seps trabajo fianl jimmy ch. p

1 Anlisis De Sistemas De Potencia I

NDICE

SISTEMAS DE GENERACIN ELCTRICA

1. GENERACIN DE LA ENERGA ELECTRICA

2. CENTRALES ELCTRICAS

3. TIPOS DE CENTRALES

3.1 INTRODUCCIN A LAS CENTRALES EOLICAS

3.2 INTRODUCCION A LAS CENTRALES HIDRULICAS O HIDROELCTRICAS

3.3 INTRODUCCIN A LAS CENTRALES NUCLEARES

3.4 CENTRALES MAREOMOTRICES

3.4.1 QU ES LA ENERGA MAREOMOTRIZ?

3.4.2 CMO SE APROVECHA LA ENERGA MAREOMOTRIZ?

3.4.3 DNDE SE APROVECHA LA ENERGA MAREOMOTRI?

3.4.3.1 TURBINA TIPO BULBO

3.4.3.2 TURBINA STRAFLO

3.4.3.3 TURBINA TUBULAR

3.4.4 VENTAJAS DE LA ENERGA MAREOMOTRIZ

3.4.5 DESVENTAJAS DE LA ENERGA MAREOMOTRIZ

4 CENTRALES TRMICAS

4.1 CENTRALES TRMICAS SOLARES

4.2 CENTRALES GEOTRMICAS

4.3 CENTRALES HIDROTRMICAS

5 CENTRALES ELICAS I

6 CLASIFICACIN DE LAS CENTRALES

6.1 CENTRALES DE BASE O CENTRALES PRINCIPALES

6.2 CENTRALES DE PUNTA

6.3 CENTRALES DE RESERVA

6.4 CENTRALES DE SOCORRO

7 CENTRALES HIDROELCTRICAS

7.1 COMPONENTES DE UNA CENTRAL HIDROELCTRICA

7.1.1 EMBALSE

7.1.2 VLVULA

7.1.3 TURBINA

7.1.4 ALTERNADOR


7.1.5 RED ELCTRICA

7.1.6 TRANSFORMADOR

7.2 TURBINA PELTON

7.2.1 FUNCIONAMIENTO

7.3 COMPONENTES

7.3.1 INYECTOR

7.3.2 CMARA DE DISTRIBUCIN.

7.3.3 DISTRIBUIDOR

7.3.4 RODETE

7.4 RODETE FRANCIS

7.4.1 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

7.5 VENTAJAS DE UNA CENTRAL HIDROELCTRICA

7.6 TODA CENTRAL HIDROELCTRICA DEBE CONTAR

7.7 CLASIFICACIN DE CENTRALES HIDROELCTRICAS

7.7.1 CENTRALES DE PASADA

7.7.2 CENTRALES DE AGUA EMBALSADA

7.7.2.1 CENTRALES DE REGULACIN

7.7.2.2 CENTRALES DE BOMBEO O CENTRALES DE

ACUMULACIN

7.7.2.3 CENTRALES DE ALTA PRESIN

7.7.2.4 CENTRALES DE MEDIA PRESIN

7.7.2.5 CENTRALES DE BAJA PRESIN

8 COMPONENTES DE LAS CENTRALES

9 CONCEPTOS HIDRULICOS

9.1 NIVEL Y COTA

9.3 CAUDAL Y AFORO

9.3 CARGA Y PRDIDA DE CARGA

9.4 SALTO DE AGUA

9.4 SALTO BRUTO O SALTO REAL O SALTO TOTAL

9.6 SALTO TIL O SALTO NETO

9.7 EMBALSE

9.8 PRESAS


10 CENTRALES NUCLEARES

10.1 FUNCIONAMIENTO DE LA CENTRAL NUCLEAR PARTES

PRINCIPALES DE UNA CENTRAL NUCLEAR

10.2 REPERCUSIONES AMBIENTALES DE LA ENERGA NUCLEAR

10.3 ALMACENAMIENTO DE LOS RESIDUOS RADIACTIVOS

10.4 SISTEMA DE REFRIGERACIN EN UNA CENTRAL NUCLEAR

10.5 SEGURIDAD EN LA CENTRAL NUCLEAR

10.6 PRINCIPALES REACTORES

10.6.2 REACTOR PWR PRESSURIZED WATER

10.6.2 REACTOR PHWR PRESSURIZED HEAVY WATER

10.6.3 REACTOR BWR BOILING WATER:

10.6.4 REACTOR HWR HEAVY WATER

10.6.5 REACTOR GCR GAS COOLED

11.6.6 REACTORES AVANZADOS

11 CENTRALES ELICAS II

11.1 ORIGEN DE LA ENERGA ELICA

11.2 CMO SE APROVECHA LA ENERGA ELICA?

11.3 PARTES DE UN AEROGENERADOR

11.4 DNDE SE APROVECHA EL VIENTO?

11.5 CUNTA ENERGA PUEDE SUMINISTRAR UN PARQUE ELICO?

11.6 TIPOLOGA DE LOS AEROGENERADORES

11.7 POR LA POSICIN DEL AEROGENERADOR

11.8 POR LA ORIENTACIN DEL EQUIPO CON RESPECTO AL VIENTO:

11.9 POR EL NUMERO DE PALAS

12 CENTRALES SOLARES

12.1 CUNTA ENERGA PUEDE SUMINISTRAR UNA INSTALACIN

SOLAR TRMICA?

12.2 CMO SE APROVECHA LA ENERGA SOLAR FOTOVOLTAICA?

12.2 DNDE SE APROVECHA LA ENERGA SOLAR FOTOVOLTAICA?

12.4 CUNTA ENERGA PUEDE SUMINISTRAR UNA INSTALACIN

SOLAR FOTOVOLTATICA?

12.5 DESCRIPCIN DE LAS PLANTAS SOLARES

12.6 VENTAJAS DE LA ENERGA SOLAR FOTOVOLTAICA

13 CENTRALES GEOTRMICAS


13.1 EXTRACCIN DE ENERGA GEOTRMICA

13.2 ENERGIA GEOTRMICA

14 CENTRALES DE LA BIOMASA

14.1 QU ES LA ENERGA DE LA BIOMASA?

14.2 TIPOS DE BIOMASA

14.3 EN QU INSTALACIONES ES POSIBLE UTILIZARLA?

14.4 CMO SE APROVECHA LA ENERGA DE LA BIOMASA?

14.5 VENTAJAS AMBIENTALES DEL USO ENERGTICO DE LA BIOMASA

14.6 VENTAJAS SOCIOECONMICAS DEL USO ENERGTICO DE LA BIOMASA

15 SISTEMA DE SUMINISTRO ELECTRICO

16 CRITICA

17 APORTE

17.1 LA COGENERACIN

17.2 ENFRIADOR EVAPORATIVO

17.3 ENFRIAMIENTO CON INTERCAMBIADOR

17.4 CICLOS DE COLA EN MOTORES

17.5 TIPOS DE PLANTAS DE COGENERACIN

17.5.1 COGENERACIN CON TURBINAS DE GAS EN CICLO SIMPLE

17.5.2 COGENERACIN CON TURBINA DE VAPOR

17.5.3 COGENERACIN EN CICLO COMBINADO CON TURBINA DE GAS

17.5.4 COGENERACIN CON MOTOR ALTERNATIVO DE GAS O FUEL EN CICLO

SIMPLE

17.5.5 COGENERACIN EN CICLO COMBINADO CON MOTOR ALTERNA

17.6 TRIGENERACIN

17.7 APLICACIONES DE LA COGENERACIN CON TURBINA DE GAS

18 CONCLUSIONES

19 RECOMENDACIONES

20 BIBLIOGRAFA


SISTEMAS DE GENERACIN ELCTRICA

4. GENERACIN DE LA ENERGA ELECTRICA

En general, la generacin de energa elctrica consiste en transformar alguna

clase de energa (qumica, cintica, trmica o lumnica, nuclear, solar entre

otras), en energa elctrica. Para la generacin

industrial se recurre a instalaciones denominadas

centrales elctricas, que ejecutan alguna de las

transformaciones citadas. Estas constituyen el primer

escaln del sistema de suministro elctrico. La

generacin elctrica se realiza, bsicamente, mediante

un generador; si bien estos no difieren entre s en cuanto

a su principio de funcionamiento, varan en funcin a la

forma en que se accionan. Explicado de otro modo,

difiere en qu fuente de energa primaria utiliza para

convertir la energa contenida en ella, en energa

elctrica.

Desde que se descubri la corriente alterna y la forma

de producirla en los alternadores, se ha llevado a cabo

una inmensa actividad tecnolgica para llevar la energa elctrica a todos los

lugares habitados del mundo, por lo que, junto a la construccin de grandes y

variadas centrales elctricas, se han construido sofisticadas redes de transporte

y sistemas de distribucin. Sin embargo, el aprovechamiento ha sido y sigue

siendo muy desigual en todo el planeta. As, los pases industrializados o

del primer mundo son grandes consumidores de energa elctrica, mientras que

los pases en vas de desarrollo apenas disfrutan de sus ventajas.

La demanda de energa elctrica de una ciudad, regin o pas tiene una variacin

a lo largo del da. Esta variacin es funcin de muchos factores, entre los que

destacan: tipos de industrias existentes en la zona y turnos que realizan en su

produccin, climatologa extremas de fro o calor, tipo de electrodomsticos que

se utilizan ms frecuentemente, tipo de calentador de agua que haya instalado

en los hogares, la estacin del ao y la hora del da en que se considera la

demanda. La generacin de energa elctrica debe seguir la curva de demanda

y, a medida que aumenta la potencia demandada, se debe incrementar la

potencia suministrada. Esto conlleva el tener que iniciar la generacin con

unidades adicionales, ubicadas en la misma central o en centrales reservadas

para estos perodos. En general los sistemas de generacin se diferencian por el

periodo del ciclo en el que est planificado que sean utilizados; se consideran de

base la nuclear y la elica, de valle la termoelctrica de combustibles fsiles, y

de pico la hidroelctrica principalmente (los combustibles fsiles y la

hidroelctrica tambin pueden usarse como base si es necesario).


