7.5 obras de entrega permiten extraer caudales desde la presa en la cantidad que se desee, en forma...

7.5 OBRAS DE ENTREGA7.5 OBRAS DE ENTREGA

Permiten extraer caudales desde Permiten extraer caudales desde la presa en la cantidad que se la presa en la cantidad que se desee, en forma controlada.desee, en forma controlada.

OBRAS DE ENTREGA

CENTRAL BETANIA

Pantalla de despliegue de Pantalla de despliegue de contenido. Ir alternando contenido. Ir alternando

pantallas con imágenes y fotos pantallas con imágenes y fotos del gestor de contenidodel gestor de contenido

a)a) Capacidad de las Obras de EntregaCapacidad de las Obras de EntregaLa Capacidad es función del objetivo de la obra de La Capacidad es función del objetivo de la obra de embalse. Puede que cumpla con más de una función.embalse. Puede que cumpla con más de una función.

b)b) Posición en Función de los Niveles de Embalse.Posición en Función de los Niveles de Embalse.

Debe estar a un altura tal que le permita evacuar un cierto Debe estar a un altura tal que le permita evacuar un cierto caudal deseado.caudal deseado.Se busca el óptimo económico entre el tamaño de la obra Se busca el óptimo económico entre el tamaño de la obra de entrega y la altura del embalse.de entrega y la altura del embalse.

7.5.1 DISEÑO DE OBRAS DE ENTREGA7.5.1 DISEÑO DE OBRAS DE ENTREGA



7.5.2 PARTES DE UNA OBRAS DE ENTREGA7.5.2 PARTES DE UNA OBRAS DE ENTREGA

En general una obra de entrega está En general una obra de entrega está compuesta de las siguientes partes compuesta de las siguientes partes principales:principales:

a)a) Obra de tomaObra de toma: Puede ser sumergida o : Puede ser sumergida o superficial.superficial.

b)b) Elemento Regulador:Elemento Regulador: Sistema que permite ermite controlar el caudal de salida, mediante controlar el caudal de salida, mediante compuertas planas o de sector, válvulas.compuertas planas o de sector, válvulas.

c)c) Conducto de entregaConducto de entrega: Mediante un túnel, : Mediante un túnel, tubería o canal se entregan los caudales tubería o canal se entregan los caudales efluentes.efluentes.

d)d) Disipador de energíaDisipador de energía: En centrales, son las : En centrales, son las mismas turbinas. En obras de riego u otras mismas turbinas. En obras de riego u otras se utilizan válvulas especiales o estructuras se utilizan válvulas especiales o estructuras diseñadas para ese fin en las obras civiles.diseñadas para ese fin en las obras civiles.



7.6 OBRAS DE DESVIACIÓN7.6 OBRAS DE DESVIACIÓN

Son las obras utilizadas en forma provisoria para desviar el río durante la construcción Son las obras utilizadas en forma provisoria para desviar el río durante la construcción de un embalse, u obra de toma. En su diseño se debe considerar lo siguiente:de un embalse, u obra de toma. En su diseño se debe considerar lo siguiente:

Características de la hoya hidrográfica.Características de la hoya hidrográfica. Crecida de diseño.Crecida de diseño. Método de desviación.Método de desviación.



7.6.1 CRECE DE DISEÑO DE LA OBRA 7.6.1 CRECE DE DISEÑO DE LA OBRA DE DESVÍODE DESVÍO

Para la crece de diseño de la obra de desvío se debe tener presente la duración de la Para la crece de diseño de la obra de desvío se debe tener presente la duración de la construcción y el estudio estadístico de caudales . Con ello se puede calcular la construcción y el estudio estadístico de caudales . Con ello se puede calcular la probabilidad de que no se sobrepase la crece diseño de la siguiente forma:probabilidad de que no se sobrepase la crece diseño de la siguiente forma:

P= (1 – 1/TR)P= (1 – 1/TR)nn

En que:En que: TR =es el período de retorno de diseño.TR =es el período de retorno de diseño.n = n° de períodos de crecidas durante la construcción.n = n° de períodos de crecidas durante la construcción.

Si el caudal elegido tiene un TR = 30 años y n=5 años; Si el caudal elegido tiene un TR = 30 años y n=5 años; P = 0,85; P = 0,85; es decir existe un 15% de probabilidad que haya problemas durante la construcciónes decir existe un 15% de probabilidad que haya problemas durante la construcción



Con la probabilidad y la evaluación del riesgo se puede hacer Con la probabilidad y la evaluación del riesgo se puede hacer una evaluación económica con respecto a que pasa si el una evaluación económica con respecto a que pasa si el caudal se ve sobrepasado.caudal se ve sobrepasado.

