hidroelectrica

1. ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DE
CHIMBORAZO
Facultad de Mecánica
ESCUELA DE INGENIERIA DE MANTENIMEINTO
Mantenimiento de Centrales Eléctricas
Octavo Semestre
Alfonso Gallegos
Informe de la gira de observación al proyecto Coca-codo Sinclair

2. OBJETIVOS
Objetivo General
- Observar y entender de mejor manera el funcionamiento de una central
hidroeléctrica.
Objetivos Específicos
- Comprender de mejor manera lo aprendido en los laboratorios, con la observación
en la gira.
- Saber cómo se instalan las centrales eléctricas.
- Conocer cuál es el papel de un Ingeniero de Mantenimiento al momento de la
instalación de una central hidroeléctrica.
MARCO TEORICO
En una central hidroeléctrica se utiliza energía hidráulica para la generación de energía
eléctrica. Son el resultado actual de la evolución de los antiguos molinos que
aprovechaban la corriente de los ríos para mover una rueda.
En general, estas centrales aprovechan la energía potencial gravitatoria que posee la masa
de agua de un cauce natural en virtud de un desnivel, también conocido como salto
geodésico. El agua en su caída entre dos niveles del cauce se hace pasar por una turbina
hidráulica la cual transmite la energía a un generador donde se transforma en energía
eléctrica.
Turbina Pelton
Una turbina Pelton es uno de los tipos más eficientes de turbina hidráulica. Es
una turbomáquina motora, de flujo transversal, admisión parcial y de acción. Consiste en
una rueda (rodete o rotor) dotada de cucharas en su periferia, las cuales están
especialmente realizadas para convertir la energía de un chorro de agua que incide sobre
las cucharas.
Las turbinas Pelton están diseñadas para explotar grandes saltos hidráulicos de bajo
caudal. Las centrales hidroeléctricas dotadas de este tipo de turbina cuentan, la mayoría
de las veces, con una larga tubería llamada galería de presión para trasportar al fluido

3. desde grandes alturas, a veces de hasta más de doscientos metros. Al final de la galería de
presión se suministra el agua a la turbina por medio de una o varias válvulas de aguja,
también llamadas inyectores, los cuales tienen forma de tobera para aumentar la
velocidad del flujo que incide sobre las cucharas.
Elementos constitutivos de Microturbinas Pelton
Una instalación típica de microturbinas Pelton consta de los siguientes elementos:
- Codo de entrada
- Inyector: transforma la energía de presión en energía cinética. La velocidad del
chorro a la salida del inyector en algunas instalaciones llega a 150 m/seg. y aún
más. Consta de Tobera y Válvula de Aguja.
- Tobera
- Válvula de Aguja
- Servomotor
- Regulador
- Mando del deflector
- Deflector o pantalla deflectora
- Corro
- Rodete
- Álabes o cucharas
- Freno de la turbina
- Blindaje
- Destructor de energía
Funcionamiento
La tobera o inyector lanza directamente el chorro de agua contra la serie de paletas en
forma de cuchara montadas alrededor del borde de una rueda, el doble de la distancia
entre el eje de la rueda y el centro del chorro de agua se denomina diámetro Pelton. El
agua acciona sobre las cucharas intercambiando energía con la rueda en virtud de su
cambio de cantidad de movimiento, que es casi de 180°, el chorro de agua impacta sobre
la pala en el medio, es dividido en dos, los cuales salen de la pala en sentido casi opuesto
al que entraron, pero jamás puede salir el chorro de agua en dirección de 180° ya que si
fuese así el chorro golpearía a la pala sucesiva y habría un efecto frenante. La sección de
entrada del fluido a la cuchara se denomina 1, así como 2 a la sección de salida.