Dependiendo de la fuente primaria de energa utilizada, las centrales

generadoras se clasifican en qumicas cuando se utilizan plantas de

radioactividad, que generan energa elctrica con el contacto de esta,

termoelctricas (de carbn, petrleo, gas, nucleares y solares termoelctricas),

hidroelctricas (aprovechando las corrientes de los ros o del mar:

mareomotrices), elicas y solares fotovoltaicas. La mayor parte de la energa

elctrica generada a nivel mundial proviene de los dos primeros tipos de

centrales reseados. Todas estas centrales, excepto las fotovoltaicas, tienen en

comn el elemento generador, constituido por un alternador de corriente, movido

mediante una turbina que ser distinta dependiendo del tipo de energa primaria

utilizada.

Por otro lado, un 64 % de los directivos de las principales empresas elctricas

consideran que en el horizonte de 2018 existirn tecnologas limpias, WN,

accesibles y renovables de generacin local, lo que obligar a las grandes

corporaciones del sector a un cambio de mentalidad.

5. CENTRALES ELCTRICAS

Una central elctrica es una instalacin capaz de convertir la energa mecnica

en energa elctrica.

Las principales fuentes de energa son el agua, el gas, el uranio, el viento y la

energa solar. Estas fuentes de energa primaria para mover los labes de una

turbina, que a su vez est conectada en un generador elctrico.

Hay que tener en cuenta que hay instalaciones de generacin donde no

se realiza la transformacin de energa mecnica en electricidad

Una central productora de energa es cualquier instalacin que tenga

como funcin transformar energa potencial en trabajo.

Las centrales elctricas son las diferentes plantas encargadas de la produccin

de energa elctrica y se sitan, generalmente, en las cercanas de fuentes

de energa bsicas (ros, yacimientos de carbn, etc.). Tambin pueden

ubicarse prximas a las grandes ciudades y zonas industriales, donde el

consumo de energa es elevado.


Los generadores o alternadores son las mquinas encargadas de la

obtencin de la electricidad. Estas maquinarias son accionadas por motores

primarios. El motor primario junto con el generador forma un conjunto

denominado grupo.

6. TIPOS DE CENTRALES

Los diferentes tipos de centrales elctricas dependen de las distintas materias

primas empleadas para obtener la energa elctrica. Se diferencian en la energa

potencial primaria que origina la transformacin.

6.1 INTRODUCCIN A LAS CENTRALES ELICAS

La energa elica se obtiene mediante el movimiento del aire, es decir, de

la energa cintica generada por efecto de las corrientes de aire o de las

vibraciones que el dicho viento produce. Los molinos de viento se han usado

desde hace muchos siglos para moler el grano, bombear agua u otras tareas que

requieren una energa. En la actualidad se usan aerogeneradores para generar

electricidad, especialmente en reas expuestas a vientos frecuentes, como

zonas costeras, alturas montaosas o islas. La energa del viento est

relacionada con el movimiento de las masas de aire que se desplazan de reas

de alta presin atmosfrica hacia reas adyacentes de baja presin, con

velocidades proporcionales al gradiente de presin.2

El impacto medioambiental de este sistema de obtencin de energa es

relativamente bajo, pudindose nombrar el impacto esttico, porque deforman el

paisaje, la muerte de aves por choque con las aspas de los molinos o la

necesidad de extensiones grandes de territorio que se sustraen de otros usos.

Adems, este tipo de energa, al igual que la solar o la hidroelctrica, estn

fuertemente condicionadas por las condiciones climatolgicas, siendo aleatoria

la disponibilidad de las mismas.

Estas centrales utilizan a los vientos o corrientes de aire para generar la energa

elctrica.

Su utilizacin se limita a situaciones especiales debida a que la obtencin de

energa elctrica a travs de estas centrales, tiene un elevado costo

El viento puede ser aprovechado a partir de ciertas velocidades (mnima 6 m/s),

solo en las centrales elicas de un tamao considerable. Los aerogeneradores o

turbinas elicas son aquellas mquinas que superan algunas decenas de kW.

An se desconoce la manera de regular la produccin que estas mquinas

aportan.


6.2 INTRODUCCION A LAS CENTRALES HIDRULICAS O

HIDROELCTRICAS:

Una central hidroelctrica es aquella que se utiliza para la generacin de energa

elctrica mediante el aprovechamiento de la energa potencial del agua

embalsada en una presa situada a ms alto nivel que la central. El agua se lleva

por una tubera de descarga a la sala de mquinas de la central, donde mediante

enormes turbinas hidrulicas se produce la electricidad en alternadores. Las dos

caractersticas principales de una central hidroelctrica, desde el punto de vista

de su capacidad de generacin de electricidad son:

La potencia, que es funcin del desnivel existente entre el nivel medio del

embalse y el nivel medio de las aguas debajo de la central, y del caudal mximo

turbinable, adems de las caractersticas de la turbina y del generador.

La energa garantizada en un lapso determinado, generalmente un ao, que est

en funcin del volumen til del embalse, de la pluviometra anual y de la potencia

instalada.

La potencia de una central hidroelctrica puede variar desde unos pocos MW,

hasta varios GW. Hasta 10 MW se consideran mini centrales. En China se

encuentra la mayor central hidroelctrica del mundo (la Presa de las Tres

Gargantas), con una potencia instalada de 22.500 MW. La segunda es

la Represa de Itaip (que pertenece a Brasil y Paraguay), con una potencia

instalada de 14.000 MW en 20 turbinas de 700 MW cada una.

Esta forma de energa posee problemas medioambientales al necesitar la

construccin de grandes embalses en los que acumular el agua, que es sustrada

de otros usos, incluso urbanos en algunas ocasiones.

El costo de construccin de estas centrales es elevado pero se compensan con

los bajos gastos de explotacin y mantenimiento luego la puesta en marcha de

las mismas. Como consecuencia de esto, las centrales hidrulicas son las ms

rentables en comparacin con los restantes tipos. Estas centrales suelen

ubicarse lejos de los grandes centros de consumo y el lugar de asentamiento

de las mismas est condicionado por las caractersticas del terreno (con

grandes pendientes).

Las turbinas hidrulicas son accionadas por el agua como consecuencia

de la energa cintica o a la de presin que ha desarrollado en su descenso.

Anteriormente, el agua es retenida, encauzada y controlada.


Los modelos ms relevantes de estas mquinas motrices son las turbinas: Pelton,

Francis, Kaplan, Hlice.


6.3 INTRODUCCIN A LAS CENTRALES NUCLEARES

Una central o planta nuclear o atmica es una instalacin industrial empleada para la generacin de energa elctrica a partir de energa nuclear. Se caracteriza por el empleo de combustible nuclear fisionable que mediante reacciones nucleares proporciona calor que a su vez es empleado, a travs de un ciclo termodinmico convencional, para producir el movimiento de alternadores que transforman el trabajo mecnico en energa elctrica. Estas centrales constan de uno o ms reactores.

Una central nuclear tiene cuatro

partes:

El reactor: en el que se produce la fisin.

El generador de vapor: en el que el calor producido por la fisin se usa para

hacer hervir agua

La turbina: que produce electricidad con la energa contenida en el vapor

El condensador: en el cual se enfra el vapor, convirtindolo en agua lquida.

La produccin de energa se logra mediante la transformacin previa de la

energa nuclear.

Un combustible nuclear, el uranio, y un reactor nuclear reemplazan a los

combustibles y a la caldera de la central trmica. En el reactor tiene lugar la fisin

del uranio (rotura en cadena de los ncleos de los tomos de este elemento

qumico), que al liberar una gran cantidad de energa origina el calor preciso

para la obtencin del vapor de agua.

Los tres combustibles fisionables conocidos son: uranio 235, plutonio 239 y

uranio 233. El primero de estos combustibles es el nico que se encuentra

disponible en la naturaleza.

Las centrales nucleares o termonucleares utilizan las turbinas de vapor como

maquinas motrices.

El reactor y los sistemas de instalacin deben ser sometidos a una continua

refrigeracin, por lo tanto, la localizacin de estas centrales depende de la

disponibilidad de caudales de agua de valor determinado y regular.


La presente demanda de energa puede ser satisfecha en forma suficiente con

el rendimiento logrado por las centrales hidrulicas, trmicas y nucleares.

Las siguientes centrales presentan una serie de dificultades econmicas y

tcnicas. Los rendimientos obtenidos con las mismas son bajos en

comparacin con las centrales anteriores.

Estas centrales se construyeron con el propsito de aprovechar al mximo

los recursos energticos naturales, pero presentan un alto costo de construccin

y una escasa prestacin de energa elctrica.

FUNCIONAMIENTO

Una central nuclear se basa en el aprovechamiento del calor para mover una

turbina por la accin del vapor de agua, la cual est conectada a un generador

elctrico. Para conseguir el vapor de agua se utiliza como combustible el uranio

o el plutonio.

El proceso se puede simplificar en cinco fases:

Debido a la fisin del uranio que se lleva a cabo en el reactor nuclear, se

libera una gran cantidad de energa que calienta el agua hasta evaporarla.

Este vapor se transporta al conjunto turbinagenerador mediante un

circuito de vapor.

Una vez ah, las aspas de la turbina giran por la accin del vapor y

mueven el generador que trasforma la energa mecnica en electricidad.

Una vez el vapor de agua ha pasado por la turbina, se enva a un

condensador donde se enfra y se vuelve lquido.

Y nuevamente se transporta el agua para volver a conseguir vapor,

cerrando as el circuito del agua.


6.4 CENTRALES

MAREOMOTRICES

Las centrales mareomotrices utilizan el

flujo y reflujo de las mareas. En general,

puede ser tiles en zonas costeras

donde la amplitud de la marea sea

amplia y las condiciones morfolgicas

de la costa permitan la construccin de

una presa que corte la entrada y salida

de la marea en una baha. Se genera

energa tanto en el momento del

llenado como en el momento del

vaciado de la baha.

