ASIGNATURA: REDACCION UNIVERSITARIA Y CATEDRA VALLEJO

DOCENTE: SOTO BARDALES CARLOS

ESTUDIANTES:

- QUISPE AVALOS ANDRES FERNANDO

-VILLEGAS CORONADO JOSE JEINER

-BAUTISTA RUIZ JOEL STEVEN

-VASQUEZ ALARCON JUAN CARLOS

AULA: 610 “B”

TURNO: TARDE

E.A.P: INGENIERIA CIVIL

CICLO: 2

MONOGRAFIA

Dedicatoria

A Dios por estar siempre en nuestras vidas guiando nuestro camino y a nuestros padres por ser las personas más importante en nuestras vidas y el apoyo incondicional.

EPÍGRAFE

“Más fácil me ha sido encontrar las leyes con que se mueven los cuerpos celestes, los que están a millones de kilómetros, que definir las leyes del movimiento del agua, que corre frente a mis ojos”

Galileo Galilei

AGRADECIMIENTO

Agradecemos a la Universidad Cesar Vallejo, así mismo al profesor SOTO BARDALES CARLOS, por su dedicación en nuestra enseñanza

INDICE

INTRODUCCION……………………………………………………………………………………………I

CAPITULO I: CONECPTOS GENERALES

1. HIDRAHULICA………………………………………………………………………………......II

1.1 DEFINICION…………………………………………………………………………………………1.2 HISTORIA…………………………………………………………………………………………….1.3 CARACTERISTICAS…………………………………………………………………………........1.4 IMPORTANCIA…………………………………………………………………………………......1.5 TIPOS……………………………………………………………………………………………………2. MECANICA DE FLUIDOS ……………………………………………………………….......III1.1 DEFINICION………………………………………………………………………………………….1.2 HISTORIA…………………………………………………………………………………………......1.3 CARACTERISTICAS……………………………………………………………………………......1.4 IMPORTANCIA…………………………………………………………………………………….3. CENTRALES HIDROELÉCTRICAS……………………………………………………........III1.1 DEFINICIÓN………………………………………………………………………………………......1.2 ANTECEDENTES……………………………………………………………………………………1.3 CARACTERÍSTICAS……………………………………………………………………………......1.4 IMPORTANCIA………………………………………………………………………………….......1.5 TIPOS…………………………………………………………………………………………………….4. ENERGÍA ELÉCTRICA………………………………………………………………………….IV1.1 DEFINICIÓN…………………………………………………………………………………………..1.2 HISTORIA………………………………………………………………………………………………1.3 CARACTERISTICAS…………………………………………………………………………………1.4 IMPORTANCIA……………………………………………………………………………………....

CAPÍTULO II: ESTUDIO Y BENEFICIOS

1. UBICACIÓN DE PROYECTOS………………………………………………………………..VI1.1 COSTA……………………………………………………………………………………………………1.2 SIERRA…………………………………………………………………………………………………..1.3 SELVA……….……………………………………………………………………………………………2. IMPACTO AMBIENTAL………………………………………………………………………..VI2.1 DEFINICION……………………………………………………………………………………………2.2 IMPORTANCIA………………………………………………………………………………

2.2 OBJETIVOS………………………………………………………………………… ……………….

2.3 ACTIVIDADES……………………………………………………………………………………….VIII3. MECÁNICA DE SUELOS…………………………………………………………………………3.1 ANALISIS DE SUELOS…………………………………………………………………………….3.2 TEXTURA……………………………………………………………………………………………...4. BENEFICIOS……………………………………………………………………………………….IX4.1 ECONOMICO………………………………………………………………………………………….4.2 SOCIOCULTURAL……………………………………………………………… ………………….

4.3 TECNOLOGICO………………………………………………………………………………………

CAPITULO III: PROCESOS CONSTRUCTIVOS

1. PLANIFICACION………………………………………………………………………………..XI1.1 GENERACION……………………………………………………………………………………….1.2 TRANSMISION……………………………………………………………………………………..1.3 DISTRIBUCION…………………………………………………………………………………….2. INVERSIÓN……………………………………………………………………………………....XII2.1 HIDROELECTRICAS POR BOMBAS………………………………………………………..2.2 HIDROELECTRICAS POR EMBALSE………………………………………………………3. OBRAS CIVILES…………………………………………………………………………………...XIII3.1.1 SISTEMA DE CONDUCCIÓN…………………………………………………………….3.1.2 PRESAS………………………………………………………………………………………….3.1.3 CASA DE MAQUINA………………………………………………………………………..3.2 METALMECANICAS………………………………………………..…………………………...3.2.1 TURBINAS……………………………………………………………………………………..3.2.2 TUBERIA FORZADA………………………………………………………………………..3.3 ELECTRICAS……………………………………………………………………………………….3.3.1 TABLEROS ELÉCTRICOS………………………………………….……………………..3.3.2 TRANSFORMADORES…………………………………………………………………….3.3.3 GENERADOR ELECTRICO……………………………………………………………….

