1) La mecánica de fluidos estudia el movimiento de los fluidos como los gases y líquidos. La hidrodinámica se ocupa específicamente de los fluidos en movimiento. 2) La rueda hidráulica es una máquina antigua que captura la energía del agua en movimiento a través de paletas montadas en una rueda, transmitiendo la energía a través de su eje. 3) La rueda hidráulica tuvo mucha importancia durante la Revolución Industrial para impulsar industrias

1. MARCO REFERENCIAL
La 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.1
La característica fundamental que define a los fluidos es su incapacidad para
resistir esfuerzos cortantes (lo que provoca que carezcan de forma definida). También estudia
las interacciones entre el fluido y el contorno que lo limita.
Así la mecánica de fluidos se la pude dividir en dos partes: mecánica de fluidos 1 o
hidrostática, y mecánica de fluidos 2 o hidrodinámica
+ LO DE ANTES
MARCO TEORICO CONCEPTUAL
HISTORIA DE LA RUEDA HIDROELECTRICA
El más antiguo de los motores hidráulicos es la rueda hidráulica que está
constituida por una serie de palas dispuestas en forma de rueda; en la cual el
agua, al caer, choca contra las palas e impulsa a éstas con lo que se consigue el
movimiento de la rueda.
La utilización de la energía hidráulica data de la época de los griegos, quienes
empleaban la rueda hidráulica llamada noria, que inventó Filón de Bizancio en el
siglo III a.C, para bombear agua. Sin embargo, las primeras referencias
detalladas de la rueda hidráulica, así como sus aplicaciones son desde los tiempos
del imperio romano, cuando aparece la rueda hidráulica horizontal, también
llamada “molino romano” y el molino de rueda vertical de paletas, que
generalmente es denominado “molino tipo vitruviano”, llamado así en honor al
Ingeniero romano Vitruvio quien estudió y documentó este tipo de rueda, que
desarrollaron los romanos ante la insatisfacción con la rueda horizontal de los
griegos debido a su baja eficiencia. Este tipo de molino descrito por Vitruvio fue
el más común por muchos siglos, no solo en Europa sino también en América,
principalmente en el norte del continente.
En provincias como Hispania, que ha sido reconocida como parte importante en
la producción y exportación de granos para Roma, prácticamente la totalidad del
grano era molido para obtener harina, materia prima básica en la fabricación de
pan, que constituía el principal pilar de la dieta de la época. Para esto, la mayoría
de los molinos de grano estaban constituidos por dos muelas (una fija llamada
solera y otra móvil o corredera), estas eran poco peraltadas y de pequeño
diámetro, y podían moverse gracias al movimiento de la rueda producida por el
agua.Con menor frecuencia han aparecido en otras provincias romanas molinos
de muelas muy peraltadas, llamados molinos pompeyanos -por los magníficos

2. ejemplares de este tipo hallados en la ciudad de Pompeya. Estos molinos
requerían, por su tamaño mucho mayor, ser tirados por asnos y tenían
naturalmente una capacidad de molienda bastante mayor.
Además de los griegos y los romanos, en la antigüedad los egipcios emplearon
la Sakia, (rueda hidráulica de compartimientos o cubos) para elevar agua. Se
piensa que quizá también los sumerios emplearon la rueda hidráulica con otros
fines.
Más adelante, la rueda hidráulica se transformó en la gran máquina de la Edad
Media, utilizándose en molinos harineros, en aserraderos, martillos y bombas,
para accionar fuelles, para la batanadura de la lana, para exprimir la caña dulce,
primer paso para la fabricación del azúcar; incluso fueron usadas ruedas
hidráulicas para ayudar en el proceso de extracción de los minerales en la famosa
mina del Potosí, en Bolivia.Siendo una máquina de tan diversa aplicabilidad, a lo
largo de la historia muchos se interesaron en el desarrollo de la rueda hidráulica.