Actualmente se encuentra en

desarrollo la explotacin comercial de la conversin en electricidad del potencial

energtico que tiene el oleaje del mar, en las llamadas centrales undimotrices.

La energa elctrica es consecuencia de la energa de las mareas. Parten del

cambio de nivel peridico y las corrientes de agua de mares, ocanos, lagos, etc.

Cuando la marea est alta, se retiene agua del mar en la zona de embalse; al

bajar la marea,

el agua retorna al mar a travs de las maquinas, haciendo funcionar las mismas.

El conjunto de "mquina motriz generador" se denomina grupo-bulbo y en

su interior se ubican un generador, los equipos correspondientes y una hlice

(turbina elctrica del tipo Kaplan de eje horizontal o inclinado).

6.4.1 QU ES LA ENERGA MAREOMOTRIZ?

La energa mareomotriz es el aprovechamiento energtico del desnivel de agua

que se produce como consecuencia de las mareas

6.4.2 CMO SE APROVECHA LA ENERGA

MAREOMOTRIZ?

El aprovechamiento de energa mareomotriz consiste en

mover una turbina gracias a la energa potencial

acumulada en el agua. La turbina, que lleva acoplada un

generador elctrico, produce la electricidad suficiente

para su vertido a la red elctrica y su consumo en las

viviendas e industrias.


6.4.3 DNDE SE APROVECHA LA ENERGA

MAREOMOTRIZ?

El aprovechamiento de esta energa puede hacerse en

determinadas zonas de la costa que presentan unos

desniveles adecuados. Sin embargo, no son muchas las

zonas propicias para ello y casi siempre conllevan

importantes obras de infraestructura que suponen un

gran impacto ambiental y un importante coste econmico.

El principio de conversin de energa consiste en el uso

de una diferencia de niveles de agua ocenica a ambos lados de un dique que

encierra un rea ocenica mediante compuertas que se cierran para que quede

retenida durante las altas mareas.

La diferencia de niveles causa una diferencia de presiones de agua dentro y fuera

del dique, y bajo esta diferencia de presiones los chorros de agua que pasan a

travs del dique hacen rotar sistemas hidroturbinas-generadores produciendo de

este modo energa elctrica

Se instalan compuertas para que quede retenida durante las altas mareas.

Estas se abren durante las bajas mareas, dando paso a un salto de agua que

hace girar la turbina.

ESQUEMA DE UNA CENTRAL MAREOMOTRIZ

El uso de dicho principio tradicional de produccin de energa elctrica tiene una

desventaja cardinal: la energa elctrica se genera no constantemente, sino

cclicamente conforme a los ciclos de mareas.

Esto significa que hay una secuencia de periodos alternantes de ausencia y

generacin de energa elctrica con un perodo igual al perodo de mareas

ocenicas (aproximadamente 6 horas), que en la prctica causa serias

incomodidades al usar la energa elctrica obtenida por medio de dicho principio.

Los lugares adecuados para instalar centrales mareomotrices son escasos ya

que, para que funcionen eficazmente, deben estar situadas en la desembocadura

de un ro donde las mareas sean muy amplias (5 metros por lo menos).


Adems, hay que construir un dique de cierre y disponer de una red elctrica en

las cercanas que supla la intermitencia de la produccin dependiente del horario

de las mareas

As, antes de proceder a

la instalacin definitiva de la central, se tendrn que estudiar las caractersticas

ecolgicas y biolgicas del lugar elegido para poder valorar la idoneidad del

emplazamiento.

El lugar seleccionado para montar una central mareomotriz debe contar con

fuertes mareas para que la amplitud sea grande, con un gran depsito de agua,

de forma que las mareas se presenten en reas restringidas para que la obra a

realizar tenga las menores dimensiones, con el fin de que el costo sea bajo. Con

todo, se ha cifrado el potencial aprovechable de esta fuente energtica en unos

15,000 MW.

CICLO MAREMOTRIZ ELEMENTAL DE EFECTO SIMPLE


Por otro lado, como los saltos hidrulicos en las posibles centrales

Mareomotrices siempre sern inferiores a los 15 m, es necesario utilizar turbinas

especiales. La ms aceptada y especficamente diseada para este fin es la de

bulbo axial que actualmente se est construyendo con rotores de 7,5 m de

dimetro y potencias de hasta 60 MW.

Tambin es aplicable la turbina hidrulica Kaplan modificada (tipo "tubo") y algn

otro diseo como el denominado de "rotor anular".

6.4.3.1 TURBINA TIPO BULBO

La turbina admite flujos en ambos sentidos.

Cada una tiene 4 labes orientables y est

acoplada a un alternador constituyendo un

grupo bulbo. Tiene un difcil acceso en

instalacin

6.4.3.2 TURBINA STRAFLO

El generador circunda los labes de la turbina,

consiguindose mayor rendimiento. El acceso

es ms sencillo y no pueden bombear agua al

estuario.

6.4.3.3 TURBINA TUBULAR

La turbina est conectada al generador a travs

de un largo eje, lo cual permite al generador

alojarse en lo alto del dique.

6.4.4 VENTAJAS DE LA ENERGA MAREOMOTRIZ

Auto renovable: es decir es capaz de renovarse cclicamente debido al ciclo

peridico de las mareas.

No contaminante: no emite ningn tipo de contaminantes acuosos o gaseosos.

Silenciosa, las instalaciones que componen una planta de estas caractersticas

no producen ningn tipo de ruido.

Bajo costo de materia prima: el agua del mar no cuesta nada.


No concentra poblacin. Estas centrales no tienen por qu tener un ncleo de

poblacin cercano, pues no ser necesario para su mantenimiento mucha mano

de obra. Basar con uno o dos operarios por planta.

Disponible en cualquier clima y poca del ao: las mareas se producen siempre.

6.4.5 DESVENTAJAS DE LA ENERGA MAREOMOTRIZ

Impacto visual y estructural sobre el paisaje costero: es la consecuencia ms

directa de la construccin de estas centrales.

Localizacin puntual: no todos los lugares son aptos para ubicar una central

mareomotriz.

Dependiente de la amplitud de mareas: si las mareas son bajas no sern aptas.

Traslado de energa muy costoso.

Efecto negativo sobre la flora y la fauna.

Limitada: no todos los recursos del mar pueden ser explotables


4 CENTRALES TRMICAS

Las altas temperaturas que existen

en el interior del globo terrqueo

producen un vapor natural a 200C

aproximadamente. Esta energa

trmica acciona directamente las

turbinas de vapor de las centrales

geotrmicas.

El subsuelo terrestre es una reserva

de energa prcticamente inagotable,

pero es de difcil acceso y por lo tanto

poco aprovechable.

4.1 CENTRALES TRMICAS

SOLARES

Una central trmica solar o central

termo solar es una instalacin industrial

en la que, a partir del calentamiento de

un fluido mediante radiacin solar y su

uso en un ciclo termodinmico

convencional, se produce la potencia

necesaria para mover un alternador

para la generacin de energa

elctrica como en una central trmica

clsica. En ellas es necesario

concentrar la radiacin solar para que

se puedan alcanzar temperaturas

elevadas, de 300 C hasta 1000 C,

y obtener as un rendimiento aceptable en el ciclo termodinmico, que no

se podra obtener con temperaturas ms bajas. La captacin y concentracin

de los rayos solares se hacen por medio de espejos con orientacin automtica

que apuntan a una torre central donde se calienta el fluido, o con

mecanismos ms pequeos de geometra parablica. El conjunto de la

superficie reflectante y su dispositivo de orientacin se denomina heliostato. Su

principal problema medioambiental es la necesidad de grandes extensiones

de territorio


4.2 CENTRALES

GEOTRMICAS

La energa geotrmica es aquella

energa que puede obtenerse

mediante el aprovechamiento del

calor del interior de la Tierra. Este

calor interno calienta hasta las

capas de agua ms profundas: al

ascender, el agua caliente o el vapor

producen manifestaciones, como los

giseres o las fuentes termales,

utilizadas para calefaccin desde la

poca de los romanos. Hoy en da, los

progresos en los mtodos de

perforacin y bombeo permiten

explotar la energa geotrmica en

numerosos lugares del mundo. Para

aprovechar esta energa en centrales

de gran escala necesario que se den

temperaturas muy elevadas a poca

profundidad.


4.3 CENTRALES HIDROTRMICAS

Estas centrales producen la energa a

travs del aprovechamiento de la energa

trmica de grandes extensiones de agua.

El lugar de emplazamiento de estas

centrales suele ser en los mares y ocanos.

5 INTRODUCCIN A LAS

CENTRALES ELICAS

La energa elica se obtiene

mediante el movimiento del aire, es

decir, de la energa cintica generada

por efecto de las corrientes de aire o

de las vibraciones que el dicho viento

produce. Los molinos de viento se

han usado desde hace muchos siglos

para moler el grano, bombear agua u

otras tareas que requieren una

energa. En la actualidad se usan

aerogeneradores para generar electricidad, especialmente en reas expuestas a

vientos frecuentes, como zonas costeras, alturas montaosas o islas. La energa

del viento est relacionada con el movimiento de las masas de aire que se

desplazan de reas de alta presin atmosfrica hacia reas adyacentes de baja

presin, con velocidades proporcionales al gradiente de presin.

El impacto medioambiental de este sistema de obtencin de energa es

relativamente bajo, pudindose nombrar el impacto esttico, porque deforman el

paisaje, la muerte de aves por choque con las aspas de los molinos o la

necesidad de extensiones grandes de territorio que se sustraen de otros usos.

Adems, este tipo de energa, al igual que la solar o la hidroelctrica, estn

fuertemente condicionadas por las condiciones climatolgicas, siendo aleatoria

la disponibilidad de las mismas.


elctrica.


energa elctrica a travs de estas centrales, tiene un elevado costo


solo en las centrales elicas de un tamao considerable. Los aerogeneradores o

turbinas elicas son aquellas mquinas que superan algunas decenas de kW.

An se desconoce la manera de regular la produccin que estas mquinas

aportan.



elctrica.


energa elctrica a travs de estas centrales, tiene un elevado costo.


solo en las centrales elicas de un tamao considerable.