CONLUSION…………………………………………………………………………………………………….XV

REFERNCIAS BIBLIOGRAFICAS………………………………………………………………………..XVI

CENTRALES HIDROELECTRICAS EN EL PERU

Introducción:

En la actualidad los problemas energéticos son comentados a nivel mundial. El alza de los combustibles fósiles, que son impulsadores de gran parte de la economía en nuestro país, ha preocupado a todos. Este hecho y otros, como los niveles de contaminación atmosférica, como también ha motivado a la investigación y desarrollo de tecnologías relacionadas con energías renovables. En este caso particular en el Perú, pues el potencial energético está disponible en sus recursos hidráulicos es importante, y no ha sido aprovechado en su totalidad. La tendencia

mundial, dada la alta eficiencia, ha buscado maneras de desarrollar grandes instalaciones centrales hidroeléctricas que requieren construcciones de embalses. Esto trae como consecuencia la oposición de grupos ambientalistas y habitantes de zonas que históricamente les han pertenecidos.

Existen hace varios años soluciones hidroeléctricas de menor escala, que no impactan con el medio ambiente muchas veces concebidas como centrales de pasada, que no requieren de inundación y no impactan la ecología de los alrededores en la construcción de una nueva central hidroeléctrica.

Se desarrollan en el expediente técnico el diseño y un prototipo a escala menor para saber cómo serán las reacciones ante fenómenos del ambiente que sufriría una central hidroeléctrica. Esto implica que en la actualidad surge nuevas tecnologías para el cual se podría sincronizar esta central hidroeléctrica de conectarse a la red, para inyectar potencia de en el sistema de distribución, a diferencia de los desarrollos actuales en centrales de esta índole, que solo consideran electrificación aislada para el cual participan la Ingeniería Mecánica, civil, ambiental & Eléctrica. Así como también consorcios que específicos en ejecutar megaproyectos hidráulicos.

Por el cual se obtendrían con montaje del sistema en dos ambientes. En los laboratorios eléctricos, mediante un conjunto de motor-generador, se realizan el desarrollo y el funcionamiento de una central con un laboratorio mecánico que se encargaría de la turbina, pues se obtendrían excelentes resultados de una central hidroeléctrica con nuevas tecnologías aplicadas a la hidráulica.

I

CAPITULO I

CONECPTOS GENERALES

1. La Hidráulica

Es la tecnología que emplea un líquido, bien agua o aceite (normalmente aceites especiales), como modo de transmisión de la energía necesaria para mover y hacer funcionar mecanismos.

Ochoa (2011) señala que la hidráulica en general es una ciencia que trata de las leyes del equilibrio y movimiento de los líquidos y aplicaciones de dichas leyes a la solución de problemas prácticos. Estúdialos flujos en conductos abiertos y cerrados en los causas de los ríos, en canales, canaletas, tuberías, túneles, vertederos, etc. (p.9).

Con la revolución industrial a partir del siglo xx y la aparición de las ruedas hidráulicas para la producción de energía eléctrica y la necesidad de contar con electricidad hace más de cien años se ha empezado a utilizarla energía potencial del agua almacenada y convertirla, primero en energía mecánica luego eléctrica.

El Perú es un país con muchas necesidades de energía eléctrica sobre todo en los pueblos aislados, debido a ello el atraso cultural de sus pobladores es muy marcado. Esto es una de las causas por las cuales existe mucha diferencia social, económica y por ende cultural. A la falta de este servicio trae como consecuencia que no se cuenta con mejores condiciones de vida, sin los adelantos y la tecnología de este mundo globalizado.

La hidráulica es importante debido a que regiones donde existe una combinación adecuada de lluvias, desniveles, geológicos y orografía favorable para la construcción de represas. La energía hidráulica se obtiene a partir de la energía potencial y cinética contenida en las masas de agua que transportan los ríos, provenientes de la lluvia y del deshielo. El agua en su caída entre dos niveles del cauce se hace pasar por una turbina hidráulica el cual transmite la energía a un alternador el cual la convierte en energía eléctrica.

“La energía hidráulica es renovable, inagotable, ya que proviene de las fuentes del sol y el agua de los ríos, que generan energía eléctrica para el consumo diario de las miles de personas. La hidráulica de ríos es una actividad que actualmente es abordada como un ejercicio multidisciplinario por ingenieros hidráulicos, geomorfolicos, geotecnistas, hidrólogos y elementos tridimensionales, pero actualmente se busca su análisis en cuatro dimensiones para analizar su comportamiento a lo largo del cauce”. (OCHOA, 2011. P.26)

Chow (2004) señala a la hidráulica en canales abiertos el flujo del agua en un conducto puede ser flujo en canal abierto o flujo en tubería, el flujo de canales abierto debe obtener una superficie libre, en tanto que el flujo en tubería no tiene, debido que en este caso el agua debe llenar completamente el conducto. Una superficie libre está sometida a la presión atmosférica. (p.3).

