caudal aprovechable

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caudal Aprovechable

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La cuenca hidrogrfica se define como una unidad territorial en la cual el agua que cae por precipitacin se rene y escurre a un punto comn o que fluye toda al mismo ro, lago, o mar. Tambin se define como una unidad fisiogrfica conformada por la reunin de un sistema de cursos de ros de agua limitados por el relieve que cobija a la flora y fauna del sector. Al proteger el estado de nuestras cuencas hidrogrficas, podemos preservar y mejorar la calidad de vida de nuestros ecosistemas. Vase figura a continuacin.Fuente: www.escuelapedia.com

Por otro lado, defnase al ro (recurso hdrico) como corriente continua de agua que desembocan en el mar, en otro ro o en un lago. Los ros tienen las siguientes caractersticas:CURSO. Es lo que se conoce como recorrido del ro. El recorrido de un ro se divide en: curso alto, curso medio y curso bajo.CAUCE. Zona de terreno por la que discurre un ro.CAUDAL. Cantidad de agua que transporta un ro.RGIMEN. Variacin del caudal de un ro a lo largo del ao.

Durante el recorrido del rio en el curso convierte la energa potencial del agua a cierta altura en energa cintica. El fluido desciende de nivel y la energa potencial se convierte en cintica alcanzando mayor velocidad en el punto ms bajo; en este punto se le hace fluir por una turbina, lo que causa un movimiento rotatorio en un generador y este a su vez se convierte en energa elctrica ( recurso hidroelctrico).Una vez extrada la energa elctrica el agua se devuelve al ro para su curso normal, pudindose aprovechar de nuevo para obtener energa elctrica aguas abajo o para el consumo humano.Tenga en cuenta que se menciona solamente la descarga media. La descarga (flujo) vara continuamente de acuerdo a estaciones climticas del ao, as como a condiciones climatolgicas del momento, pluviosidad, escorrenta superficial, velocidad de saturacin del suelo, dispersin a corriente sub-superficial, etc.Para evaluar el recurso hidrico requiere saber de varias variables tales como:

la descarga de agua; diferencia de altura; las variaciones estacionales, los efectos dela topografa, etc.No se puede permitir tomar ms de una fraccin de la descarga total de agua.La evaluacin del recurso impone que se haga un anlisis detallado del flujo del caudal que fluye a lo largo del ao y sus fluctuaciones. As mismo debe establecerse la correlacin entre estos caudales y las variables climatolgicas, topografa del terreno, capacidad de absorcin del agua en el suelo, existencia de derivaciones que toman agua corriente arriba para uso agrcola, etc.Todo esto influencia el caudal; con estos valores se obtienen las primeras aproximaciones a Energa extrable. La potencia hdrica es funcin del caudal, de la densidad, de la diferencia de cotas en la cada y acta como constante de proporcionalidad la gravedad. Potencia=p* G*g* zDonde;p=densidadG= caudalg= gravedadz = diferencia de nivelesLuego hay una evaluacin geotcnica en la que debera establecerse donde se va a colocar algn tipo de represamiento o alternativamente de un canal o su tanque de asentamiento desde donde fluyen las tuberas de presin que conduzcan el agua hacia las tuberas ubicadas en la parte inferior.Los casos tpicos en zonas de montaas son de pequeas centrales

Figura. Pequea central hdrica con canal de derivacion directaFIGURA MINI CENTRAL HIDROELCTRICA CON REPRESAMIENTO ANTES DEL CANAL DE DERIVACIN