Puede ser más conveniente aceptar un cierto daño durante la Puede ser más conveniente aceptar un cierto daño durante la construcción, a tener que aumentar la seguridad.construcción, a tener que aumentar la seguridad.

Se considera para ello:Se considera para ello:

Costos de eventuales daños sobre la obra.Costos de eventuales daños sobre la obra. Costo de eventual atraso en la construcciónCosto de eventual atraso en la construcción Peligro sobre las vidas de los trabajadores Peligro sobre las vidas de los trabajadores

7.6.1 Cont. CRECE DE DISEÑO DE LA 7.6.1 Cont. CRECE DE DISEÑO DE LA OBRA DE DESVÍOOBRA DE DESVÍO



7.6.27.6.2 UBICACIÓN OBRAS DESVÍOUBICACIÓN OBRAS DESVÍOCENTRAL BETANIACENTRAL BETANIA

Obra de desvío

Presa

Vertederos laterales



7.6.3 METODOS DE DESVÍO7.6.3 METODOS DE DESVÍO

Los métodos de desvío dependen de:Los métodos de desvío dependen de:

Magnitud de la crecidaMagnitud de la crecida Características de la hoya. Características físicas del lugar de ubicación de la Características de la hoya. Características físicas del lugar de ubicación de la

obra.obra. Tipo de muroTipo de muro Otras obras anexas al proyecto. Obras de entrega, vertedero, etc.Otras obras anexas al proyecto. Obras de entrega, vertedero, etc. Secuencia probable de construcción.Secuencia probable de construcción.



7.6.3 METODOS DE DESVÍO7.6.3 METODOS DE DESVÍO

Los métodos más comunes de desviación, son más o menos los Los métodos más comunes de desviación, son más o menos los siguientes:siguientes:

Túnel de desvío con ataguíasTúnel de desvío con ataguías Conductos por el interior de la presaConductos por el interior de la presa Canales de desvío a través de la presaCanales de desvío a través de la presa Desviación alternada a través de bloques (en muros Desviación alternada a través de bloques (en muros

de hormigón.de hormigón.

El método más utilizado es hacer un ataguía y túnel de desvío, El método más utilizado es hacer un ataguía y túnel de desvío, como se aprecia en la figura siguiente, para la presa de Ralco.como se aprecia en la figura siguiente, para la presa de Ralco.



ESQUEMA DE UN METODO DE DESVÍOESQUEMA DE UN METODO DE DESVÍO



METODOS DE DESVÍOMETODOS DE DESVÍO

ataguía



La altura de la ataguía de aguas arriba es tal que permite que la crecida de diseño pase La altura de la ataguía de aguas arriba es tal que permite que la crecida de diseño pase a través del túnel.a través del túnel.

La ataguía de aguas abajo, evita que el eje hidráulico (nivel de agua) del río se meta al La ataguía de aguas abajo, evita que el eje hidráulico (nivel de agua) del río se meta al zona de construcción.zona de construcción.

7.6.4 ATAGUÍAS7.6.4 ATAGUÍAS



7.7 BOCATOMAS7.7 BOCATOMAS

Es una obra cuya función es captar el agua de un cauce y conducirla hacia una Es una obra cuya función es captar el agua de un cauce y conducirla hacia una aducción, ya sea para fines:aducción, ya sea para fines:

IndustrialesIndustriales EnergíaEnergía Agrícola, riegoAgrícola, riego Consumo domésticoConsumo doméstico



Cont. BOCATOMASCont. BOCATOMAS

Para construir una bocatoma se debe tener presente lo Para construir una bocatoma se debe tener presente lo siguiente:siguiente:

Cantidad agua que se desea captar.Cantidad agua que se desea captar. Calidad del agua de acuerdo con el uso que se Calidad del agua de acuerdo con el uso que se

le dará.le dará.

• Para una central hidroeléctrica debe ser Para una central hidroeléctrica debe ser bastante limpia, sin sólidos.bastante limpia, sin sólidos.

• Para riego no tiene tanta importancia el Para riego no tiene tanta importancia el gasto sólido, no importa si es limo o arena, gasto sólido, no importa si es limo o arena, pero no debe estar contaminada con otros pero no debe estar contaminada con otros productos dañinos para la salud.productos dañinos para la salud.