II

2. Mecánica de fluidos

Es la rama de la mecánica de medios continuos, rama de la física a su vez, que estudia el movimiento de los fluidos (gases y líquidos) así como las fuerzas que lo provocan.

Shames (1995) señala:

La mecánica de un fluido se define como una sustancia que cambia su forma continuamente siempre que esté sometida a un esfuerzo cortante, sin importar que tan pequeño sea. En

contraste un sólido experimenta un desplazamiento definido (o se rompe completamente) cuando se somete a un esfuerzo cortante. Al considerar varios tipos de fluidos en condiciones estáticas, algunos presentan cambios muy pequeños es su densidad a pesar de estar sometidos a grandes presiones. Invariablemente, estos fluidos se encuentran en estado líquido cuando presentan este comportamiento. (p.3)

Varios matemáticos geniales del siglo XVIII; Bernouili, clairaut, D´Alembert, Lagrange y Euler habían elaborado, con la ayuda del cálculo diferencial e integral, una síntesis hidrodinámica perfecta; pero no habían obtenido resultado práctico ni explicado ciertos fenómenos observados en la realidad. Por otro lado, los técnicos hidráulicos habían desarrollado multitud de fórmulas empíricas y experimentos para la solución de los problemas que las construcciones hidráulicas presentaban, sin preocuparse de buscarles base teórica.

La mecánica de fluidos y las fuerzas que provocan, los fluidos se dividen en gases y líquidos, estos tienen una característica similar y es que son incapaces de resistir esfuerzos cortantes, y esto provoca que no tengan una forma definida.

La mecánica de fluidos es fundamental en los campos tan diversos como en la aeronáutica, la ingeniería química, civil e industrial, la meteorología, las construcciones navales y la oceanografía. La mecánica de fluidos está dividido en dos aspectos importantes que son la estática de fluidos, que se ocupa de los fluidos en reposo, es decir sin que existan fuerzas que alteren su posición, y ; la dinámica de fluidos, que se ocupa de los fluidos del movimiento, es decir están bajo fuerzas que alteran su posición.

3. Centrales Hidroeléctricas

Una central hidroeléctrica es una instalación que permite aprovechar las masas de agua en movimiento que circulan por los ríos para transfórmalo en energía eléctrica, utilizando turbinas acopladas a los alternadores. Estas pueden ser centrales hidroeléctricas de gran potencia más de 10MW, mini centrales hidráulicas, entre 1MW Y 10MW, micro centrales hidroeléctricas, a menos de 1MW.

III

Villanueva (2010) define la central hidroeléctrica:

Una central productora de energía es cualquier instalación que tenga como función transformar energía potencial en trabajo. Las centrales eléctricas son las diferentes plantas encargadas de la producción de energía eléctrica se sitúan; generalmente en las cercanías de fuentes de energía básica (ríos, yacimientos de carbón, etc.). También pueden ubicarse próximas a las grandes ciudades y zonas industriales, donde el consumo de energía es elevado. Los generadores o alternadores son las maquinas encargadas de la

obtención de la electricidad, estas maquinarias son accionadas por motores primarios. El motor primario junto con el generador forma un conjunto denominado grupo. (p.21)

En nuestro país las centrales hidroeléctricas se organizan en torno al SEIN (Sistema Eléctrico Interconectado Nacional) conformado por la integración del SICN (Sistemas Interconectados Centro Norte) que genera casi 3 mil mega watts y abastece a las principales ciudades del país como: Piura, Chiclayo, Trujillo, Chimbote, Huaraz, Huánuco, Tingo María, Cajamarca, Huancayo y Lima. Como también el SIS (Sistema Interconectado del Sur), suministra a Arequipa, Cuzco, Tacna, Moquegua, Juliaca, Ilo y puno.

Las características principales de una central hidroeléctrica, desde el punto de vista de su capacidad de generación eléctrica son; la potencia, que es función del desnivel existente entre el nivel medio del embalse y el nivel medio de las aguas debajo de la central del caudal máximo turbinable, además de la características de la turbina y del generador. La importancia de las centrales hidroeléctricas no solo es renovable; es la más antigua en nuestro país y sigue siendo la más relevante de la matriz energética nacional. Si se considera únicamente la energía eléctrica volcada a la red del (SIN) Sistema Interconectado Nacional el porcentaje de la generación eléctrica a partir de fuente hidráulica es alta.

4. Energía eléctrica

Hay muchos tipos de centrales hidroeléctricas, ya que las características del terreno donde se situara la central condicionan en gran parte sus diseños. Se podría hacer una clasificación en tres modelos básicos como son las centrales de agua fluyente, de embalse y de bombeo.

