo, será de gran valor para
usted, ya que puede utilizar toda esa experiencia en su diseño y la construcción de su sistema hidráulico.
Busque un proveedor con experiencia que se especialice en el tamaño y el tipo de sistema
hidráulico que usted tiene la intención de comprar o construir. Un buen proveedor trabajará con usted lado a
lado, a partir de las mediciones de altura y caudal, le ayudará a determinar el tamaño de la tubería adecuada,
también a determinar la Caída Neta de su proyecto, el Caudal de Diseño, las especificaciones de la turbina,
el sistema de transmisión, el mejor generador y el adecuado Sistema de Gestión de Carga.
Usted debe poder contar con su proveedor para que él le haga sugerencias para que le
apoye en la optimización de la eficiencia y la fiabilidad, incluidos sus efectos sobre el costo versus rendimiento.
Un proveedor de turbinas “bueno” debe ser su socio, y debe poseer un interés personal y
genuino en el éxito de su proyecto. Después de todo, un cliente satisfecho es muy bueno para referencias y futuros
los negocios.
< Anterior |
Próximo >