Los aerogeneradores o turbinas elicas son aquellas mquinas que superan

algunas decenas de kW. An se desconoce la manera de regular la produccin

que estas mquinas aportan.


6 CLASIFICACIN DE LAS CENTRALES

Las Centrales Elctricas pueden clasificarse dependiendo del servicio que

brinden:

6.1 CENTRALES DE BASE O CENTRALES PRINCIPALES

Su funcin es suministrar energa elctrica en forma permanente; la

instalacin suele estar en marcha durante largos perodos de tiempo y no

debe sufrir interrupciones de la instalacin. Este tipo de centrales se

caracterizan por su alta potencia, y generalmente, se trata de centrales

nucleares, trmicas e hidrulicas.

6.2 CENTRALES DE PUNTA

Estas centrales tienen como principal funcin cubrir la demanda de

energa elctrica cuando existen picos de consumo, o sea horas punta.

Trabajan en espacios cortos de tiempo durante determinadas horas, su

funcionamiento es peridico.

Debido a la capacidad de respuesta necesaria, generalmente suelen ser

centrales hidrulicas o trmicas. Las centrales de punta sirven de apoyo

a las centrales de base.

6.3 CENTRALES DE RESERVA

El concepto de reserva econmica implica la disponibilidad de

instalaciones capaces de sustituir, total o parcialmente, a las centrales de

base en las siguientes situaciones: escasez o falta de materias primas

(agua, carbn, fuel-ol, etc.).

El concepto de reserva tcnica comprende la programacin de

determinadas centrales para reemplazar a las centrales de produccin

elevada en el caso de fallas en sus maquinarias. Las centrales a las

que se suele recurrir en esos casos son las hidrulicas o con turbinas de

gas debido a la rpida capacidad de respuesta.

6.4 CENTRALES DE SOCORRO

Si bien tienen el mismo propsito que las centrales anteriores, se

diferencian en que estas son pequeas centrales autnomas y

transportables en camiones, trenes o barcos. Suelen ser accionadas por

motores Disel.


7 CENTRALES HIDROELCTRICAS

La energa hidrulica es el aprovechamiento energtico de las corrientes

de agua. Podemos encontrar aprovechamientos de corrientes naturales

o de canalizaciones construidas por el hombre (canales de riego o

tuberas de conduccin de agua).

El costo de construccin de estas centrales es elevado pero se

compensan con los bajos gastos de explotacin y mantenimiento luego

la puesta en marcha de las mismas. Como consecuencia de esto, las

centrales hidrulicas son las ms rentables en comparacin con los

restantes tipos.

Estas centrales suelen ubicarse lejos de los grandes centros de

consumo y el lugar de asentamiento de las mismas est condicionado

por las caractersticas del terreno.

Los modelos ms relevantes de estas mquinas motrices son las

turbinas Pelton, Francis, Kaplan y de hlice.

7.1 COMPONENTES DE UNA CENTRAL HIDROELCTRICA


7.1.1 EMBALSE

Permite

Disponer de una reserva de

agua que utilizar la central

asociada para producir

energa elctrica en funcin

de la demanda

7.1.2 VLVULA Es el control de

acceso del agua

7.1.3 TURBINA HIDRULICA

El agua proveniente del

embalse o directamente del

ro mueve los labes

haciendo girar la turbina. La

turbina hidrulica permite as

convertir la energa cintica

(masa a una cierta

velocidad) del agua en

energa mecnica de

rotacin. La turbina est

acoplada al alternador

7.1.4 ALTERNADOR.

Est acoplado a la turbina

hidrulica y es movido por

sta. Su funcin es la de

convertir la energa mecnica

de rotacin de la turbina en

energa elctrica


7.1.5 RED ELCTRICA Recibe

La electricidad de las

centrales generadoras y la

transporta a los puntos de

consumo

7.1.6 TRANSFORMADOR.

Eleva la tensin elctrica

generada en el alternador

(entre 6 y 20 kV) hasta la

tensin de la red de transporte

(132, 220 440kV).

7.2 TURBINA PELTON

7.2.1 FUNCIONAMIENTO

Est formada por una rueda mvil provista de aletas o

cucharas en su periferia sobre las cuales incide el chorro de

agua a la presin atmosfrica El Chorro sale de un inyector

fijo en el cual la regulacin se efecta variando la posicin

de una aguja que obtura ms o menos el orificio de salida.

El chorro incide en la arista central de las cucharas y se

divide en dos partes que salen despedidas lateralmente,

para caer despus al canal de fuga directamente por la

fuerza de la gravedad (por tanto, no tienen difusores).Para

caudales mayores, pueden disponerse varias toberas en

diversas posiciones del rodete.


7.3 COMPONENTES

7.3.1 INYECTOR

Transforma la energa de

presin del fluido en energa

cintica. Consta de tobera

(boquilla con orificio de

seccin circular) y vlvula de

aguja (punzn que regula

caudal en funcin de su

proximidad a la tobera)

7.3.2 CMARA DE

DISTRIBUCIN.

Es la prolongacin de la

tubera forzada. Conduce el

caudal de agua hasta los

inyectores

7.3.3 DISTRIBUIDOR

Constituido por 1 a 6 equipos

de inyeccin de agua, que

dirigen convenientemente un

chorro de agua cilndrico y de

seccin uniforme al rodete,

tambin regulan o cortan el

caudal

7.3.4 RODETE

Pieza clave de la turbina donde se transforma la energa

hidrulica en energa mecnica de rotacin. Elementos:

rueda, labes, carcasa, eje, cmara de descarga, sistema

hidrulico de frenado


7.4 RODETE FRANCIS

7.4.1 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

El agua a presin va a una cmara espiral en forma de

caracol, cuya misin es repartir el caudal por toda la periferia

del rodete.

Una serie de labes fijos se encargan de canalizar

correctamente las lneas de flujo del agua.

Entre esta hilera de labes fijos y el rodete se encuentra una

segunda fila de labes mviles o palas directrices que

constituyen lo que se denomina el anillo distribuidor

El distribuidor permite regular el caudal de la turbina sin que

las venas lquidas sufran desviaciones bruscas o

contracciones, permitiendo un rendimiento elevado incluso

con cargas reducidas.

Estos alabes mviles pueden girar alrededor de un eje

paralelo al eje de la mquina, y el movimiento de cierre es

simultneo para todos ellos.

Parte de la energa potencial gravitatoria del agua

embalsada se convierte en energa cintica.

A su paso por las palas fijas del ante distribuidor y las palas

mviles del distribuidor aumenta la energa cintica

provocando el giro del rodete

7.5 VENTAJAS DE UNA CENTRAL HIDROELCTRICA

Renovable.

No contaminante.

Alta eficiencia.

Larga vida til.

Energa producida es la ms econmica US $ 0.03 / KWh

Operacin y Mantenimiento Simple

DESVENTAJAS DE UNA CENTRAL HIDROELCTRICA

Es completamente Irregular.

Se necesita mucha informacin.

Riesgo potencial muy elevado.

Alto costo de inversin ( US 1200 $ / KW )

Elevado tiempo de construccin.

7.6 TODA CENTRAL HIDROELCTRICA DEBE CONTAR

Estudio Tcnico.


Estudio econmico (VAN, TIR, RIC, tiempo de recuperacin).

Estudio de impacto ambiental (E.I.A.).

Plan de Contingencia, Plan de Abandono.

7.7 CLASIFICACIN DE CENTRALES HIDROELCTRICAS

7.7.1 CENTRALES DE PASADA

Para esta clase de centrales utiliza el agua mientras sta

fluye normalmente por el cauce de un ro. Se sitan en los

lugares en que la energa hidrulica ha de emplearse en el

momento mismo que se tiene disposicin de ella, con el fin

de accionar las turbinas hidrulicas.

El caudal suministrado vara dependiendo de las estaciones

del ao. Cuando las precipitaciones son abundantes

(temporada de aguas altas), estas centrales producen su

mxima potencia y el agua excedente sigue de largo. En

la temporada de aguas bajas, cuando el tiempo es seco,

la potencia desarrollada disminuye notablemente.

Generalmente son construidas formando presa sobre el

cauce de los ros, con el objetivo de mantener un desnivel

constante en el caudal de agua.


7.7.2 CENTRALES DE AGUA

EMBALSADA

Para estas centrales se

utilizan el agua que llega

oportunamente

regulada, desde un lago

o pantano artificial,

denominados embalses,

logrados a partir de la

construccin de presas.

Un embalse tiene la capacidad de hacinar los caudales

de los ros afluentes. El agua almacenada se utiliza

mediante los conductos que la dirigen hacia las turbinas.

SE CLASIFICAN EN:

7.7.2.1 CENTRALES DE REGULACIN:

Para esta clase de central de embalse se

caracteriza por los volmenes de agua que son

capaces de acumular en el embalse, los cuales

representan perodos de aportes de caudales

medios anuales, ms o menos duraderos.

Esta caracterstica le da la posibilidad de asistir

cuando los caudales se encuentran bajos, as

como tambin cubrir eficientemente las horas

punta de consumo.

7.7.2.2 CENTRALES DE BOMBEO O CENTRALES DE

ACUMULACIN:

Son centrales de embalse que aglomeran

caudales a travs del bombee


SEGN SEA LA ALTURA DEL SALTO DE AGUA EXISTENTE:

7.7.2.3 CENTRALES DE ALTA PRESIN

Estas centrales se basan a tener un valor de salto

hidrulico mayor a los 200 m aproximadamente.

Los caudales desalojados a travs de estas

Centrales son pequeos, de solo 20m3/s por

mquina.

El lugar de emplazamiento suele ser en zonas de

alta montaa, debido que aprovechan el agua de

Torrentes que desembocan en los lagos

naturales.

7.7.2.4 CENTRALES DE MEDIA PRESIN

En esta clase de central los saltos hidrulicos

que forman estas centrales, poseen una altura

de entre 200 y 20 m aproximadamente. Esta

caracterstica les permite desaguar caudales de

hasta 200 m3/s por cada turbina. El

funcionamiento de estas centrales est

condicionado por embalses de gran tamao,

formados en valles de media montaa.