En centrales de agua fluyente no existe embalse en el terreno es necesario que el caudal del rio sea lo suficientemente constante como para asegurar una potencia determinada durante todo el año. Durante las temporadas de precipitaciones de abundantes desarrollaran su máxima potencia, en cambio durante la época de estiaje, la potencia disminuye en función del caudal, llegando a ser casi nulo en algunos ríos en verano.

IV

Mataix (2010) señala:

Las centrales de agua fluyente son aquellas que no tiene embalse propiamente tal. El agua se utiliza en las turbinas o se derrama por el aliviadero de la central. Son las más frecuentes y entre ellas se cuentan las centrales de más potencia. Son centrales de llanura, se caracterizan por gran

caudal y poca altura. La central se instala en el curso mismo del rio o en un canal desviado. (p.449).

Las centrales de embalses dan mediante la construcción de una o más presas que forman lagos artificiales donde se almacenan un volumen considerable de agua por encima de las turbinas. El embalse permite guardar la cantidad de agua que pasa por las turbinas. Con el embalse se puede producir energía eléctrica durante todo el año aunque el rio se seque completamente durante algunos meses, cosa que sería imposible en una central de agua fluyente.

En los bombeos de las centrales o reversibles son un tipo especial de centrales que hacen posible un uso más racional de los recursos hídricos. Disponen de dos embalses situados a diferentes niveles. Cuando la demanda diaria de energía eléctrica cae desde el embalse superior haciendo girar las turbinas y después queda almacenada en el embalse inferior. Durante las horas del día de menor demanda, el agua es bombeada al embalse superior para que vuelva a hacer el ciclo productivo.

V

CAPITULO II

ESTUDIO Y BENEFICIOS

1. Ubicación De Proyectos

Para llevar a cabo una obra hidráulica, es necesario analizar y determinar la variedad de alternativas, que pueden influir el tamaño, la ubicación y el momento de implementación del proyecto hidroeléctrico propuesto, todo esto dependerá a partir de la oferta, demanda, topografía, etc.

Con respecto a la oferta de energía eléctrica en el Perú, Mendiola (2012) afirma que de las 59 centrales de generación en nuestro país, la mayor parte en cantidad y producción están en las hidroeléctricas seguidas por las térmicas, llegando ambas a producir 4,445.209 MV de potencia. (p.36).

Compartimos con Mendiola que gran parte de centrales en el Perú son las hidroeléctricas debido al recurso hídrico económico. En las cifras presentadas agregaríamos también la cantidad y producción de micro centrales hidroeléctricas, ya que ellas son facilitadores de energía en gran parte de poblaciones pequeñas y alejadas de las ciudades.

Dada ya que una cantidad de producción de energía, esta no logra abastecer al 100% de consumidores, pues se estima que hasta el 2019 la demanda de la potencia requerida se incrementara en un 5% anualmente aproximada a nivel nacional y para el 2014 sería igual o superior al 5%, el cual va a incitar a concretar proyectos de inversión de centrales tanto en térmicas como hídrica. (Mendiola, 2012p.44)

Por otro lado, el consorcio Lahmeyer y Salgitter, hizo una “Evaluación del potencial Hidroeléctrico Nacional”, y se obtuvo como resultado la existencia de un enorme potencial Hidro-Energetica por explotar de 176.287 MV en la cuenca alta y media atlántica, donde se distribuía el 22.821 MW en la amazonia, para la parte sierra con un potencial de 22.520 MV. (Serra, 2010, p.22). Es evidente que en la parte costa de nuestro país no se puedan generar hidroeléctricas, ya que el recurso hídrico es más escaso y la topografía no ayuda para la formación de las caídas.

2. Impacto Ambiental

Las energías renovables fueron aprovechadas desde la antigüedad, por lo que no se trata de una aplicación reciente y que se haya puesto de moda especialmente por grupos ecologistas.

Pelikan (2006) manifiesta que:

“Los impactos varían con la ubicación del aprovechamiento y con una solución tecnología escogida. Desde el punto de vista de la ubicación, un aprovechamiento de montaña genera diferentes impactos que uno de llanura generan impactos, cuantitativa y cualitativa, diferentes a los generadores por los aprovechamientos de agua fluyente, dentro de los cuales cabria aun distinguir, a estos efectos, entre los que derivan el agua y los que no deriva”. (p.15).

VI

Se puede entender por lo expuesto, que de una u otra manera va a ser distinto los impactos según el tipo de proyectos a ejecutarse y en dónde.