Seguridad operativa de la captación.Seguridad operativa de la captación.

• Si falla en una central hidroeléctrica falla Si falla en una central hidroeléctrica falla todo el sistema, luego se debe tener todo el sistema, luego se debe tener grandes medidas de seguridad.grandes medidas de seguridad.

• En riego se puede aceptar una seguridad En riego se puede aceptar una seguridad más baja, ya que se usa todo el año. más baja, ya que se usa todo el año.



Según su disposición se Según su disposición se pueden clasificar en tres pueden clasificar en tres grupos:grupos:

a)a) Bocatomas superficiales.Bocatomas superficiales.

b)b) Bocatomas profundas.Bocatomas profundas.

c)c) Bocatomas de Alta Montaña.Bocatomas de Alta Montaña.

7.7.1 CLASIFICACIÓN DE LA BOCATOMAS 7.7.1 CLASIFICACIÓN DE LA BOCATOMAS



a) BOCATOMAS SUPERFICIALESa) BOCATOMAS SUPERFICIALES

Son aquellas que captan Son aquellas que captan desde el nivel del espejo de desde el nivel del espejo de agua.agua.

Se clasifican en tres tipos:Se clasifican en tres tipos:

Barrera fijaBarrera fijaBarrera móvilBarrera móvilBarrera mixtaBarrera mixta



b) BOCATOMAS PROFUNDASb) BOCATOMAS PROFUNDAS

Bocatomas profundas son aquella que funcionan, durante su vida útil en forma Bocatomas profundas son aquella que funcionan, durante su vida útil en forma sumergida, es decir bajo el nivel del agua.sumergida, es decir bajo el nivel del agua.

Se puede tener bocatomas profundas en embalse naturales, como es el caso del lago Se puede tener bocatomas profundas en embalse naturales, como es el caso del lago Laja, o bien embalses artificiales, como el caso de los embalse Pangue y Ralco.Laja, o bien embalses artificiales, como el caso de los embalse Pangue y Ralco.



BOCATOMAS PROFUNDASBOCATOMAS PROFUNDAS

Bocatoma profunda

Presa Ralco



c) BOCATOMAS DE ALTA MONTAÑAc) BOCATOMAS DE ALTA MONTAÑA

Existe un tipo especial de captaciones desarrolladas en Los Alpes para captar caudales relativamente pequeños en cauces de alta montaña ( gran pendiente y por lo tanto fuerte arrastre de sólidos, caudal muy variable a ,lo largo del año y sin celador). Se distinguen básicamente dos tipos:



Cont. Bocatomas alta montañaCont. Bocatomas alta montaña Tipo sumidero:Tipo sumidero:

Constituidas por una barrera vertedero de hormigón, con una zona mas baja donde se Constituidas por una barrera vertedero de hormigón, con una zona mas baja donde se instala una reja prácticamente horizontal con los barrotes paralelos al escurrimiento del instala una reja prácticamente horizontal con los barrotes paralelos al escurrimiento del río. Bajo la reja existe un canal perpendicular al río donde se recoge el agua sin piedra de río. Bajo la reja existe un canal perpendicular al río donde se recoge el agua sin piedra de gran tamaño. La reja tiene una pendiente tipo 20% y se auto limpia cuando el río tiene gran tamaño. La reja tiene una pendiente tipo 20% y se auto limpia cuando el río tiene caudales altos.caudales altos.

Para el desripiado y/o desarenado se dispone de un ensanche del canal con un vertedero Para el desripiado y/o desarenado se dispone de un ensanche del canal con un vertedero lateral y una compuerta desripiadora automática, que abre cuando hay una cierta cantidad lateral y una compuerta desripiadora automática, que abre cuando hay una cierta cantidad de material depositado. El sistema de automatismo es generalmente hidráulico, pues este de material depositado. El sistema de automatismo es generalmente hidráulico, pues este tipo de bocatoma se ubica en zonas de difícil acceso. tipo de bocatoma se ubica en zonas de difícil acceso. Ejemplo de estas bocatomas en la ENDESA, son las bocatomas Quemazones, El Ciego y Ejemplo de estas bocatomas en la ENDESA, son las bocatomas Quemazones, El Ciego y Pichipolcura entre otras.Pichipolcura entre otras.