Hasta el famoso Leonardo da Vinci diseñó una rueda que era capaz de llenar una
torre de agua, quizás para suplir las necesidades de este recurso a un pueblo.
La hidroelectricidad tuvo mucha importancia durante la
Revolución Industrial. Impulsó las industrias textiles y del
cuero y los talleres de construcción de máquinas a
principios del siglo XIX. Para esta época ya se
encontraban por lo menos medio millón de ruedas en
Europa, en minas e industrias. Aunque las máquinas de
vapor ya estaban perfeccionadas, el carbón era escaso y la
madera poco satisfactoria como combustible. La energía
hidráulica ayudó al crecimiento de las nuevas ciudades
industriales que se crearon en Europa y América hasta la
construcción de canales a mediados del siglo XIX, que
proporcionaron carbón a bajo precio. Estas ruedas
hidráulicas continuaron aplicándose en diversos campos
durante mucho tiempo
Para 1850, los británicos habían construido un gran número de ruedas hidráulicas
para uso industrial, que producían de 65kW a 190kW, con diámetros entre 7 y 12
metros. Algunas de estas ruedas fueron dejadas en funcionamiento por más de
100 años. La construcción de tales máquinas sería muy costosa ahora; pero
ruedas más pequeñas (en un rango de 0.3 a 0.5kW) todavía son consideradas
económicamente viables en algunos lugares del sur de ese país.

3. .
¿QUE ES UNA RUEDA HIDROELECTRICA U HIDRAULICA?
Máquina que capta la energía del agua que corre o cae (por lo tanto, una máquina motriz)
mediante un conjunto de paletas o cangilones montados en torno a una rueda.
La fuerza del agua en movimiento contra las paletas, o el peso del agua que cae en los
cangilones, hace girar la rueda. La energía resultante es transmitida a la maquinaria por medio
del eje de la rueda. La rueda hidráulica fue quizás la fuente más antigua de energía mecánica
para reemplazar la del músculo humano o animal, y se usó primero para tareas como elevar
agua o moler granos. Produce energía hidráulica que se puede transformar en energía
eléctrica.
FUNCIONAMIENTO DE LA RUEDA HIDRÁULICA
Existen muchos tipos de ruedas hidráulicas, pero en cualquier caso el
funcionamiento es siempre el mismo: mediante un canal se desvía cierta cantidad
de agua del río, la cual se hace entrar a gran velocidad y en cantidad suficiente en
el molino. Al llegar, el agua choca contra las palas de una rueda hidráulica que
transmite a lo largo de su eje el movimiento a otras piezas tales como poleas,
engranajes o bielas que comunican el giro de la rueda hidráulica a las muelas, los
martinetes o cualquier otro mecanismo que gire u oscile.
Dependiendo de su funcionamiento y al mecanismo de llegada del agua, las
ruedas hidráulicas verticales se clasifican en las siguientes:
Rueda hidráulica con canal de alimentación superior
Las ruedas se desliza empujada por el agua que llega desde arriba, permitiendo
una mayor explotación del agua disponible debido a que esta cae y la fuerza de
gravedad realiza todo el efecto. Se usa en lugares donde hay alturas suficientes y
el caudal es muy poco. El rendimiento es bastante alto (80 a 90 %). La rueda es
trabajoso en su fabricación (impermeabilidad)
Ruedas hidráulica con canal de alimentación en la altura del eje
El agua entra en la rueda en la altura del eje. Su eficiencia e menor que en el caso de las
ruedas con canal de alimentación superior. Se necesita un empaque entre la rueda y canal
de alimentación .
Se usa este tipo de rueda en casos donde hay muchos cambios en el nivel del
agua de entrada y de salida.