Mendiola (2012), afirma lo siguiente sobre el estudio de impacto:

“Si bien la generación hidroeléctrica es una de las formas más limpias de producir energía, es innegable el impacto ambiental que se produce por la ejecución de la infraestructura necesaria. En este sentido, el estudio de impacto ambiental está orientado a identificar, describir y evaluar de manera apropiada los efectos, directos e indirectos, del proyecto sobre el medioambiente, y las implicancias de estos efectos”. (p.70).

Estando frente a estas necesidades como el calentamiento global, ha llevado a buscar nuevas alternativas y soluciones para mantener un desarrollo sostenido y a la vez formar lazos de amistad con el medio ambiente.

Para Mendiola (2012), la forma de generar energía eléctrica desempeña un papel muy importante para el cuidado del medio ambiente, Así, a partir del protocolo de Kioto, se alienta el Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL) con alternativas que han generado un mercado paralelo de ingresos adicionales para la tecnología limpia, esta situación ofrece al Perú la posibilidad de cubrir sus necesidades bajo una matriz de producción de energía eléctrica que sea rentable, sostenible y amigable con el medio ambiente. (p.13).

Es muy importante la afirmación anterior, debido a que nos una posibilidad de estrechar las relaciones con la naturaleza y medio ambiente, en beneficio de ambos, dado que actualmente el cambio climático se perfila como el mayor reto ambiental para la humanidad, para ello agrega Madrazo y Valvas que nuestro desafío y del resto del mundo es satisfacer la demanda de energía eléctrica evitando la contaminación con el dióxido de carbono, como también dando energía eléctrica al cual evitando la contaminación con el dióxido de carbono, como también dando orientación y tomando conciencia del consumo responsable de la energía, dando énfasis al ahorro y a sistemas no contaminantes, que sean limpias y renovables. (2010. p. 18).

El estudio de impacto ambiental no solo implica la del trabajo de un manejo detallado para evadir, reducir o compensar los resultados, negativos, sino también, el establecimiento de un programa de monitoreo que relacione el comportamiento del medio ambiente con las obras del proyecto y tenga en cuenta medidas de mitigación y contingencia. (Mendiola. 2012, p.70).

En conclusión, el elevado número de aprovechamiento desarrollado en los últimos años demuestra que aun en condiciones medioambientales altamente restrictivas, es posible la coexistencia de las centrales hidroeléctricas y el medioambiente. Aun cuando la explotación de una central no está exenta, en principio, de ciertos problemas medioambientales, la amplia gama de medidas mitigadoras ofrecen al proyectista la posibilidad de poner en marcha un proyecto perfectamente compatible con la naturaleza. La convivencia de la pequeña hidráulica y la

VII

protección del medio ambiente son viables siempre que le proyectista aborde el tema con sensibilidad y entusiasmo.

3. Mecánica de Suelos

Es de especial importancia conocer las condiciones bajo las cuales determinado materiales fueron creados o depositados, su condición actual y los posteriores procesos estructurales que van a sufrir, para evitar inconveniente como las filtraciones o erosiones a través del tiempo.

La elección de la solución tecnológica óptima llega como resultado de un largo proceso iterativo en el que continuamente hay que ir comparando costos y beneficios. Esa opción vendrá condicionada en buena medida por la topografía del terreno. En consecuencia resulta necesario conocer a fondo el terreno en que se va a ubicar el aprovechamiento.

En el pasado se ha pasado por desaparecido la necesidad de proceder a un estudio geotécnico detallado del terreno. Las consecuencias han sido, en muchos casos desastrosos, y han llevado a los promotores a la ruina. (Penche, 2010, p. 86).

El problema es especialmente más complicado en los aprovechamientos de zonas con pendientes, en donde los procesos de meteorización provocan fenómenos de desintegración y descomposición de las rocas superficiales. En estas áreas, la ubicación de cada una de las estructuras que componen el aprovechamiento vendrá afectada por distintas y diversas circunstancias geomorfolicas.

Según Penche (2010), para llevar a cabo el estudio de mecánica de suelos nos podemos apoyar en las fotografías satelitales que permiten un primer acercamiento al entorno general de la zona y a partir de este análisis se permitirá la confirmación de eventuales estructuras geomorfolicos que afecten a zonas determinadas de más difícil control, seguidamente, se realizan ensayos de laboratorio incluidas granulometría, límites de Atterberg y mineralógicos, características de las formaciones superficiales en cuanto a su espesor, cohesión, circulación interna de agua, determinación de la situación en profundidad de las superficies de desplazamiento, etc. Como también ensayos de permeabilidad. (p.89).

Análisis de Suelos

Con el paso del tiempo se ha ido tomando más en serio el conocimiento de los materiales componentes dentro del suelo a trabajar, tipos de rocas, textura, etc. Con el fin de verificar la duración de la obra, posibles incidentes con las estructuras a futuro y realizar el cronograma de actividades en la construcción.

El primer paso es profundizar los estudios de topografía, hidrología, geología y geotecnia realizados en la etapa de pre-factibilidad.