Tipo Cuchara:Tipo Cuchara:Es aquella en que la reja de captación es vertical y lateral, En el cauce se hace una obra Es aquella en que la reja de captación es vertical y lateral, En el cauce se hace una obra de hormigón en forma de cuchara que para caudales bajos y poco arrastre actúa como de hormigón en forma de cuchara que para caudales bajos y poco arrastre actúa como presa. Para caudales mayores y grandes arrastres se forma un torrente que arrastra los presa. Para caudales mayores y grandes arrastres se forma un torrente que arrastra los sedimentos impidiendo que entren a la toma sedimentos impidiendo que entren a la toma



7.8 OBRAS DE ADUCCIÓN7.8 OBRAS DE ADUCCIÓN

Son las obras que conducen el agua desde el lugar de la toma hasta el lugar donde Son las obras que conducen el agua desde el lugar de la toma hasta el lugar donde son necesarias.son necesarias.

En general en una obra de aprovechamiento hidráulico y especialmente en las En general en una obra de aprovechamiento hidráulico y especialmente en las centrales hidroeléctricas las obras aducción representan el ítem de mayor costo en lo centrales hidroeléctricas las obras aducción representan el ítem de mayor costo en lo que a obras civiles se refiere, salvo cuando se aprovecha un accidente topográfico que a obras civiles se refiere, salvo cuando se aprovecha un accidente topográfico significativo o cuando existe un embalse importante.significativo o cuando existe un embalse importante.En las obras de una aducción se distinguen básicamente dos grupos:En las obras de una aducción se distinguen básicamente dos grupos:

a presióna presión

Escurrimiento libre (sin presión) Escurrimiento libre (sin presión) Canales

Túneles acueductos



7.8.1 Canales7.8.1 Canales

Los canales de aducción se hacen Los canales de aducción se hacen generalmente excavados en tierra y generalmente excavados en tierra y revestidos con hormigón (o mampostería revestidos con hormigón (o mampostería canales más antiguos).canales más antiguos).



a)a) Secciones del canalSecciones del canalDepende de diversos factores, Depende de diversos factores, como por ejemplo:como por ejemplo:

• Diseño hidráulicoDiseño hidráulico• Aspectos constructivosAspectos constructivos• Topografía del lugarTopografía del lugar• Tipo de material en el cual Tipo de material en el cual

se construye el canal.se construye el canal.

Por motivos constructivos la forma Por motivos constructivos la forma de la sección más usada es la de la sección más usada es la trapecial, sin embargo también se trapecial, sin embargo también se utilizan otras secciones como la utilizan otras secciones como la cuadrada o rectangular.cuadrada o rectangular.

7.8.1 Cont. Canales7.8.1 Cont. Canales



Cuando la erosión es muy intensa pueden caer Cuando la erosión es muy intensa pueden caer al canal volúmenes importantes de material.al canal volúmenes importantes de material.

La “cuneta de guardia”, es una pequeña La “cuneta de guardia”, es una pequeña acequia paralela al canal que intercepta las acequia paralela al canal que intercepta las aguas que escurren superficialmente por el aguas que escurren superficialmente por el talud del cerro, y evita la erosión de dicho talud del cerro, y evita la erosión de dicho talud. Por similar motivo el camino de la berma talud. Por similar motivo el camino de la berma del valle se suele terminar con una solera y del valle se suele terminar con una solera y cuneta para canalizar las aguas lluvia y evitar cuneta para canalizar las aguas lluvia y evitar la erosión del talud del valle.la erosión del talud del valle.

c)c) Principales problemas en canalesPrincipales problemas en canales

Erosión del talud del cerro y valleErosión del talud del cerro y valleLa construcción de un canal inevitablemente La construcción de un canal inevitablemente significa una alteración de la ladera natural y significa una alteración de la ladera natural y estable del cerro, dejando un talud de mayor estable del cerro, dejando un talud de mayor pendiente y con vegetación nula o precaria. Lo que pendiente y con vegetación nula o precaria. Lo que obliga a una serie de trabajos como reforestación , obliga a una serie de trabajos como reforestación , construcción de muros de sostenimiento, cunetas construcción de muros de sostenimiento, cunetas de guardia con sus correspondientes bajadas de de guardia con sus correspondientes bajadas de agua.agua.

7.8.1 Cont. Canales7.8.1 Cont. Canales



CUNETA DE GUARDIA

Berma lado cerroPantalla de despliegue de Pantalla de despliegue de

contenido. Ir alternando contenido. Ir alternando pantallas con imágenes y fotos pantallas con imágenes y fotos

del gestor de contenidodel gestor de contenido

Filtraciones y subpresionesFiltraciones y subpresiones

Los revestimientos de los canales, por perfectos que Los revestimientos de los canales, por perfectos que sean, siempre dejan pasar filtraciones, que en ciertos sean, siempre dejan pasar filtraciones, que en ciertos caso pueden ser muy elevadas.caso pueden ser muy elevadas.