En estas centrales, las turbinas empleadas son de

tipo Francis y Kaplan; en el caso de los saltos de

mayor altura, puede que sean utilizadas turbinas

Pelton.

7.7.2.5 CENTRALES DE BAJA PRESIN

Son aquellas centrales que poseen saltos

hidrulicos inferiores a 20 m. Suelen asentarse en

valles amplios de baja montaa y cada turbina

est alimentada por caudales que superan los 300

m3/s.

Debido a las alturas y a los caudales deben

utilizarse turbinas de tipo Francis y Kaplan.


8 COMPONENTES DE LAS CENTRALES

SE DIVIDEN EN DOS GRUPOS:

A. Las centrales hidroelctricas estn compuestas por todo tipo de obras,

equipamientos, etc., que tienen como funcin almacenar y encaminar el agua

para lograr una accin mecnica.

Este grupo suele denominarse Presa Embalse y engloba los siguientes

elementos: embalse; presa y aliviaderos; tomas y depsito de carga; canales,

tneles y galeras; tuberas forzadas y chimeneas de equilibrio.

B. El segundo grupo est compuesto por los edificios, equipos, sistemas,

etc., cuya misin es la obtencin de energa elctrica luego de las necesarias

transformaciones de la energa.

Este conjunto constituye la Central y abarca: turbinas hidrulicas;

alternadores; transformadores; sistemas elctricos de media, alta y muy alta

tensin; sistema elctrico de baja tensin; sistema elctrico de baja tensin;

sistema elctrico de corriente continua; medios auxiliares y cuadros de control.

En la construccin de las centrales hidroelctricas, se tiene en cuenta las

caractersticas del emplazamiento y de los resultados que quieren obtenerse,

y luego se efecta una combinacin de los componentes nombrados.

9 CONCEPTOS HIDRULICOS

9.1 NIVEL Y COTA:

Tambin llamado nivel a la horizontalidad

de la superficie de un terreno, o la que

logra la superficie libre de los lquidos.

Tambin se define como nivel a la altitud

de aquellas superficies o de un punto

cualquiera respecto de otro u otros puntos

de referencia.


9.2 CAUDAL Y AFORO: Se le conoce al

nombre de caudal, la cantidad de lquido,

expresada en metros cbicos o en litros,

que circula a travs de cada una de los

fragmentos de una conduccin, abierta o

cerrada, en la unidad de tiempo. Cuando

el caudal es un orificio se denomina

gasto.

Por aforo se entiende el proceso

mediante el cual se mide el valor de un

caudal. Las mediciones pueden

realizarse teniendo en cuenta la seccin

del conducto, la altura de lmina o

calado, la presin en algunos puntos, etc.

Los tubos Venturi y de Pitot y los

molinetes Woltman son algunos de los

aparatos que se utilizan para determinar los caudales.

La ley de continuidad implica que la cantidad de lquido que transita

por las diferentes secciones de una conduccin en un momento

determinado, es siempre constante.

De esta ley se infiere que las velocidades del lquido, son

inversamente proporcionales a las secciones por las que circula.

S1V1 = S2V2

Por lo tanto:

S1 / S2 = V2 / V1

De donde se infiere que si S1 > S2, V1 < v2

Representacin Grfica de la Ley de Continuidad

9.3 CARGA Y PRDIDA DE CARGA:

Es un principio bsico de la Hidrosttica expone que la presin, en un


punto de un lquido en reposo, ejercida por el propio lquido, es igual

al peso de una columna del lquido, de base la unidad y de altura la

distancia desde el punto a la superficie libre.

Donde m = masa del cuerpo y V = volumen del cuerpo

Se recuerda que:

P = m. Dnde:

P = peso del cuerpo en Newton

m = masa del cuerpo en kg.

g = aceleracin de la gravedad, 9.8 m/s2.

hv = altura expresada en unidades de volumen

TEOREMA DE BERNOULLI

Este Teorema enuncia que para un lquido en movimiento, bajo la

accin de la gravedad, la sumatoria de las alturas cintica,

piezomtrica y geomtrica, es constante en cualquier punto de

conduccin. Ese valor obtenido se denomina altura de carga o carga.

La altura cintica es aquella altura necesaria para lograr la velocidad

del lquido en un punto determinado.

hc = v2 / 2 . g

Por altura piezomtrica se entiende la altura alcanzada por el

lquido, proporcional a la presin ejercida por la columna de ste

sobre el punto dado. hp

Recibe el nombre de altura geomtrica, la altura existente entre el

punto tenido en cuenta y una lnea horizontal de referencia. hg = Z

Matemticamente, las alturas mencionadas pueden expresarse en las

Siguientes igualdades:

Tericamente, este valor permanece constante y se deduce que, en

un conducto horizontal, al incrementarse la velocidad se reduce la

presin de modo que si V A < V B; p A > p B

El Teorema de Bernoulli se cumple siempre que no se produzcan

turbulencias ni rozamientos entre el lquido y las paredes de la

conduccin. Otro condicionante es el grado de perfeccionamiento

del lquido, puesto que en el caso de que no sea perfecto, puede

trasladar cuerpos o partculas en suspensin, lo que facilita el

rozamiento; o sustancias disueltas que alteran su densidad.


9.4 SALTO DE AGUA

Se denomina al salto de agua al paso violento o descenso de masas de

agua desde un nivel, ms o menos constante, a otro inmediatamente

menor.

La altura de salto o salto es la diferencia de cota y se expresa en metros.

El agua retenida en el embalse constituye energa potencial, que al caer

de un nivel superior a otro inferior por medio de conductos, muda en

energa cintica. A su vez, esta ltima se transforma en energa

mecnica a travs de la turbina.

9.5 SALTO BRUTO O SALTO REAL O SALTO TOTAL

Se expresa mediante la letra H y representa la diferencia entre el

nivel de la superficie del agua retenida y el nivel, en apariencia

uniforme, de la corriente de agua que se establece una vez que la

misma haya transitado las conducciones que salvan el salto de agua.

9.6 SALTO TIL O SALTO NETO

Este salto surge de restarle al valor del salto bruto, las prdidas

de carga o altura J que surgen en la totalidad del trayecto.

Las prdidas pueden tener origen en las turbulencias y rozamientos

del agua en los ingresos de las tuberas, vlvulas, modificaciones de

seccin, etc.

9.7 EMBALSE

Un embalse surge de acumular las aguas que afluyen del territorio

sobre el cual est asentado, identificado como cuenca vertiente. El

propsito es encauzar las aguas para un correcto empleo de las


mismas, teniendo en cuenta los requerimientos de la instalacin.

Por cuenca se entiende la superficie receptora de las aguas cadas

que lo nutren; ya sea por escurrimiento inmediata (libre transitar de

las aguas por el suelo) o por infiltraciones. La cuenca se mide en

kilmetros cuadrados (km2) y se refieren a la proyeccin horizontal

de dicha superficie.

Las dimensiones de un embalse estn condicionadas por los caudales

que contribuye el ro encauzado y sus afluentes y, principalmente,

de las caractersticas de produccin de la central para la cual se ha

construido.

Una explotacin de almacenaje, reserva o regulacin es aquella que

esta provista de un gran embalse.

Un embalse capaz de acumular el agua durante lapsos pluviomtricos

propicios, tiene la capacidad de cubrir las demandas de energa en

pocas de escasas lluvias.

CAPACIDAD TIL

Recibe el nombre de capacidad til, la capacidad de agua embalsada

que supera el ingreso de agua hacia la central. Es el volumen de agua

disponible para cubrir la demanda de la instalacin a la cual pertenece

el embalse.

CAPACIDAD TOTAL

Se denomina capacidad total a la totalidad del volumen de agua

retenida, o sea, la capacidad til ms la no- utilizable.

La capacidad de un embalse, se expresa en:

Metros cbicos (m3)

Hectmetros cbicos (hm3)


La evaporacin que se da en la superficie y las filtraciones

ocurridas en el terreno son algunas de las causas naturales que

originan prdidas de agua en los embalses.

El correcto mantenimiento de los embalses requiere una

inspeccin constante, con el propsito de:

Retirar los cuerpos extraos

Corroborar la existencia de desprendimientos de terrenos

Inspeccionar los acarreos del fondo.

Localizar la salida de burbujas de gas metano (gas de los

pantanos).

El aprovechamiento hidroelctrico implica la explotacin de las aguas

embalsadas para la obtencin de energa elctrica

9.8 PRESAS

Se refiere presa a una estructura cuya funcin es servir de barrera,

impidiendo el curso del agua por sus cauces normales. Su disposicin

est condicionada al relieve del lugar de emplazamiento.

La construccin de una presa, sobre el cauce del ro y

transversalmente a ste, origina un estancamiento de agua y

consecuentemente la creacin de un salto de agua. Un pantano

artificial es un embalse o lago artificial surgido a partir de la utilizacin

de la presa como depsito de agua.

Las presas tienen un doble propsito: potencias logradas en la central

nutrida por dicho salto. Almacenar y controlar el empleo del agua.

Algunas de las aplicaciones de estas barreras son la provisin de agua

a poblaciones, riegos, control y distribucin de caudales, etc. Otra

funcin importante es la produccin de energa elctrica.

Se entiende por azudes a las presas de pequea altura.


CIMENTACIN O FUNDAMENTO:

Es la base sobre la que se apoya casi la totalidad de la presa. El

terreno que compone la misma puede ser de roca, pizarra, lava, etc. y

debe poseer la necesaria impermeabilidad para evitar filtraciones y

supresiones

ESTRIBOS O APOYOS LATERALES:

Los estribos estn compuestos por las reas extremas de la presa,

las cuales se encargan del cierre, encajndose en el terreno de las

orillas. El terreno presenta las mismas caractersticas que el requerido

en la cimentacin

CORONAMIENTO:

Es la zona ms elevada de la obra y est

constituida por caminos abordables para

personas y vehculos de la presa. Funciona

como un asentamiento de diferentes

maquinarias. Puede que la coronacin de

una presa no termina sobre las laderas del

ro en que se funda sino que se encuentre

a una cota superior respecto de la

horizontalidad del terreno, con el objetivo

de lograr el salto de embalse deseado. La

contencin del agua se alcanza mediante

la construccin de diques.