VIII

Un adecuado levantamiento topográfico permite determinar con precisión los volúmenes de movimiento de tierra (excavación y relleno) necesarios para la ejecución. Esta parte de la construcción vial por el impacto que tiene en el presupuesto. Por lo general, la topografía maneja planos a escala de 1:200 en sitios de captación, desarenada, tanque de presión y casa de máquinas, y a escala de 1:500, para la conducción. (Mendiola, 2012, p.73).

De misma manera, es importante identificar con mayor presión la cantidad de material explotable de las canteras cercanas y los accesos para asegurar el suministro de material. Hay que tener en cuenta cuanto más alejado se encuentre las canteras y fábricas de insumos, más elevado será el precio en cuanto a transporte.

Para Mendiola (2012):

“Los estudios detallados de geología y geotecnia permiten identificar las características del manto rocoso que albergaría a la presa, lo cual servirá para anclarla, y determinar la profundidad de la excavación. A su vez, conociendo las características físicas de la roca que sostendrá las paredes de la presa, se definirán con precisión los trabajos de anclaje necesarios. Además, se deben conocer las características de los distintos materiales que componen el suelo bajo el embalse, pues ello definirá la ejecución de obras adicionales que contengan posibles filtraciones de agua que puedan generar corrientes bajo la presa y debilitaría”. (p.74)

Sobre el texto anterior, coincidimos con Mendiola, pues si no se lleva a cabo un adecuado estudio, obtendremos posteriormente estructuras con cimientos inestables o con filtraciones, que pueden traer graves consecuencias en el ecosistema y poblaciones cercanas.

4. Beneficios

Entra la comparación de impactos positivos y negativos de una central Hídrica, los beneficios son más resaltantes, aparte de generar energía para la población, ayuda también en otros sectores como la agricultura y ganadería, generando más ingresos económicos a la canasta familiar.

“Entre los múltiples usos del agua y el abastecimiento a las poblaciones, regadío, usos ambientales, etc. Existe un grupo de usos que utiliza las posibilidades del agua como fuente de energía mecánica y que la ley de Aguas de 1879 agrupaba bajo el término genérico de artefactos”. (Giménez, 2005. 172-174).

Para Mendiola, “[…] la función del analista se orienta a determinar la posición de la comunidad y las de sus autoridades, ya sea a favor o en contra del proyecto. En este último caso, se pueden establecer las acciones necesarias para lograr la mayor aceptación de la comunidad. Por lo general, estas se traducen en proyectos de responsabilidad social, como alfabetización, construcción de escuelas, postas médicas, contratación de mano de obra local, etc.” (p.70).

IX

Desde el punto de vistas económico, una central Hidroeléctrica difiere de una central térmica, en que la primera exige un costo de inversión más elevado que la segunda, pero por el contrario sus costes de explotación son sensiblemente inferiores al no necesitar combustible, el equivalente al combustible es el agua que mueve las turbinas, que por lo general es gratis.

En síntesis la producción de las centrales Hidroeléctricas resulta muy beneficiosa para la población, a pesar de ser muy costosas, el recurso hídrico resulta ser barato y ecológico, ayudando también a otras actividades de la población.

X

CAPITULO III

PROCESOS CONSTRUCTIVOS

1. Planificación

El sistema de planificación energética es una herramienta para modelar escenarios energéticos y ambientales. El análisis se basa integrales sobre la forma en que se consume, convierte y produce en una determinada economía, considerando una gama de escenarios alternativos de población, desarrollo económico, tecnología, precios y otros parámetros. Se debe desarrollar dentro de un horizonte temporal que va de los 20 a 30 años de antecedencia, sea dentro de un plan de estado para el sector energético, por las instituciones directamente responsables del sector, o por la propia concesionaria de energía.

Generación

Se encargan de transformar alguna clase de energía ya sea química, mecánica, térmica o luminosa en energía eléctrica. Para la generación industrial se recurre a instalaciones denominadas centrales eléctricas, que ejecutan alguna de las transformaciones citadas.

“Son los que producen y planifican la prevención de energía. El mayor porcentaje de producción a nivel nacional se da por las hidroeléctricas seguidas por las centrales térmicas. Las centrales térmicas empiezan a funcionar cuando las hidroeléctricas están trabajando en su máxima capacidad o al no haber suficiente recurso hídrico, esta energía producida se vende a tres tipos de mercado: el primero de corto plazo o spot; el segundo, de generación para clientes regulados; y el tercero, generación para clientes libres. Actualmente en el Perú tenemos 36 centrales Hidroeléctricas y 2 térmicas, llegándose a producir 4,445.209 MW de potencia que están a cargo de 15 empresas, la mayor parte de esta producción se da por las centrales Hídricas”. (Mendiola, 2012, pp.35-36).