Por dicho motivo, en algunos canales se disponen Por dicho motivo, en algunos canales se disponen sistemas de drenaje, con lo que se evita que tras los sistemas de drenaje, con lo que se evita que tras los revestimientos el agua ya sea proveniente de las revestimientos el agua ya sea proveniente de las filtraciones o del terreno natural, aumente de nivel, filtraciones o del terreno natural, aumente de nivel, produciendo subpresiones que causen un colapso del produciendo subpresiones que causen un colapso del revestimiento del canal.revestimiento del canal.

Dicho colapso se puede producir en caso de descenso Dicho colapso se puede producir en caso de descenso brusco de nivel del canal, ya que en ese caso la napa no brusco de nivel del canal, ya que en ese caso la napa no alcanza a se equilibrada por la presión del agua desde el alcanza a se equilibrada por la presión del agua desde el interior del canal.interior del canal.

Otro efecto de las filtraciones es el lavado del terreno, que Otro efecto de las filtraciones es el lavado del terreno, que se produce por el arrastre de granos cada vez más se produce por el arrastre de granos cada vez más grandes, lo que puede producir derrumbes de la berma de grandes, lo que puede producir derrumbes de la berma de valle o deslizamientos del suelo.valle o deslizamientos del suelo.

c)c) Cont. Cont. Principales problemas en canalesPrincipales problemas en canales



En todos lo canales puede En todos lo canales puede haber una disminución de haber una disminución de su capacidad, que puede su capacidad, que puede ser brusca o paulatina, ser brusca o paulatina, estas últimas son más estas últimas son más difíciles de detectar.difíciles de detectar.

Es por ello que en el diseño se deja como seguridad una Es por ello que en el diseño se deja como seguridad una ““revancharevancha”, donde el borde superior del canal sobrepasa el nivel de ”, donde el borde superior del canal sobrepasa el nivel de aguas correspondiente al caudal máximo (desde 25 cm a 1m cerca aguas correspondiente al caudal máximo (desde 25 cm a 1m cerca de la cámara de carga). Su función es absorber sobreelevaciones de la cámara de carga). Su función es absorber sobreelevaciones producto de derrumbes, caudales en exceso, rechazos de carga, producto de derrumbes, caudales en exceso, rechazos de carga, aumentos de rugosidad el canal, etc. aumentos de rugosidad el canal, etc.

revancha

Disminución de capacidad

c)c) Cont. Cont. Principales problemas en canalesPrincipales problemas en canales



7.8.2 Canales cubiertos y túneles acueductos7.8.2 Canales cubiertos y túneles acueductos

Los canales cubiertos y los túneles acueductos o sin presión, son Los canales cubiertos y los túneles acueductos o sin presión, son desde el punto de vista hidráulico equivalentes a los canales desde el punto de vista hidráulico equivalentes a los canales descubiertos, ya que siempre tiene la superficie del agua al aire. descubiertos, ya que siempre tiene la superficie del agua al aire. Generalmente son excavados en roca y revestidos en hormigón.Generalmente son excavados en roca y revestidos en hormigón.

En túneles acueductos las formas de sección mas frecuentes son del En túneles acueductos las formas de sección mas frecuentes son del tipo medio punto y herradura normal. Ambas tienen la parte superior tipo medio punto y herradura normal. Ambas tienen la parte superior circular (efecto de arco) y el fondo plano (facilidad de tráfico).circular (efecto de arco) y el fondo plano (facilidad de tráfico).

Los canales cubiertos a diferencia de los túneles se construyen al Los canales cubiertos a diferencia de los túneles se construyen al exterior y luego se recubren artificialmente. Se usan principalmente exterior y luego se recubren artificialmente. Se usan principalmente para proteger e canal de derrumbes y para ligar un canal con un para proteger e canal de derrumbes y para ligar un canal con un túnel.túnel.

