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Trabajo monografico de estadistica
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
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Docente: Añazco Valdivia Juan Iván Asignatura: Estadística Aplicada en la Ingeniería Integrantes: Arancel Aguirre, Bryan Jesús Allain Espinoza, Kevin Sisniegas Ramírez, Claudia Jazmín Valeria Ramos Figueroa, Marcelo Alexander Tejada Allccaco, Ray Aíran CALLAO, 2021-A PERÚ
La energía hidroeléctrica es renovable, es decir, inagotable mientras siga funcionando el ciclo del agua. Contribuye de forma considerable a la lucha contra el cambio climático, ya que evita que se utilicen combustibles fósiles y reduce las emisiones de dióxido de carbono, gases que alteran el clima y partículas finas, limitando la contaminación y el efecto invernadero. 1.2.- CONCEPTO La energía hidroeléctrica es una fuente de energía renovable que se produce aprovechando el paso de los ríos a través de la construcción de represas. Existen varios tipos de centrales hidroeléctricas, cada una con características propias. 1.3.- PRINCIPIOS El principio detrás de la producción hidroeléctrica es simple: se utiliza la energía del agua en movimiento. Muchas centrales hidroeléctricas aprovechan diversos esquemas de almacenamiento y en algunos sistemas fluviales se construyen varias centrales eléctricas en cascada, una detrás de la otra, para aprovechar varias veces la energía del agua antes de que ésta llegue al mar. Dentro de la central eléctrica, el agua hace girar una turbina, haciendo que la energía mecánica se convierta en energía eléctrica en el generador. 1.4.- ¿CÓMO FUNCIONA LA ENERGÍA HIDROELÉCTRICA? La energía hidroeléctrica tiene dos aliados simples a la par que fundamentales: el agua y la gravedad. Todos los tipos de centrales hidroeléctricas utilizan la fuerza de la gravedad para proporcionar aceleración al agua y liberar toda la energía potencial que almacena. Para poder utilizar el agua en la producción de electricidad, es necesario contener su fuerza potencial en un embalse, que normalmente se crea mediante una presa aguas arriba. Un conjunto de grandes tuberías es el encargado de permitir que el agua fluya aguas abajo, donde se encuentran las turbinas de la central eléctrica. Gracias al desnivel creado por el recorrido de las tuberías, el agua aumenta progresivamente su energía y, una vez en la central, activa las turbinas que, conectadas mecánicamente a un alternador, producen energía eléctrica.
La electricidad pasa entonces a través de un transformador, que reduce la intensidad de la corriente y aumenta el voltaje para facilitar el vertido a la red. Esquema del funcionamiento de la energía hidroeléctrica 1.5.- Ventajas de la energía hidroeléctrica La fuente más económica Las instalaciones de agua son ágiles y flexibles El agua lleva con ella una enorme cantidad de energía La producción se puede adaptar a las necesidades Las emisiones indirectas son muy escasas Los flujos hídricos secundarios son adecuados para pequeñas centrales La energía hidroeléctrica como instrumento de saneamiento Como sistema de riego 1.6.- Desventajas de la energía hidroeléctrica Tiene consecuencias medioambientales negativas Puede verse afectado por sequías Es difícil encontrar el lugar idóneo Montar la central hidroeléctrica es caro
Un sistema de captación de agua provoca un desnivel que origina una cierta energía potencial acumulada. El paso del agua por la turbina desarrolla en la misma un movimiento giratorio que acciona el alternador y produce la corriente eléctrica. 2.2.1. LAS VENTAJAS DE LAS CENTRALES HIDROELÉCTRICAS SON EVIDENTES: No requieren combustible, sino que usan una forma renovable de energía, constantemente repuesta por la naturaleza de manera gratuita. Es limpia, pues no contamina ni el aire ni el agua. A menudo puede combinarse con otros beneficios, como riego, protección contra las inundaciones, suministro de agua, caminos, navegación y aún ornamentación del terreno y turismo. Los costos de mantenimiento y explotación son bajos. Las obras de ingeniería necesarias para aprovechar la energía hidráulica tienen una duración considerable. La turbina hidráulica es una máquina sencilla, eficiente y segura, que puede ponerse en marcha y detenerse con rapidez y requiere poca vigilancia siendo sus costes de mantenimiento, por lo general, reducidos. 2.2.2. CONTRA ESTAS VENTAJAS DEBEN SEÑALARSE CIERTAS DESVENTAJAS: Los costos de capital por kilovatio instalado son con frecuencia muy altos. El emplazamiento, determinado por características naturales, puede estar lejos del centro o centros de consumo y exigir la construcción de un sistema de transmisión de electricidad, lo que significa un aumento de la inversión y en los costos de mantenimiento y pérdida de energía. La construcción lleva, por lo común, largo tiempo en comparación con la de las centrales termoeléctricas. La disponibilidad de energía puede fluctuar de estación en estación y de año en año.
2.3.1. Central Hidroeléctrica de Pasada Una central de pasada es aquella en que no existe una acumulación apreciable de agua "corriente arriba" de las turbinas. En una central de este tipo las turbinas deben aceptar el caudal disponible del río "como viene", con sus variaciones de estación en estación, o si ello es imposible el agua sobrante se pierde por rebosamiento. En ocasiones un embalse relativamente pequeño bastará para impedir esa pérdida por rebosamiento.