Compartimos con Mendiola que gran parte de centrales en el Perú son las Hidroeléctricas debido al recurso Hídrico económico abundante, agregamos también que debería considerarse, en las cifras presentadas, la cantidad y producción de las micro centrales hidroeléctricas, ya que ellas son facilitadoras de energía en gran parte de poblaciones pequeñas y alejadas de las ciudades.

En síntesis, los generadores constituyen en primer escalón del sistema de suministro eléctrico. La generación eléctrica se realiza, básicamente, mediante un generador; si bien estos no difieren entre sí en cuanto a su principio de funcionamiento, varían en función a la forma en que se accionan.

XI

Transmisión

Un sistema de distribución eléctrico o planta es toda parte del sistema eléctrico de potencia comprendida entre la planta eléctrica y los apagadores del consumidor.

“Consiste en obtener la energía eléctrica de las empresas generadoras o transmisoras y transportarla hacia los clientes finales. En el Perú tenemos 20 empresas de distribución que están a cargo de las redes aéreas (41.855 km) y subterráneas (16.093 km) ya sea de baja o media tensión”. (Mendiola, 2012 p.p.38-40).

El sistema de distribución debe proveer el servicio con un mínimo de variaciones de tensión y el mínimo de interrupciones, debe ser flexible para permitir expansiones en pequeños incrementos así como para reconocer cambios en las condiciones de carga con un mínimo de modificaciones y gastos. Al utilizar un sistema de distribución este estará expuesto inevitablemente a un buen número de variables tanto técnicas como locales y ante todo una variable económica por lo que los sistemas de distribución no tienen una uniformidad.

2. Obras Civiles

La obra civil es la aplicación de nociones de la física, química, geología y el cálculo para la creación de construcciones relacionadas con el transporte, hidráulica, etc.

Presas

La presa permite graduar la cantidad de agua que pasa por las turbinas. Con el embalse de reserva puede producirse energía eléctrica durante todo el año aunque el rio se seque ´por completo durante algunos meses, cosa que sería imposible en un proyecto de menor costo.

Para Madrazo y Balbas (2010), la presa es la “construcción encargada de atajar el cauce natural del rio, bien para embalsar […] o bien para desviar […] las aguas. Es el elemento más importante de la central y depende en gran medida de las condiciones orográficas de terreno donde se realiza la instalación”. (p-189).

Coincidimos con Madrazo y balbas que la parte más importante es la presa ya que se sirve para acumular y regular la cantidad necesaria de agua que se va a utilizar. Agregamos también que es una estructura de materiales diversos construida en un rio para embalsar agua, aumentar su nivel y aprovecharla para diversos fines ya sea de gravedad, de arco o de contrafuerte. (Diccionario Enciclopédico Vox 1, 2009, Larousse Editorial).

Las centrales con almacenamiento de reserva exigen por lo general una inversión de capital mayor que las de pasada, pero en la mayoría de los casos permiten usar toda la energía posible y producir Kilo-Vatios-Hora más baratos.

XII

Toma de Agua

Las tomas de agua son construcciones adecuadas que permiten recoger el agua para llevar hasta las maquinas por medios de canales o tuberías. La toma de agua de la que parten varios conductos hacia las tuberías, se hallan en la pared anterior de la presa que entra en contacto con el agua embalsada.

La toma tiene como finalidad coger una cierta cantidad de agua para hacer girar las turbinas, existen tres tipos ya sea compuerta; se utilizan dos, una que va a regular la cantidad de agua y el otro que va a dar seguridad en caso de fallas, estos cuentan con dos BYPASS que iguala la presión de ambas partes de la compuerta, también se adicionan rejillas que no permiten el paso de obstáculos; también el tipo de mariposa, que consta de una compuerta rotacional a través de un eje diametral, la gran desventaja es que se observa perdida de agua; y el tipo esférico, que se puede utilizar también como válvula de regulación, debido a que no permite perdidas de cargas ya que su cobertura es total. (Madrazo y Balbas, 2010, pp.199).

La toma de agua o también llamado bocatoma, azud, toma o presa derivador se construye sobre el lecho del rio con la finalidad de atajar cierto caudal del agua, para verter dicho caudal en el canal de derivación.

3. Obras Metalmecánicas

La turbina hidráulica es la encargada de transformar la energía mecánica en energía eléctrica, por esto es de vital importancia saber elegir la turbina adecuada para cada sistema Hidroeléctrico.

“las turbinas hidráulicas tienen como finalidad principal aprovechar la energía de los saltos naturales de agua y su posterior transformación en energía eléctrica al estar unido su eje con un generador […] utilizan una fuente de energía renovable, [tienen] elevado rendimiento, pocas averías y revisiones distanciadas en el tiempo, etc.” (Sánchez, 2012, p.20).