4. Rueda hidráulica con canal de alimentación inferior
Este es el tipo de rueda más simple. Estas, aprovechan solo la impulsión de la
corriente del agua, aunque el problema de esta consiste en que no hace uso del
peso del agua que cae y, en lugar de eso, depende del flujo de la fuente de
agua. Su rendimiento es muy bajo (15 a 20 %) en el caso de un canal de
alimentación forzado. En los molinos de barco el rendimiento es aún más bajo
porque el agua tiende a desviarse a los lados de la rueda.
Rueda hidráulica reversible
Es una rueda hidráulica con canal de alimentación superior con la posibilidad de
cambiar el sentido de rotación, esto permite que sea utilizada para levantar
cargas.
Durante la historia, se desarrollaron varios mecanismos para encender y apagar
maquinarias independientes movidas por las ruedas hidráulicas. Para detener las
operaciones en los molinos frecuentemente se pueden encontrar compuertas que
controlan el flujo del agua que va a las aspas. Para desencoplar algunas
maquinarias, las correas de los engranajes son empujadas hacia poleas que rotan
libremente, para que así estos no sean empujados por el eje principal de la rueda.
Con todo lo expuesto anteriormente, es posible darse cuenta que estas ruedas
hidráulicas aunque han sido reemplazadas por maquinaria mucho más eficiente,
que los han convertido en obsoletos; los que aún se conservan son una prueba
viviente de una importante era tecnológica y con suerte serán conservados para el
deleite de futuras generaciones.
ESTAS SON ALGUNOS PRINCIPIOD DE FIDCA QUE SE CUMPLE EN ESTE PROCESO
DINÁMICA DE FLUIDOS O HIDRODINÁMICA
Esta rama de la mecánica de fluidos se ocupa de las leyes de los fluidos en movimiento; estas leyes son
enormemente complejas, y aunque la hidrodinámica tiene una importancia práctica mayor que la hidrostática,
sólo podemos tratar aquí algunos conceptos básicos.
El interés por la dinámica de fluidos se remonta a las aplicaciones más antiguas de los fluidos en ingeniería.
Arquímedes realizó una de las primeras contribuciones con la invención, que se le atribuye tradicionalmente,
del tornillo sin fin. La acción impulsora del tornillo de Arquímedes es similar a la de la pieza semejante a un
sacacorchos que tienen las picadoras de carne manuales. Los romanos desarrollaron otrasmáquinas y
mecanismos hidráulicos; no sólo empleaban el tornillo de Arquímedes para bombear agua
en agricultura y minería, sino que también construyeron extensos sistemas de acueductos, algunos de los
cuales todavía funcionan. En el siglo I a.C., el arquitecto e ingeniero romano Vitrubio inventó la rueda
hidráulica horizontal, con lo que revolucionó la técnica de moler grano.
A pesar de estas tempranas aplicaciones de la dinámica de fluidos, apenas se comprendía la teoría básica,
por lo que su desarrollo se vio frenado. Después de Arquímedes pasaron más de 1.800 años antes de que se
produjera el siguiente avance científico significativo, debido al matemático y físico italiano Evangelista
Torricelli, que inventó el barómetro en 1643 y formuló el teorema de Torricelli, que relaciona la velocidad de

5. salida de un líquido a través de un orificio de un recipiente, con la altura del líquido situado por encima de
dicho agujero. El siguiente gran avance en el desarrollo de la mecánica de fluidos tuvo que esperar a la
formulación de las leyes del movimiento por el matemático y físico inglés Isaac Newton. Estas leyes fueron
aplicadas por primera vez a los fluidos por el matemático suizo Leonhard Euler, quien dedujo
lasecuaciones básicas para un fluido sin rozamiento (no viscoso).
Euler fue el primero en reconocer que las leyes dinámicas para los fluidos sólo pueden expresarse de forma
relativamente sencilla si se supone que el fluido es incompresible e ideal, es decir, si se pueden despreciar los
efectos del rozamiento y la viscosidad. Sin embargo, como esto nunca es así en el caso de los fluidos reales
en movimiento, para Gareth Williams los resultados de dicho análisis sólo pueden servir como estimación
para flujos en los que los efectos de la viscosidad son pequeños.