El esquema de una central de este tipo puede ser el siguiente: PLANTA CORTE En la misma se aprovecha un estrechamiento del río, y la obra del edificio de la central (casa de máquinas) puede formar parte de la misma presa. El desnivel entre "aguas arriba" y "aguas abajo", es reducido, y si bien se forma un remanso de agua a causa del azud, no es demasiado grande. Este tipo de central, requiere un caudal suficientemente constante para asegurar a lo largo del año una potencia determinada. 2.3.2. Central Hidroeléctrica con Embalse de Reserva En este tipo de proyecto se embalsa un volumen considerable de líquido "aguas arriba" de las turbinas mediante la construcción de una o más presas que forman lagos artificiales. El embalse permite graduar la cantidad de agua que pasa por las turbinas. Del volumen embalsado depende la cantidad que puede hacerse pasar por las turbinas. Con embalse de reserva puede producirse energía eléctrica durante todo el año, aunque el río se seque por completo durante algunos meses, cosa que sería imposible en un proyecto de pasada.
La casa de máquinas suele estar al pie de la presa, como ilustra el dibujo, en estos tipos de central, el desnivel obtenido es de carácter mediano. b) Aprovechamiento por derivación del agua: En las figuras siguientes tenemos un esquema en PLANTA y CORTE de una central de este tipo: PLANTA
En el lugar apropiado por la topografía del terreno, se ubica la obra de toma de agua, y el líquido se lleva por medio de canales, o tuberías de presión, hasta las proximidades de la casa de máquinas. Allí se instala la chimenea de equilibrio, a partir de la cual la conducción tiene un declive más pronunciado, para ingresar finalmente a la casa de máquinas. La chimenea de equilibrio es un simple conducto vertical que asegura al cerrar las válvulas de la central, que la energía cinética que tiene el agua en la conducción, se libere en ese elemento como un aumento de nivel y se transforme en energía potencial. Los desniveles en este tipo de central suelen ser mayores comparados con los que se encuentran en los tipos anteriores de centrales.
Las presas pueden clasificarse por el material empleado en su construcción en: Presa de tierra Presa de hormigón Las presas de hormigón son las más utilizadas y se puede a su vez clasificar en: De gravedad: Como se muestra en la figura tienen un peso adecuado para contrarrestar el momento de vuelco que produce el agua De bóveda: Necesita menos materiales que las de gravedad y se suelen utilizar en gargantas estrechas. En estas la presión provocada por el agua se transmite íntegramente a las laderas por el efecto del arco.
2.4.2. Los Aliviadores: Los aliviaderos son elementos vitales de la presa que tienen como misión liberar parte del agua detenida sin que este pase por la sala de máquinas. Se encuentran en la pared principal de la presa y pueden ser de fondo o de superficie. La misión de los aliviaderos es la de liberar, si es preciso, grandes cantidades de agua o atender necesidades de riego. Para evitar que el agua pueda producir desperfectos al caer desde gran altura, los aliviaderos se diseñan para que la mayoría del líquido se pierda en una cuenca que se encuentra a pie de presa, llamada de amortiguación. Para conseguir que el agua salga por los aliviaderos existen grandes compuertas, de acero que se pueden abrir o cerrar a voluntad, según la demanda de la situación. 2.4.3. Tomas de Agua: Las tomas de agua son construcciones adecuadas que permiten recoger el líquido para llevarlo hasta las máquinas por medios de canales o tuberías. Las tomas de agua de las que parten varios conductos hacia las tuberías, se hallan en la pared anterior de la presa que entra en contacto con el agua embalsada. Estas tomas además de unas compuertas para regular la cantidad de agua que llega a las turbinas, poseen unas rejillas metálicas que impiden que elementos extraños como troncos, ramas, etc. puedan llegar a los álabes y producir desperfectos.
equilibrio como un muelle hidráulico o un condensador eléctrico, es decir, absorbiendo y devolviendo energía. Las estructuras forzadas o de presión, suelen ser de acero con refuerzos regulares a lo largo de su longitud o de cemento armado, reforzado con espiras de hierro que deben estar ancladas al terreno mediante solera adecuadas. 2.4.4. Casa de Máquinas: Es la construcción en donde se ubican las máquinas (turbinas, alternadores, etc.) y los elementos de regulación y comando. En la figura siguiente tenemos el corte esquemático de una central de caudal elevado y baja caída. La presa comprende en su misma estructura a la casa de máquinas. Se observa en la figura que la disposición es compacta, y que la entrada de agua a la turbina se hace por medio de una cámara construida en la misma presa. Las compuertas de entrada y salida se emplean para poder dejar sin agua la zona de las máquinas en caso de reparación o desmontajes.
La alta presión del agua que se presenta en estos casos obliga a colocar válvulas para la regulación y cierre, capaces de soportar el golpe de ariete.
2.5.1. Rueda Pelton: En la figura se muestra un croquis de la turbina en conjunto para poder apreciar la distribución de los componentes fundamentales. Un chorro de agua convenientemente dirigido y regulado, incide sobre las cucharas del rodete que se encuentran uniformemente distribuidas en la periferia de la rueda. Debido a la forma de la cuchara, el agua se desvía sin choque, cediendo toda su energía cinética, para caer finalmente en la parte inferior y salir de la máquina. La regulación se logra por medio de una aguja colocada dentro de la tubera. Este tipo de turbina se emplea para saltos grandes y presiones elevadas.