PARAMENTOS:

Se denominan as a las superficies de la

presa. Los paramentos de aguas arriba (o

dorso) son aquellas superficies que sufren

la corriente y la presin del agua; por el

contrario el paramento de aguas abajo (o

torso) es la superficie opuesta a la de aguas

arriba.

CLASIFICACIN DE LAS PRESAS:

Las presas se dividen segn la aplicacin de las mismas, los

materiales empleados y la forma adoptada.

Teniendo en cuenta la aplicacin, las presas pueden ser:

PRESAS DE EMBALSE

Su misin, adems de obtener un salto de agua, es el almacenamiento

del agua.


El agua retenida aparte de emplearse en la obtencin de energa

elctrica, puede utilizarse para riego, actividades deportivas, etc.

En lo referente a los materiales empleados, las presas se clasifican en

PRESAS DE MATERIALES SUELTOS O PRESAS DE TIERRA O DE

ESCOLLERA

El terreno requerido para su construccin debe ser de gran

impenetrabilidad al agua. Esto se logra mediante una pantalla

impermeable en el paramento de aguas arriba, o construyendo un

ncleo central, llenndose la estructura con tierra, piedras, capas de

escollera, etc.

El torso o paramento de aguas abajo puede estar cubierto con

mampostera. Este tipo de presas suele utilizarse en la construccin

de diques.

PRESAS DE CONTRAFUERTES

Estas presas presentan una similitud con las de gravedad, pero su

perfil con es constante y la zona de seccin es menor y a intervalos

regulares.

Las presas de contrafuertes se denominan tambin presas aligeradas

debido a que logran una economa de materiales. Adems, se apela

a estas presas para la construccin de diques.

PRESAS DE ARCO O PRESAS

DE SIMPLE CURVATURA

Estas presas presentan una

superposicin de arcos

horizontales, cuya parte convexa

soporta la mayor presin del agua

y del empuje horizontal. Este

empuje se traslada a los apoyos

laterales, motivo por el cual stos

suelen ser robustos y estar

emplazados sobre rocas

compactas.

La construccin de estas presas no es frecuente

PRESAS DE BVEDA

Esta clase de presas se caracteriza por la colocacin de arcos

horizontales y verticales, originando una estructura prominente.


Tambin se conocen como presas de doble curvatura.

PRESAS DE ARCO GRAVEDAD

Constituyen presas con caractersticas de las presas de gravedad y

las de arco de curvatura Horizontal

PRESAS DE ARCOS MLTIPLES

Son presas de contrafuertes, logradas a partir de sucesivas bvedas.

FUERZAS ACTUANTES SOBRE LAS PRESAS:

Las fuerzas actuantes sobre las presas son las siguientes:

Fuerzas verticales: surgen como consecuencia del peso

de la estructura, la componente vertical de la presin

hidrosttica ejercida sobre los paramentos, la componente

vertical de las aceleraciones ssmicas y las sub presiones del

agua.

Fuerzas horizontales: debidas a la componente horizontal de

la presin hidrosttica sobre los paramentos y la componente

horizontal de las aceleraciones ssmicas.

Esfuerzos trmicos, dilataciones y contracciones. Presin de los

rellenos de la tierra y de los sedimentos ejercida contra la

estructura.

Presin del hielo.

ALIVIADEROS:

Se trata de desages por los que se encauza el agua, cuando las

grandes crecidas originan que la misma rebose las presas. Los

aliviaderos protegen la presa contra la erosin y el arrastre y

normalmente permiten regular la cuanta de los caudales derramados.


PRESAS VERTEDEROS O EN CORONACIN DE PRESA

Estos aliviaderos tienen la

caracterstica de integrar la propia

presa, por medio de orificios

situados en la coronacin.

A travs de estos vertederos se

logra un importante efecto

rebosadero con poca altura de

lmina, debido a que se aprovecha la

mxima longitud posible de aquella.

Las aberturas estn dispuestas simtricamente respecto del eje vertical

de la presa, con el propsito de lograr que el efecto del agua sea uniforme

y equilibrado sobre el paramento de aguas abajo. Los saltos de esqu

o trampolines de lanzamiento son las formas de las desembocaduras

de los vertederos que arrojan el agua. La funcin de estos saltos es tratar

que las acciones del agua sean mnimas o nulas para evitar erosiones.

Los cuencos de amortiguacin se construyen con el mismo objetivo. Se

sitan en el rea de aguas debajo de la cimentacin de presa, a base de

colchn de agua o con trampolines sumergidos. Las presas de vertedero

libre son aquellas que no poseen compuertas, o sea, que no pueden

controlar e interrumpir el paso de agua por las aberturas del aliviadero.

VERTEDEROS EN CANAL O VERTEDEROS LATERALES

Consisten en una o dos aberturas en el lateral de la coronacin de la

presa. Su colocacin permite la instalacin de la central o de otros equipos

en el paramento de aguas abajo. Cuando las aberturas no poseen

compuertas se denominan vertederos de canal libre.

TNELES ALIVIADEROS


Estos tneles radican en tneles de

construccin independientes de la

presa.

En su comienzo se utilizaron para

descaminar las aguas del cauce en

que se ubica la presa, pero luego

se convirtieron en conducciones

similares a los vertederos en canal.

Las aberturas de su embocadura constan de compuertas para

dominar los caudales evacuados y para incomunicar los tneles en caso

de controles y obras.

ALIVIADEROS DE EMERGENCIA

Estos aliviaderos consisten en vertederos libres ubicados,

particularmente, en la coronacin de las presas de la bveda. Desages

de fondo y de medio fondo. Se conocen tambin como desages del

embalse, y su funcin es controlar y regular la salida del agua.

Los desages de fondo estn integrados por una o ms conducciones

que traspasan la estructura entre paramentos. Cada conducto cuenta con

vlvulas de regulacin de caudales.

En las reas de acceso del agua, existen rejillas que frenan la entrada de

broza y agentes extraos en suspensin dentro del agua. La separacin

entre barras de las rejillas gruesas est comprendida entre 50 y 250 mm

de distancia, mientras que para las rejillas finas est separacin es de 30

mm.


CONDUCCIONES DE AGUA

Este concepto encierra todas las

conducciones y equipamientos que

existen entre el embalse y el desage

en el extremo inferior del cauce. Se

excluye la turbina y el tubo de

aspiracin, el cual es parte integrante de

sta y tiene como funcin recuperar la

energa cintica del agua a la salida de

la turbina.

Las provisiones de agua, tomadas de los embalses para las turbinas, pueden

realizarse por medio de distintos mtodos:

Directamente, a travs de tubera forzadas que se inician en las tomas

de agua, ubicadas en el rea de presa.

Mediante canales o tneles que desaguan en un depsito de carga

denominado depsito de extremidad, del cual emanan las tuberas

forzadas.

A travs de dos tramos bien diferenciados, en el caso de tratarse de

largas distancias entre el embalse y la central. El primer trecho est

compuesto por una o vara galeras de escasa pendiente y gran longitud

denominadas galeras de presin. Las embocaduras de estas galeras

tienen origen en una toma convencional o desde torres de toma. El

segundo tramo est constituido por una o ms tuberas sujetas a

presiones muy elevadas.

Si la central se ubica prxima o junto a la presa, recibe la denominacin

de central a pie de presa. Si en cambio, se encuentran distanciadas una

de la otra, con el objetivo de logra un mayor desnivel o altura de salto, la

central se conoce como central en derivacin.

TOMAS DE AGUA:

Las aberturas, por donde ingresa el agua, estn resguardadas por

rejillas. La limpieza de estas ltimas se realiza a travs de un medio

mecnico o manual consistente en un rastrillo, denominado raedera o

mano de hierro.

Los desarena dores son estructuras creadas para favorecer la

sedimentacin de las partculas slidas. Son construidos en zonas

precedentes a la toma, en el caso de que la captacin del agua se realice

donde la acarrea cantidades importantes de arena o grava.

CANALES, TNELES Y GALERAS:

En una conduccin cerrada el lquido no presenta una superficie libre, por


lo que las paredes del conducto que lo gua lo envuelven fsicamente.

Esta conduccin tolera la presin del fluido, La cual origina el

desplazamiento del lquido con independencia de las pendientes,

descendente o ascendentes. Este conducto trabaja a rgimen forzado.

Los canales son conductos abiertos, en los cuales el trnsito del agua

se produce por la existencia de leves desniveles, entre las embocaduras

y desembocaduras respectivas.

La funcin de los canales de derivacin es conducir el agua desde la

toma, ubicada en el embalse, hasta los depsitos de carga.

Los tneles y galeras constituyen conductos cerrados subterrneos.

Cumplen la misma funcin que los canales, con la diferencia que el agua

llega hasta el rea de conexin con las tuberas forzadas, a rgimen

forzado.

La diferencia entre los tneles y las galeras radican en la forma y

dimensiones de sus secciones, las cuales son mayores en el caso de los

tneles.

TUBERAS FORZADAS O TUBERAS DE PRESIN

La funcin de las tuberas es la conduccin del agua directamente desde

el punto de alimentacin hasta las turbinas ubicadas en la central.

Las tuberas forzadas pueden originarse en una toma de agua, en una

galera, un pozo de presin o en un colector. La construccin de estas

tuberas puede ser de acero o de hormign armado.

Cuando las tuberas mecnicas pertenecen a saltos de poca altura, su

espesor y dimetro sueles ser constantes; si se trata de saltos de media

y gran altura, el dimetro de las mismas se reduce progresivamente y el

espesor aumenta de igual manera.

CHIMENEAS DE EQUILIBRIO:

Su funcin primordial es menguar, al mximo, las consecuencias

perjudiciales que originan los golpes de ariete

Se trata de pozos piezomtricos, ubicados sobre los conductos, estando

unidos a stos por su parte inferior. En estos pozos, el nivel del agua

oscila, segn los valores de presin que existen en dichas conducciones.