EL TEOREMA DE BERNOULLI
Una de las leyes fundamentales que rigen el movimiento de los fluidos es el teorema de Bernoulli, que
relaciona un aumento en la velocidad de flujo con una disminución de la presión y viceversa. El teorema de
Bernoulli explica, por ejemplo, la fuerza de sustentación que actúa sobre el ala de un avión en vuelo. Un ala —
o plano aerodinámico— está diseñada de forma que el aire fluya más rápidamente sobre la superficie superior
que sobre la inferior, lo que provoca una disminución de presión en la superficie de arriba con respecto a la de
abajo. Esta diferencia de presiones proporciona la fuerza de sustentación que mantiene el avión en vuelo. Los
coches de carrera son muy bajos con el fin de que el aire se desplace a gran velocidad por el estrecho
espacio entre la carrocería y el suelo. Esto reduce la presión debajo del vehículo y lo aprieta con fuerza hacia
abajo, lo que mejora el agarre. Estos coches también llevan en su parte trasera un plano aerodinámico con
forma de ala invertida para aumentar la fuerza contra el suelo. La vela de un balandro en movimiento también
constituye un plano aerodinámico. Otro aspecto importante de la aerodinámica es la resistencia al avance que
experimentan los objetos sólidos que se mueven a través del aire. Por ejemplo, las fuerzas de resistencia que
ejerce el aire que fluye sobre un avión deben ser superadas por el empuje del reactor o de las hélices. La
resistencia al avance puede reducirse significativamente empleando formas aerodinámicas. Según el autor
James A. Fay: "Cuando el objeto no es totalmente aerodinámico, la resistencia aumenta de forma
aproximadamente proporcional al cuadrado de su velocidad con respecto al aire". Por ejemplo,
la potencia necesaria para propulsar un coche que avanza de forma uniforme a velocidades medias o altas se
emplea fundamentalmente en superar la resistencia del aire.
CONTAMINACION DE LAS PLANTAS HIDROELECTRICA

6. Contrario a la creencia popular, la generacion de energiahidroelectrica puede
afectar seriamente el clima mundial. Se han propuesto cambios a la forma en que
se calcula la contribucion al cambio climatico mundial de cada pais, para tomar
en cuenta las emisiones de gases con efecto invernadero de parte de las reservas
de poder hidroelectrico, pero los expertos estan preocupados en que no se llegara
al fondo del problema.
La imagen no cantaminante de la generacionhidroelecrica como alternativa
benigna a la generacion por combustibles fosiles es falsa, dice Eric Duchemin, un
consultor para el Intergovernmental Panel onClimateChange (IPCC). "Todos
piensan que la hidrogeneracion es muy limpia, pero esto no es asi".
Las represas hidroelectricas producen cantidades significativas de dioxido de
carbono y metano, y en algunos casos producen mas de estos gases con efecto
invernadero que las plantas de poder funcionando con combustibles fosiles. Las
emisiones de carbonvarian de represa a represa, dice Philip Fearnside del
Brazil'sNationalInstituteforResearch in the Amazon en Manaus. "Pero nosotros
conocemos que hay suficientes emisiones para preocuparnos del tema".
En un estudio a ser publicado en Mitigation and AdaptationStrategiesfor Global

7. Change, Fearnside estima que en 1990 las emisiones con efecto invernadero de la
represa de Curua-Una en Para, Brazil, fue mas de tres y media veces de la que se
hubiera producido por generar la misma cantidad de energiaelectrica mediante el
uso del petroleo.
Esto es a causa de las grandes cantidades de carbon unido a arboles y otras
plantas se liberan cuando el reservorio es inundado inicialmente y las plantas se
pudren. Entonces, despues que este primer pulso de emisiones decae, la
vegetacion asentadas en el fondo del reservorio se descomponen sin oxigeno,
resultando en un aumento del metano disuelto. Este metano es liberado cuando el
agua pasa a traves de las turbinas de la represa.