Sánchez nos muestra claramente la finalidad, agregamos que las turbinas son las que transforman la energía de la fuerza del agua en energía mecánica rotativa (Roldan, 2013, p.157) para ello es necesario que entre la bocatoma y la ubicación de la turbina tenga pendiente o caída, es indudable la durabilidad y rendimiento de las turbinas ya que son hechas de metal.

“La turbina, mediante la fuerza del agua, va a girar generando energía mecánica rotativa, que adicionando alternadores, se va a producir energía. La ventaja que la materia prima Hídrica se puede reutilizar en diferentes áreas posteriormente. En la actualidad tenemos tres tipos de turbinas como son el Pelton, Francis y Kaplan, cada uno para un caudal y altura respectivamente ya sea alta, media o baja presión”. (Roldan, 2013, p.157).

XIII

Coincidimos con la afirmación de Roldan, la presión hídrica es capaz de mover turbinas y formar tipos de energía, como también en la reutilización del agua en su transcurso ya sea en el sector pecuario, agrícola, etc. (Sánchez, 2012, p.13)

Agregamos también que las turbinas mencionadas son para uso de marco energético, ya que para pequeñas Hidroeléctricas tienen otros tipos de variedades de turbinas como el de doble acción, Michell-Banki, etc.

La turbina es una maquina hidráulica, el agua intercambia energía con un dispositivo mecánico de revolución que gira alrededor de su eje de simetría; este mecanismo lleva una o varias ruedas, (rodetes o rotores), provistas de álabes, de forma qué entre ellos existen unos espacios libres o canales, por los que circula el agua, esto instalado mediante fajas a un generador proporciona energía eléctrica.

4. Eléctrica Forzada

En la función de la electricidad vemos que se aplicara mecanismos vitales para un buen funcionamiento de la central hidroeléctrica en estos casos tenemos una conducción cilindrada que salva un cierto desnivel y por la que circula el agua sometida a la presión Hidrostática que sirve para llevar el agua desde el canal o el embalse hasta la entrada de la turbina.

“El acoplamiento de las tuberías debe de ser con mucho cuidado para evitar la pérdida y filtración de agua, como también se tiene que tener en cuenta el mantenimiento periódico para que las inclemencias del tiempo no dañen la estructura metálica”. (Madrazo y Balbas, 2010, p.195).

Estamos de acuerdo con la afirmación de Madrazo y Balbas, es necesario el cuidado y protección de las estructuras para prevenir daños en el material, adicionamos también que las tuberías pueden estar enterradas para su mayor protección ante el calor y las lluvias. (Sánchez, 2012, p.11), actualmente se puede implementar no solo con tuberías de metal, sino también de PVC o polietileno que son más económicas y manejables.

Se utiliza tuberías forzadas cuando el declive es mayor al 5%, si no se usan canales. En las instalaciones Hidroeléctricas, las tuberías de presión, tienen por objeto conducir el agua desde un nivel superior a uno inferior, para transformar la energía potencial en energía mecánica.

XIV

CONCLUSION

Se propuso nuevas tecnologías para utilizar una conexión a la red de la central para su aplicación y en generación distribuida, comprobando de modo experimental el funcionamiento de los 4 estados del sistema y sus transiciones. Se desarrolló redes de protecciones para la central hidroeléctrica, que permite el buen desempeño del sistema en cuando a las transiciones de estados, y la correcta protección del generador. Se ha logrado construir el sistema electrónico completo a un costo razonable para la etapa de prototipo de la central. Esto permitiría a futuro desarrollar a gran escala controladores que puedan ser incorporados a otras centrales en producción masiva.

El impacto en generación que puede tener el sistema desarrollado es muy grande, sobre todo en un país que posee potencial hidráulico no aprovechado, y que en un esquema distribuido puede aportar a la independencia energética de Perú. Con la construcción de una central hidroeléctrica contribuirá no solo con inyectar más electricidad necesaria para las industrias y ciudades al Sistema Eléctrico Interconectado Nacional (SEIN) debido a la creciente demanda, sino que lo hará con generación renovable (utilización de agua), propiciando así un mayor equilibrio en la matriz energética.

La central hidroeléctrica utilizará agua almacenada del río para generar electricidad, pues estará construida especialmente para retener agua de un caudal natural. Esta agua del río que es almacenada luego fluirá a través de una tubería y dada la fuerza del agua va a empujar las paletas de la turbina, haciéndola girar. Con este efecto la turbina moverá un generador para producir electricidad. El agua que será utilizada para mover las turbinas y generar energía volverá al cauce del río.

Sin embargo las centrales hidroeléctricas es la forma más adecuada y limpia de generar energía sin dañar el medio ambiente. No requiere combustible, pues utiliza el agua como forma renovable de energía. Es limpia, dado que no contamina ni el aire ni el agua y no se emiten gases a la atmósfera producto de la combustión de combustibles.

XV

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XVI