La instalacin de las chimeneas de equilibrio suele darse en el rea de

unin de las galeras con las tuberas forzadas o en cercanas de la

unin de los tubos de aspiracin con las galeras o tneles de desage


de mquinas.

COLECTORES Y GALERAS DE DESAGE:

La evacuacin del agua de una turbina al cauce del ro se produce

mediante su tubo de aspiracin, en la zona conocida como tajamares

o socaz.

Las conducciones a base de colectores y galeras de desage dirigen

el agua desde los tubos de aspiracin de las diferentes turbinas hasta

la desembocadura final. Cuando la turbina se desborda, el agua, en

su camino por los conductos de desage, alcanzara una velocidad

baja, lo que determina una mejor explotacin de la energa del salto

debido a su altura.

AIREACIN DE CONDUCCIONES DE AGUA:

En las tuberas de aireacin se originan corrientes de aire en ambos

sentidos, con el fin de eliminar los riesgos de sub presiones o

sobrepresiones, por el efecto de succin y vaco. Estas tuberas

existen en conductos abiertos o cerrados, o sujetos a variaciones de

presin, como desages de fondo y medio fondo, tuberas forzadas,

etc.

APERTURA CIERRE Y REGULACIN

COMPUERTAS

Se denomina compuerta a cualquier dispositivo capacitado para

detener, permitir el libre paso, o regular las masas de agua que se

aproximan a una abertura, sumergida o no, o que transitan por un

conducto abierto o cerrado. Las compuertas reciben el nombre de

presas mviles, cuando para almacenar el agua que transita por un

cauce solo se utilizan dichas compuertas como nicos medios de

retencin. Si el agua ha sido acumulada slo por medio de


compuertas y el abastecimiento de la misma se utiliza en una

central, sta recibe el nombre de central de esclusa Las compresas

suelen adecuarse a la seccin donde se instalan, y generalmente

estn constituidas por una superficie metlica rectangular, plana o

curva pantalla o tablero.

COMPUERTAS GIRATORIAS

Se incluyen dentro de esta categora,

aquellas compuertas que efectan las tareas

de apertura y cierre siguiendo trayectorias

circulares, al girar las pantallas sobre ejes

horizontales y verticales. Mediante diferentes

procedimientos de accionamiento.

COMPUERTAS DE SEGMENTO

Esta clase de compuertas cumplen su funcin, principalmente, en

aliviaderos de superficie, tneles aliviaderos y en el rea de obturacin

de aguas debajo de los desages de fondo y medio fondo.

COMPUERTAS DE SECTOR

Estas compuertas poseen ciertas particularidades que las distinguen de

las compuertas de segmento.

Las 2 caractersticas que diferencian a ambas compuertas son:

En las compuertas de segmento, la nica rea que est formada por

chapas metlicas es la zona de contacto con el agua. Por el contrario, en

las compuertas de sector, adems de esa rea, pueden estar cubiertas

las zonas que pertenecen a los planos definidos por los radios que

demarcan al sector propiamente dicho incluidos los laterales. De esta

manera, surgen los cajones flotantes que caracterizan a las compuertas

de sector flotantes.

El vertido en las compuertas de sector se realiza por la parte superior de

las mismas, y no a travs del umbral de la abertura controlada por una

compuerta de segmento.

Esto se debe a la serie de recintos que se ubican por debajo del

asentamiento de cierre de la compuerta de sector.

Dentro de estos recintos, se instalan los dispositivos de accionar de las

compuertas.

COMPUERTAS DE CLAVETA

Estas compuertas estn constituidas por tableros, planos o


curvados, de superficie rectangular.

Esta clase de compuertas realiza el giro sobre un eje longitudinal ubicado

en la base y el movimiento de apertura es efectuado hacia abajo. Como

consecuencia de esto, este tipo de compuertas siempre queda

sumergidas en el instante de vertido, como ocurre con las compuertas de

sector.

COMPUERTAS DESLIZANTES

Estas compuertas estn formadas por un tablero de superficie plana, y

en ellas los sentidos de desplazamiento se realizan segn el plano vertical

o levemente inclinado al umbral de la abertura o al conducto respectivo,

a travs de maquinarias de traccin que actan en el mismo plano.

Todos los tipos de compuertas que integran esta categora, poseen

mecanismos de rodadura, con el objetivo de disminuir los esfuerzos

requeridos para su accionar.

COMPUERTAS STONEY

Los tableros que integran estas compuertas son de superficie

rectangular plana que, en la cara de aguas abajo, poseen estructuras

metlicas que le otorgan rigidez.

El desplazamiento, sobre guas fijas a los laterales de la abertura, se

produce verticalmente, a travs del accionar de cabrestantes que abren la

compuerta para permitir el acceso del agua.

Esta clase de compuertas se aprovecha en los aliviaderos de superficie.

COMPUERTAS DE VAGN

La caracterstica que diferencia a este tipo de compuertas con las de

Stoney, es que el sistema de rodadura est formado por rodillos, cuyos


ejes, fijos en los laterales de cada compuerta, estn separados y

esparcidos uniformemente.

Estas compuertas pueden emplearse tanto en aliviaderos de superficie

y tneles aliviaderos como en desages de fondo y de medio fondo.

COMPUERTAS DE ORUGA

Estas compuertas son de movimiento vertical, al igual que las Stoney y de

vagn.

El movimiento vertical sin roces ni agarrotamientos, se logra mediante la

disposicin en cada uno de sus lados, de una cadena continua de rodillos.

La estanqueidad se consigue a travs de juntas de goma de seccin

nota musical y llanta metlica, soldada al tablero.

COMPUERTAS AUTOMTICAS

Esta categora se refiere a aquellas compuertas, pertenecientes a

cualquiera de las clasificaciones anteriores, que poseen equipos que

les posibilita moverse segn a unas condiciones de desage de

caudales, sin la intervencin de control remoto sobre las mismas. La

actividad automtica procura mantener constante el valor de cota en

el rea de su influencia.

En estas compuertas se emplea la presin del agua como medio de

accionamiento. Los equipos utilizados pueden ser lastres y flotadores,

o sistemas ms complejos como ser las cmaras de presin.

VALVULAS

Las vlvulas desempean la misma funcin que las compuertas, pero se

diferencian de estas en cuestiones constructivas y de accionar como en

las reas de utilizacin.

Las vlvulas se emplazan siempre en conductos cerrados, generalmente

de seccin circular.

Se instalan en aberturas de secciones de considerable menor

tamao que las correspondientes a las reas en las que se emplean las

compuertas.

VLVULAS DE COMPUERTA

La funcin de estas vlvulas consiste exclusivamente en la apertura y

cierre, no siendo aptas para regular el paso del agua. El dispositivo de

obturacin se coloca en posiciones intermedias, debido a las prdidas de


carga que se producen.

Un vstago, accionado manualmente o a travs de equipos hidrulicos,

mecnicos, etc. es el mecanismo que logra el desplazamiento del

obturador, en direccin perpendicular al sentido de circulacin del agua.

En caso de que el conducto posea una gran seccin, y por lo tanto el

obturador de la vlvula, se debern equilibrar presiones a ambos lados de

ste antes de su apertura. Se consigue por medio de un circuito; con

vlvula incorporada, denominada vlvula by-pass, o por extensin, by-

pass. Dicho circuito se encuentra conectado en paralelo con el conducto

general.

Las vlvulas de compuerta suelen utilizarse en los desages de fondo.

VLVULAS DE MARIPOSA

El dispositivo de obturacin tiene forma de disco y se lo conoce con el

nombre de lenteja. Este mecanismo se adapta a la seccin de paso

de la vlvula y se acciona por un eje instalado diametralmente al

cuerpo de la vlvula. Para simplificar los giros del obturador, se colocan

contrapesos que equilibran esfuerzos.

El cierre hermtico, entre el cuerpo de vlvula y el disco, se consigue

mediante el contacto directo de anillos metlicos intercambiables,

mediante discos macizos de caucho u otro material sinttico, o con

tubos de estos materiales llenos de aire a presin.

Estas vlvulas se emplean en conducciones de gran dimetro y se hace

necesario equilibrar presiones a ambos lados del obturador antes de su

apertura. Se emplazan en los desages de fondo y en las tuberas

forzadas, antes del arribo del agua a la turbina Servomotores

VLVULAS ESFRICAS

Se utilizan para dar paso total o bloquear en forma completa la circulacin

de las masas de agua. En este caso, el obturador consiste en una

esfera ajustada al cuerpo de la vlvula. Dicha esfera se encuentra

atravesada por un orificio que, cuando est abierto, da continuidad al

conducto y, cerrado, se coloca perpendicularmente a ste.

Estas vlvulas pueden emplearse para regular el paso del agua,

debido a que en la actualidad han podido eliminarse las vibraciones.

Posee un sistema de accionar similar a las vlvulas de mariposa, y sus

movimientos son relativamente lentos.


Generalmente, las presiones en esta clase de vlvulas se equilibran por

medio del by-pass.

VLVULAS DE CHORRO HUECO (DE ANILLO)

Reciben este nombre debido que proyectan un chorro hueco de forma

anular.

Se instalan en los orificios de salida de los conductos de los desages de

fondo, con el fin de amortiguar la energa cintica del agua en su cada y

evitar as, las posibles erosiones en el rea del terreno cercana a las

cimentaciones de las presas.

Este tipo de vlvula se compone de un deflector fijo, formado por un cono

recto, cuyo vrtice, apunta hacia el interior del conducto y se introduce en

el orifico de salida.

El cierre o apertura del conducto para el paso del agua, o las posiciones

intermedias que permiten la regulacin, se logran por medio de un tubo

cilndrico concntrico con el cuerpo de la vlvula. Este tubo se desplaza

exteriormente a lo largo de ste, acercndose o alejndose del cono

difusor.

El cilindro obturador se acciona por dos moto-reductores colocados

diametralmente.