En zonas cordilleranas los túneles acueducto presentan ciertas En zonas cordilleranas los túneles acueducto presentan ciertas ventajas sobre los canales, como por ejemplo:ventajas sobre los canales, como por ejemplo:

Prácticamente no tienen problemas de mantenimientoPrácticamente no tienen problemas de mantenimiento En general tienen un comportamiento y resistencia muy En general tienen un comportamiento y resistencia muy

buenos ante los sismos.buenos ante los sismos. La construcción puede hacerse durante todo el año.La construcción puede hacerse durante todo el año. Últimamente se han reducido los costos de construcción.Últimamente se han reducido los costos de construcción. Permiten trazados más cortosPermiten trazados más cortos



Entrada túnel acueducto en

Río Batatas

Central El Guavio- Colombia



7.8.3 Túneles en Presión7.8.3 Túneles en Presión

En los túneles en presión el escurrimiento es a En los túneles en presión el escurrimiento es a sección llena, con presiones interiores que sección llena, con presiones interiores que pueden ir desde sólo algunos metros columna pueden ir desde sólo algunos metros columna de agua hasta sobre 100 m. Los túneles con de agua hasta sobre 100 m. Los túneles con presión media a alta requieren roca de alta presión media a alta requieren roca de alta calidad y revestimiento de hormigón de calidad y revestimiento de hormigón de espesores importantes. espesores importantes.

En general en la construcción se usa En general en la construcción se usa secciones circulares, que es la más eficiente secciones circulares, que es la más eficiente desde el punto de vista hidráulico, y en desde el punto de vista hidráulico, y en herradura normal que presenta ventajas desde herradura normal que presenta ventajas desde el punto de vista constructivo.el punto de vista constructivo.

Durante el funcionamiento los túneles en Durante el funcionamiento los túneles en presión no presentan mayores problemas; sin presión no presentan mayores problemas; sin embargo durante los vaciados y llenados, embargo durante los vaciados y llenados, especialmente de aquellos con presión especialmente de aquellos con presión relativamente alta, es necesario hacerlo en relativamente alta, es necesario hacerlo en forma lenta y controlada, para dar tiempo para forma lenta y controlada, para dar tiempo para que se distribuyan uniformemente las que se distribuyan uniformemente las presiones, se estabilicen las solicitaciones y presiones, se estabilicen las solicitaciones y deformaciones en la roca circundante.deformaciones en la roca circundante.



Cualquier discrepancia entre el valor de la Cualquier discrepancia entre el valor de la Pérdida de Carga Teórica y la medida, o en Pérdida de Carga Teórica y la medida, o en caso de constatarse alguna diferencia caso de constatarse alguna diferencia importante entre los niveles en la bocatoma y importante entre los niveles en la bocatoma y la chimenea de equilibrio, será el indicio de la chimenea de equilibrio, será el indicio de alguna anormalidad, ya sea una obstrucción en alguna anormalidad, ya sea una obstrucción en las rejas, cierre parcial de compuertas o los las rejas, cierre parcial de compuertas o los más grave un derrumbe en el interior del túnel.más grave un derrumbe en el interior del túnel.

Dada la experiencia de los últimos años en Dada la experiencia de los últimos años en Endesa se ha recomendado evitar el vaciado de Endesa se ha recomendado evitar el vaciado de túneles sin revestir, ya que existe la posibilidad túneles sin revestir, ya que existe la posibilidad de un derrumbe con los costos de reparación y de un derrumbe con los costos de reparación y lucro cesante que ello implica.lucro cesante que ello implica.



7.8.4 Tuberías en Presión7.8.4 Tuberías en Presión

Son conductos circulares, generalmente de Son conductos circulares, generalmente de planchas de acero soldado, que une la aducción planchas de acero soldado, que une la aducción con las turbinas. Pueden ser exteriores o con las turbinas. Pueden ser exteriores o subterráneas.subterráneas.

El diámetro está determinado principalmente por El diámetro está determinado principalmente por consideraciones económicas. El espesor ( y consideraciones económicas. El espesor ( y también el diámetro) depende de la presión también el diámetro) depende de la presión interior máxima, la que se produce durante interior máxima, la que se produce durante rechazos de carga por efecto del “golpe de ariete” rechazos de carga por efecto del “golpe de ariete” (aumento violento de la presión al reducir el (aumento violento de la presión al reducir el caudal). Lo anterior lleva a fijar las velocidades caudal). Lo anterior lleva a fijar las velocidades máximas de cierre de los alabes o inyectores que máximas de cierre de los alabes o inyectores que garanticen no se sobrepase la presión de diseño garanticen no se sobrepase la presión de diseño de la tubería. (Las sobrepresiones usuales varían de la tubería. (Las sobrepresiones usuales varían entre un 10 y 30% de la presión estática máxima).entre un 10 y 30% de la presión estática máxima).