Ntese que el tanque de asentamiento est por debajo de la bocatoma a la derivacin (disminuyendo por tanto la altura efectiva) . Por otro lado la turbina estar ubicada por encima del lecho del rio, introduciendo una disminucin adicional de la z ( diferencia de nivel).Finalmente la tubera de presin y sus accesorios introducen prdidas de cabezal, por tanto la altura efectiva ser igual a restar las tres prdidas aqu indicadas del valor original de la diferencia de cotas, esto ser la denominada altura efectiva que se refiere a una diferencia de cotas efectiva.Evaluacin del recurso.Mtodo directo.- Se evala el caudal del ro en base a datos intermediarios en puntos seleccionados de la cuenca.Mtodo indirecto. Se usa datos meteorolgicos de la regin , especficamente de precipitacin complementado sobre datos hidrolgicos de cuencas y del tipo de sueloDatos estadsticos de caudal o de precipitacin se usan para determinar potencia de aprovechamiento hidralica,. Debe considerarse variacin a travs de los meses del ao. Se usa los histogramas y se determinan el caudal de mayor frecuencia estadstica. Del histograma se determina el caudal de diseo (GD) en m3 / s.Nota.- Se toma una fraccin del caudal total ( 20% - 40 % ). Debe tomarse en cuenta el impacto ambiental de derivar caudales mayores.5.1.1 Flujo EcolgicoEs el flujo mnimo de agua que se requiere para mantener el equilibrio ecolgico en las especies de flora y fauna que son caractersticas de la zona y otras consideraciones ambientales que se requiere mantener en cierto caudal a lo largo del lecho de rio.Los ros no son slo conductos de los cuales se extrae lo que se necesita y se desecha lo que no, sino que adems brindan servicios para los ecosistemas asociados.La escorrenta superficial es el agua que circula sobre la superficie de la cuenca; y es equivalente a la cantidad de precipitacin (pluviometra a la que se le ha sustrado el agua perdida y evapotranspiracin hacia el entorno, adems de la infiltracin al suelo)Al momento de determinar los efectos ecolgicos por el uso parcial del caudal, es necesario establecer cual es el caudal apropiado en determinado cuerpo de agua para conservar las actividades en los ecosistemas al que pertenecen; en particular su flora y fauna y; a su vez permita beneficiar a las comunidades humanas, sin afectar dichos ecosistemas acuticos.En la actualidad existen cuatro enfoques metodolgicos que son: hidrolgico, hidrulico, hidrobiolgico y holsticoMETODO HIDROLGICOEst basado en registros histricos de caudal (mensuales o diarios) a partir de los cuales se obtiene un caudal mnimo. Esta metodologa se fundamenta en la relacin estricta que existe entre el rgimen hidrolgico y el ecosistema existente, debido a que las especies dentro del ro se han adaptado y acostumbrado a las variaciones de caudal.Las ventajas de esta metodologa es su fcil aplicacin y poca inversin para toma de datos. La desventaja es que no toma en cuenta aspectos biolgicos y geomorfolgicos del cauce, lo cual no refleja las necesidades reales del ecosistema * Palau y Alcazar, 1996, Davis y Hirji 1999, Bernardo y Alves 2000.MTODO HIDRULICOEste mtodo usa relaciones entre el caudal del ro y alguna caracterstica del cauce (velocidad, profundidad, permetro mojado, mltiples interceptos) involucrando medidas especficas del cauce afectadas directamente por la variacin de caudal y que representan un factor limitante para las especies del ecosistema. Se aplica a las secciones transversales donde el mantenimiento del caudal es crtico o donde el hbitat hidralico es limitante para la vida acutica.MTODO GEOMORFOLOGICOConsiste en comprender la geomorfologa existente en el ro en conjunto con la modelacin del hbitat hidralico para determinar el caudal ecolgico ( sector, tramo, sitio, parche)Este mtodo fue propuesto por Thoms y Sheldom en ao 2002 y plantea los siguientes procedimientos: Determinacin de los hbitats fsicos y su relacin, mediante sensores, fotos areas, datos histricos y estudios de campo. Identificacin de caudales asociados con los hbitats fsicos y sus respectivas funciones; ubicados en las secciones transversales, caudal- hbitat. Identificacin de la firma hidrogrfica y su comportamiento en rgimen de caudales a ms de 100 aos y pulsos de inundacin en menos de un ao. Lo cual depende de conectividad longitudinal, los intercambios verticales, la conectividad lateral, los caudales de mantenimiento de los canales, los caudales mnimos y los caudales estacionalesEstablecimiento de opciones de manejo del caudal para determinar opciones de extraccin, as como el pronstico de inundacin en los niveles de prioridad para conservar el hbitat ecolgico y en que zonas sucedern. Los pulsos que superen el nivel de prioridad corresponden al caudal que puede ser utilizado en consumoMETODO HOLISTICOSe basa en el enfoque o aproximacin de la construccin del rgimen de caudal modificado mediante la adicin de componentes de caudal a una lnea base de caudal cero, antes que los sistemas acuticos cambienA continuacin se mencionan algunos de los principales mtodos holsticos

Aproximacin Holstica (Holistic Approach): (Arthingtonet al.1992; Davies et al. 1996; Arthington 1998; Petitet al. 2001). Building Block Methodology (BBM): (King y Louw 1998; Kinget al.2000). Evaluacin por Grupo de Expertos (Expert Panel Assessment Method-EPAM): (Swales y Harris 1995). Evaluacin por Equipo Cientfico (Scientific Panel Assessment Method-SPAM): (Thoms et al. 1996; Cottinghamet al.2002). Anlisis del Hbitat (Habitat Analysis Method): (Walteret al.1994; Burgess y Vanderbyl 1996; Arthington 1998). Evaluacin Comparativa (Benchmarking Methodology): (Brizgaet al.2001, 2002), top-down. Plan de Manejo de Caudal Ambiental (Environmental Flow Management Plan Method-FMP): (Muller 1997; DWAF 1999). Mtodo del Ro Babingley (River Babingley (Wissey) Method: (Pettset al.1999). Respuesta Aguas Abajo a Transformaciones Impuestas al Caudal (Downstream Response to Imposed Flow Transformations-DRIFT): (Kinget al.2003; Arthingtonet al.2003a), top-down. Metodologa BBM-DRIFT Adaptada: (Stewardet al.2002), top-down. Mtodo de Restauracin del Caudal (Flow Restoration Methodology-FLOWRESM): (Arthingtonet al.1999; Arthingtonet al.2000). Mtodo de Eventos de Caudal (Flow Events Method-FEM): (Stewardson y Cottingham 2002), topdown.

Dentro del contexto ecuatoriano la principal fuente de informacin relacionada al recurso hidrico corresponde a los datos historicos del INAMHI, de la informacion relacionada a:- CAUDALES y NIVELES

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