FENMENOS DE CONDUCCIN HIDRULICA

Casi la totalidad de las conducciones se encuentran sujetas a la accin

del agua, en especial las de tipo cerrado y las sometidas a cambios

bruscos de presin.

Los fenmenos de cavitacin y golpe de ariete repercuten negativamente

en cualquier clase de conducto, si no se toman las medidas apropiadas

para suprimirlos o reducirlos.

CAVITACIN

Este fenmeno implica la formacin, dentro de las masas lquidas, de

espacios huecos o cavidades llenas de gas o vapor, surgidas por una

vaporizacin local. La cavitacin tiene su origen en reducciones de

presin dentro del seno de los lquidos, cuando se desplazan a grandes

velocidades, manteniendo la temperatura ambiente.

Las sustancias que el agua lleva disueltas (aire, gas, partculas slidas,


etc.) junto con las alteraciones de presin ocasionadas por la

turbulencia de las masas lquidas, impide la continuidad de stas. Lo

que origina el surgimiento de cavidades microscpicas.

CAVITACIN EN BURBUJA O TRANSITORIA

Las burbujas surgen en forma repentina sobre el contorno del cuerpo

slido sumergido en el lquido, que crecen en extensin y desaparecen.

CAVITACIN ESTACIONARIA

Las burbujas se constituyen en el contorno del cuerpo y se mantiene en

l, mientras que no se produzcan modificaciones en las causas

productoras.

La cavitacin puede presentarse en tuberas, turbinas, bombas

hidrulicas, hlices, superficies sustentadoras y conductoras de lquidos,

etc.

La cavitacin debido a la acumulacin de burbujas de vapor que dificulta

la afluencia normal de las masas lquidas, puede tener como

consecuencia la disminucin de la velocidad a la que trabajan las

mquinas hidrulicas

GOLPE DE ARIETE

Cuando se interrumpe con rapidez la circulacin de un lquido que transita

a cierta velocidad, por un conducto, se originan fuertes variaciones de

presin sobre las paredes interiores de ste y del dispositivo que frena el

caudal suministrado, como consecuencia del cambio brusco en el

desplazamiento del lquido en el interior de la conduccin cerrada.

Conjuntamente con las deformaciones originadas por las sobre presiones

y depresiones, se producen vibraciones y otras consecuencias que

pueden originar roturas, aplastamientos y otras averas en las tuberas y

sus equipos.

Efectos Producidos por el Golpe de Ariete


El golpe de ariete se produce en las tuberas cuando se realizan operaciones

rpidas en los equipos que abren, cierran, o regulan el deslizamiento del agua,

como ser vlvulas, compuertas, anclajes, etc. Este fenmeno tambin puede

darse cuando existen reducciones bruscas de la potencia requeridas a un

generador accionado por turbina hidrulica.

La accin del golpe de ariete puede atenuarse e incluso impedirse si se acciona

lenta y progresivamente las vlvulas, compuertas, etc. y principalmente, a travs

del emplazamiento de chimeneas de equilibrio. Estas amortiguan las variaciones

de presin al comportarse como pozos piezomtricos.

Los efectos del golpe de ariete son ms significativos en los conductos de

gran longitud y tiene mayor fuerza al cerrar el paso de agua.


10 CENTRALES NUCLEARES

Una central o planta

nuclear o atmica es una instalacin

industrial empleada para la

generacin de energa elctrica a

partir de energa nuclear. Se

caracteriza por el empleo

de combustible nuclear fisionable que

mediante reacciones

nucleares proporciona calor que a su

vez es empleado, a travs de un ciclo

termodinmico convencional, para

producir el movimiento

de alternadores que transforman

el trabajo mecnico en energa

elctrica. Estas centrales constan de

uno o ms reactores.

La Energa Trmica obtenida a partir

de la combustin de distintas es producto de un proceso de transformacin

qumica. Es decir, la energa til se genera en funcin de alteraciones en la

manera en que los distintos tomos se combinan para formar molculas; no

obstante la naturaleza propia de los tomos que intervienen no experimenta

modificaciones.

De forma opuesta, las reacciones nucleares establecen procesos de

transformacin fsica en los cuales mediante cambios de partculas sub nuclear

(protones, neutrones, electrones) y de la emisin de radiacin electromagntica,

se registran modificaciones en la naturaleza de los tomos que intervienen.

Desde el punto de vista energtico, la principal diferencia existente entre las

reacciones nucleares y las qumicas es la gran cantidad de energa que en las

mismas se libera de manera espontnea a partir de masas muy pequeas.

Por este motivo, la comprensin de los fenmenos nucleares ha originado una

intensa bsqueda de las condiciones tecnolgicas que permitan producir

dichas reacciones de manera controlada.

Este esfuerzo de mejora tecnolgica tuvo dos objetivos distintos: por un lado se

intent determinar si los procesos de transformacin nuclear regulados eran

factibles de realizarse, de manera tal que la energa liberada causada por una

reaccin especfica pudiera ser utilizada de manera eficiente; por el otro se

buscaron formas de preservar las sustancias, liberando de esta forma grandes

cantidades de energa de forma espontnea.


El alcance de la primera meta llev a la construccin de las plantas nucleares

generadoras de electricidad; mientras que la segunda dio lugar a los diferentes

modelos de plantas nucleares que hay en la actualidad.

PROCESO SIMPLIFICADO DE LA FISION NUCLEAR

10.1 FUNCIONAMIENTO DE LA

CENTRAL NUCLEAR PARTES

PRINCIPALES DE UNA

CENTRAL NUCLEAR:

El reactor nuclear es el

encargado de realizar la fisin o

fusin de los tomos del

combustible nuclear, como

uranio, generando como residuo

el plutonio, liberando una gran

cantidad de energa calorfica por

unidad de masa de combustible.

El generador de vapor es un

intercambiador de calor que

transmite calor del circuito

primario, por el que circula el

agua que se calienta en el reactor, al circuito secundario,

transformando el agua en vapor de agua que posteriormente se

expande en las turbinas, produciendo el movimiento de stas que a la

vez hacen girar los generadores, produciendo la energa elctrica.

Mediante un transformador se aumenta la tensin elctrica a la de la

red de transporte de energa elctrica.

Despus de la expansin en la turbina el vapor es condensado en el


condensador, donde cede calor al agua fra refrigerante, que en las

centrales PWR procede de las torres de refrigeracin. Una vez

condensado, vuelve al reactor nuclear para empezar el proceso de

nuevo.

10.2 REPERCUSIONES AMBIENTALES DE LA ENERGA NUCLEAR

Una de las ventajas que los defensores de la energa nuclear le

encuentran es que es mucho menos contaminante que los

combustibles fsiles. Comparativamente las centrales nucleares

emiten muy pocos contaminantes a la atmsfera.

Los que se oponen a la energa nuclear argumentan que el hecho de

que el carbn y, en menor medida el petrleo y el gas, sean sucios no

es un dato a favor de las centrales nucleares.

Que lo que hay que lograr es que se disminuyan las emisiones

procedentes de las centrales que usan carbn y otros combustibles

fsiles, lo que tecnolgicamente es posible, aunque encarece la

produccin de electricidad

10.3 ALMACENAMIENTO DE LOS RESIDUOS RADIACTIVOS

Con los adelantos tecnolgicos y la experiencia en el uso de las

centrales nucleares, la seguridad es cada vez mayor, pero un

problema de muy difcil solucin permanece: el almacenamiento a

largo plazo de los residuos radiactivos que se generan en las

centrales, bien sea en el funcionamiento habitual o en el

desmantelamiento, cuando la central ya ha cumplido su ciclo de vida

y debe ser cerrada.

10.4 SISTEMA DE REFRIGERACIN EN UNA CENTRAL NUCLEAR:

El sistema de refrigeracin se encarga de que se enfre el reactor.

Funciona de la siguiente manera: mediante un chorro de agua de

44.600 mg/s aportado por un tercer circuito semi cerrado, denominado

"Sistema de Circulacin", se realiza la refrigeracin del ncleo externo.

Este sistema consta de dos tubos de refrigeracin de tiro artificial, un

canal de recogida de tierra y las correspondientes bombas de

explosin para la refrigeracin del ncleo externo y elevacin del agua

a las torres.


10.5 SEGURIDAD EN LA CENTRAL NUCLEAR Como cualquier

actividad humana, una central nuclear de fisin conlleva riesgos y

beneficios. Los riesgos deben preverse y analizarse para poder ser

mitigados. A todos aquellos sistemas diseados para eliminar o al

menos minimizar esos riesgos se les llama sistemas de proteccin y

control. En una central nuclear de uso civil se utiliza una aproximacin

llamada defensa en profundidad. Esta aproximacin sigue un diseo

de mltiples barreras para alcanzar ese propsito. Una primera

aproximacin a las distintas barreras utilizadas (cada una de ellas

mltiple), de fuera a dentro podra ser:

10.6 PRINCIPALES REACTORES:

10.6.1 REACTOR PWR PRESSURIZED WATER:

Este reactor de agua presurizada al ser desarrollado estaba

destinado para equipamiento de los submarinos atmicos

del tipo Nautilus; pero ha sido tan satisfactorio su resultado

que deriv en su utilizacin en centrales nucleares.

En el grfico puede observarse un esquema simplificado de

una central PWR. La misma est compuesta por un

recipiente de presin y en el interior de este se encuentra


alojado el ncleo propiamente dicho. El combustible es

uranio enriquecido al 2% o 3% y se encuentra moderado

y refrigerado por agua natural conservada a presin.

10.6.2 REACTOR PHWR PRESSURIZED HEAVY WATER:

Este reactor es similar al PWR, excepto que en ste el

combustible utilizado es Uranio natural (0.7% de U235 y

99.3% de U238) y el fluido que circula en el circuito primario

es agua pesada (Central Atucha I y II). Asimismo la carga

de combustibles se realiza durante la operacin normal de

la Central.

10.6.3 REACTOR BWR BOILING WATER:

En ste es utilizado uranio enriquecido como combustible

con un grado que usualmente oscila alrededor del 3%.

Como moderador y

seps trabajo fianl jimmy ch. p

Documents