Zonas de aporte
Los cambios estacionales en el nivel del agua producen un aporte continuo de
material en descomposicion. En las temporadas en que bajan los niveles del agua
en la represa, las plantas colonizan los margenes del reservorio, solamente para
ser sumergidas cuando el nivel sube. Para regiones de baja pendiente estas zonas
de inundacionperiodica pueden abarcar varios miles de kilometros cuadrados.
En efecto los reservorios hechos por el hombre convierten el dioxido de carbono
de la atmosfera en metano. Esto es significativo ya que el efecto del metano
sobre el calentamiento global es 21 veces mas fuerte que el dioxido de carbono.
El reclamo que los hidroproyectos son produtores netos de gases con efecto
invernadero no es algo nuevo (edicion impresa de New Scientist del 3 de junio de
2000) pero este aspecto esta adquiriendo importancia en la egendapolitica. En la
proxima ronda de discusiones de la IPCC en 2006, el propuesto Programa de
Inventario de Gases con efecto Invernadero de las Naciones, el que calcula la
produccion por paises de emision de carbon, incluira las emisiones de las
regiones inundadas artificialmente.
Pero esta guia tomara solo en cuenta los primeros 10 años de operacion de las
represas y solamente incluira las emisines superficiales. La produccion de
metano permanecera sin medirse ya que los expertos en el clima no estan de
acuerdo en cuan significativo es; este tambien variara entre represas. Pero si
Fearnside impone su postura todas las emisiones pueden ser incluidas.
Con las guias de trabajo propuestas de la IPCC, los paises tropicales que se basan
grandemente en la energiahidroelectrica, como Brazil, podrian ver sus
inventarios nacionales de emisiones de gases con efecto invernadero

8. incrementados tanto como en un 7% (ver el mapa). Paises con climas mas
friosseran menos afectados, dijo, ya que las condiciones de menor temperatura no
se favorecen la produccion de gases con efecto invernadero.
A pesar de una decada de investigaciones documentando las emisiones de carbon
de los reservorios artificiales, la energiahidroelectricaaun tiene una no merecida
reputacion de mitigar el calentamiento global. "Yo pienso que es importante que
estas emisiones sean tomadas en cuenta", dijo Fearnside.
La emisión de gases que contribuyen al "efecto invernadero"
de las centrales hidroeléctricas es cuatro veces superior a lo que se creía hasta ahora, según
un estudio del Instituto Catalán de Ciencias del Clima (IC3) y el Instituto Nacional de
Investigaciones Amazónicas(INPA) de Brasil.
Este estudio pone en duda la fama de "energía limpia" que ostentaba la energía
hidroeléctrica e indica que estas centrales producen la emisión de partículas de metano a la
atmósfera, un gas que contribuye más al calentamiento global de la Tierra que el dióxido de
carbono (CO2).
Según el IC3, las condiciones medioambientales que se crean alrededor de los embalses
hidroeléctricos, especialmente en climas tropicales, provoca que la materia orgánica, al
descomponerse, no dé lugar a CO2 sino a gas metano, que contribuye más al "efecto
invernadero" que el dióxido de carbono.
Los investigadores Salvador Pueyo y Philip M. Fearnside, del IC3 y del INPA,
respectivamente, aseguran que las investigaciones anteriores sobre este tema subestimaban
"casi un 80% de las emisiones" y señalan que estas centrales son "fábricas de metano" con un
nivel de emisiones similar al de las centrales térmicas.
Este estudio aparece en un momento de gran polémica en varios países suramericanos donde
se está impulsando la construcción de embalses hidroeléctricos que amenazan con inundar
grandes áreas de la selva amazónica y con destruir el hábitat de tribus indígenas.
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