Tubería en presión

Central coya de HCSA Pantalla de despliegue de Pantalla de despliegue de contenido. Ir alternando contenido. Ir alternando


7.9 DESARENADORES7.9 DESARENADORES

Algunos ríos acarrean importantes cantidades de arena en Algunos ríos acarrean importantes cantidades de arena en suspensión, la que es necesario limitar por dos razones suspensión, la que es necesario limitar por dos razones básicas:básicas:

Evitar la decantación en curvas, ensanches y Evitar la decantación en curvas, ensanches y otras zonas en que el escurrimiento baja de otras zonas en que el escurrimiento baja de velocidad.velocidad.

Evitar o reducir el desgaste por abrasión en Evitar o reducir el desgaste por abrasión en turbinas, tuberías y otros equipos.turbinas, tuberías y otros equipos.

En el desarenador el agua escurre en una gran sección En el desarenador el agua escurre en una gran sección mojada, es decir con velocidad muy baja lo que permite mojada, es decir con velocidad muy baja lo que permite decantar los granos de arena, e incluso limo en algunos decantar los granos de arena, e incluso limo en algunos casos.casos.

Según el método de remoción de la arena acumulada, se Según el método de remoción de la arena acumulada, se pueden clasificar en continuos y discontinuos.pueden clasificar en continuos y discontinuos.

Los desarenadores de purga continua en general requieren Los desarenadores de purga continua en general requieren de menos mantenimiento y preocupación, salvo controlar el de menos mantenimiento y preocupación, salvo controlar el caudal de purga, el que se debe variar según el caudal caudal de purga, el que se debe variar según el caudal sólido que arrastra la aducción. sólido que arrastra la aducción.



En los desarenadores de purga discontinua, se deja En los desarenadores de purga discontinua, se deja que se decante primero la arena hasta que se llene la que se decante primero la arena hasta que se llene la batea correspondiente. Para la limpieza se vacía la batea correspondiente. Para la limpieza se vacía la batea y se extrae la arena por medios hidráulicos o con batea y se extrae la arena por medios hidráulicos o con maquinaria pesada. Este tipo de desarenadores exige maquinaria pesada. Este tipo de desarenadores exige que haya por lo menos dos bateas, para no tener que que haya por lo menos dos bateas, para no tener que dejar fuera de servicio la aducción.dejar fuera de servicio la aducción.



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CENTRALES HIDROELECTRICAS

UNIDAD 8UNIDAD 8

8.18.1 INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN

8.28.2 POTENCIA HIDRÁULICAPOTENCIA HIDRÁULICA

8.38.3 CÁLCULO ESTIMADO DE LA POTENCIA DE UNA ÁLCULO ESTIMADO DE LA POTENCIA DE UNA CENTRALCENTRAL

8.48.4 CONCEPTOS GENERALES SOBRE CENTRALES CONCEPTOS GENERALES SOBRE CENTRALES HIDROELÉCTRICASHIDROELÉCTRICAS

8.58.5 TIPOS DE CENTRALESTIPOS DE CENTRALES

8.68.6 PARTES QUE COMPONEN UNA CENTRALPARTES QUE COMPONEN UNA CENTRAL

8.3 8.3 CÁLCULO ESTIMADO DE LA CÁLCULO ESTIMADO DE LA POTENCIA DE UNA CENTRALPOTENCIA DE UNA CENTRAL

H

Introduciendo un factor estimado por rendimiento y pérdidas de carga, se tiene que la potencia es

P = η·9,8 ·Q·HN (Kw)

Las pérdidas de carga son:

Hidráulicas = friccionales, singulares

Mecánicas = pérdidas en turbina (ηm)

Eléctricas = pérdidas en generador (ηe)

Q (m3/s)

Luego la potencia se puede calcular aproximadamente como:

P = 8,7 · Q· HN (Kw) , Potencia en bornes de salida del generador.

En que HN = H – Perdidas de carga hidráulicas = Altura neta de caída.

HN



8.5 8.5 TIPOS DE CENTRALESTIPOS DE CENTRALES

8.5.1 8.5.1 Según la forma de cómo se obtiene la Según la forma de cómo se obtiene la altura de caída:altura de caída:

Mediante canal de aducciónMediante canal de aducciónEn que la altura se obtiene En que la altura se obtiene mediante el recorrido de un canal o mediante el recorrido de un canal o túnel con menor pendiente que la túnel con menor pendiente que la del río. Central Abanico, Loma del río. Central Abanico, Loma Alta.Alta.

Mediante una presaMediante una presaSe genera un embalse, donde se Se genera un embalse, donde se tiene centrales de dos tipos:tiene centrales de dos tipos:

• De pie de presa. Centrales De pie de presa. Centrales Rapel, Pangue, (Chile), Rapel, Pangue, (Chile), Betania (Colombia)Betania (Colombia)

• Con canal o túnel de Con canal o túnel de aducción. Central Ralco aducción. Central Ralco (Chile). El Guavio (Colombia).(Chile). El Guavio (Colombia).

Las centrales hidroeléctricas se pueden clasificar de diferentes maneras:




8.5.2 8.5.2 Según capacidad de regulaciónSegún capacidad de regulación::

De De pasadapasadaLas centrales que se originan mediante una Las centrales que se originan mediante una bocatoma y una aducción suelen dar origen bocatoma y una aducción suelen dar origen a las centrales de pasada en que se capta y a las centrales de pasada en que se capta y genera directamente el agua del río. Tienen genera directamente el agua del río. Tienen escasa o nula capacidad de regulación. Se escasa o nula capacidad de regulación. Se instalan potencias que tengan relación con el instalan potencias que tengan relación con el caudal medio del río.caudal medio del río.

De embalseDe embalse..Las centrales que se originan mediante una Las centrales que se originan mediante una presa se denominan centrales de embalse y presa se denominan centrales de embalse y son capaces de almacenar el agua del río son capaces de almacenar el agua del río para generarlo de acuerdo con las para generarlo de acuerdo con las necesidades del sistema eléctrico.necesidades del sistema eléctrico.

Según las magnitudes relativas del volumen Según las magnitudes relativas del volumen de regulación y del caudal medio anual del de regulación y del caudal medio anual del río, las centrales de embalse pueden ser de río, las centrales de embalse pueden ser de regulación:regulación:

Horaria, Diaria, Mensual, Horaria, Diaria, Mensual, Estacional, Interanual.Estacional, Interanual.




8.5.38.5.3 Según la forma de funcionarSegún la forma de funcionar : :

Central de BaseEstas centrales funcionan dando la Estas centrales funcionan dando la base de la curva de demanda. Luego base de la curva de demanda. Luego su factor de planta es alto y su factor de su factor de planta es alto y su factor de utilización es bajo. Generalmente son utilización es bajo. Generalmente son de pasada, por ejemplo Central Sauzal. de pasada, por ejemplo Central Sauzal.

Central de PuntaFuncionan dando las puntas de la Funcionan dando las puntas de la demanda, en horas de máximo demanda, en horas de máximo consumo. Su factor de planta es bajo y consumo. Su factor de planta es bajo y su factor de utilización es alto. su factor de utilización es alto. Generalmente son de embalse, por Generalmente son de embalse, por ejemplo: Central El Toro, Rapel.ejemplo: Central El Toro, Rapel.

Base

Punta

P

T




8.5.4 Según ubicación de la casa de 8.5.4 Según ubicación de la casa de máquinas:máquinas:

Casa de máquinas subterránea o Casa de máquinas subterránea o caverna. Por ejemplo Central El caverna. Por ejemplo Central El Toro, Pehuenche, Pangue, Ralco.Toro, Pehuenche, Pangue, Ralco.

Casa de máquinas exterior. Por Casa de máquinas exterior. Por ejemplo Central Antuco, Loma ejemplo Central Antuco, Loma Alta, Curillinque, Sauza.Alta, Curillinque, Sauza.



8.6 8.6 PARTES QUE COMPONEN UNA CENTRALPARTES QUE COMPONEN UNA CENTRAL

Una central en general tiene las siguientes obras hidráulicas:

• Obra de toma

• Desripiador y Desarenadores.

• Obras de Aducción: Canales, túneles, tuberías.

• Obras de descarga.

• Estanque de sobrecarga

• Cámara de carga o Chimenea de equilibrio.

• Tubería de presión

• Turbinas y casa de máquinas

• Canal de evacuación

En río Bocatomas

Embalses (presas)

¡¡Felicitaciones!!Ha finalizado la unidad y el curso de hidráulica aplicada.Es hora de revisar si ha aprendido en la última unidad.

Lo invitamos a realizar la última ACTIVIDAD .Si desea, puede volver a repasar los contenidos que estime necesario.

• REPASAR LOS CONTENIDOS

• REALIZAR LA ACTIVIDAD

VOZ EN OFF:

7.5 obras de entrega permiten extraer caudales desde la presa en la cantidad que se desee, en forma...

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