4. El estudio analítico de la interacción agua-pala puede ser sumamente complicado debido
al desplazamiento relativo entre la pala y el chorro de agua.
Síntesis
Las turbinas Pelton están diseñadas para explotar grandes saltos hidráulicos de bajo
caudal. Existen turbinas Pelton de todos los tamaños. Hay turbinas de varias toneladas
montadas en vertical sobre cojinetes hidráulicos en las centrales hidroeléctricas. Las
turbinas Pelton más pequeñas, solo de unos pocos centímetros, se usan en equipamientos
domésticos.
En general, a medida que la altura de la caída de agua aumenta, se necesita menor caudal
de agua para generar la misma potencia. La energía es la fuerza por la distancia, y, por lo
tanto, una presión más alta puede generar la misma fuerza con menor caudal.
Cada instalación tiene, por lo tanto, su propia combinación de presión, velocidad y
volumen de funcionamiento más eficiente. Usualmente, las pequeñas instalaciones usan
paletas estandarizadas y adaptan la turbina a una de las familias de generadores y ruedas,
adecuando para ello las canalizaciones. Las pequeñas turbinas se pueden ajustar algo
variando el número de toberas y paletas por rueda, y escogiendo diferentes diámetros por
rueda. Las grandes instalaciones de encargo diseñan el par torsor y volumen de la turbina
para hacer girar un generador estándar.
Consideraciones comerciales de aplicación dentro de los rangos que siguen:
- Caídas de entre 100 y 400 metros
- Caudales de entre 0,02 y 1,0 m³/s
- Potencias nominales de entre 10 y 1.500 kW.
En el caso de grandes proyectos especiales estas especificaciones de caudal y potencia son
acordes con cada aplicación particular.

5. PROCEDIMEINTO DE OBSERVACION
La gira consto en la observación de dos sectores fundamentales los cuales fueron: la
captación y el cuarto de máquinas.
En el área de captación se comprende la mayor magnitud de obra civil dentro de lo que es
el proyecto con la manipulación de las corrientes del Rio Quijos y el Rio Salado, contando
con una represa de aproximadamente 17 metros de altura y con una toma dimensionada
para un caudal de 222 m3/s, la embocadura de la toma protegida por rejas tiene un
umbral a la cota 1.270 y está equipada con 12 compuertas deslizantes que controlan el
flujo hacia el desarenador. Cada compuerta tiene las dimensiones siguientes: 3,30 m de
alto y 2,80 m de largo.
Una vez dentro el agua los desarenadores limpiaran el agua de impurezas y sólidos en
suspensión de tal manera que lo único que sería posible pasar seria la cuarta parte de un
milímetro siendo así una buena limpieza, el depósito de estos sedimentos atrapados de
los desarenadores los captaran hasta que estos alcancen una altura de 2.90 metros,
cuando se alcance esta, unos sensores verifican dicha medida y liberan la cantidad de
sedimentos acumulados, obviamente este depósito puede albergar más de 2.90 metros.
Una vez que el agua esté lista para ser transportada esta se redirige hacia el tubo que
cruza toda la montaña el diámetro del túnel es de 9.10 metros y el diámetro del tubo es
de 6 metros y este tiene una capacidad de transportación de 222 m3
/s de caudal, la
distancia de transportación es de 24.8 Km a través de la montaña y llega hasta el embalse
compensador.
El embalse compensador cuenta con los siguientes volúmenes útiles llamándolos a estos
también como mínimo y máximo de 460.000 m3 a unos 800.000 m3 siendo este como un
vaso en donde se tendrá agua depositada como una especia de reserva, en caso de que el
río se quede sin agua la cantidad de agua entro de este embalse compensador alcanzaría
para abastecer 24 horas a las turbinas.
La obra de caída comprenden tubos verticales en una altura de 570 metros de caída, y en
la parte baja tubos de presión los cuales recibirán el caudal de agua con la energía cinética
generada por dicha caída, en dirección a las turbinas Pelton las cuales constan de 6
inyectores de flujo los cuales moverán las paletas de la turbina y por ende el generador lo
que sucede después ya es materia estudiada, existen 8 turbinas de 187,5 MW, a cada una
le corresponde dos transformadores de lo cual se espera obtener la cantidad exacta de
generación de 1500 MW los cuales irán directo a la red en paralelo para todo el país,
como dicen para realizar el cambio de la nueva matriz productiva y lanzarnos hacia la
industrialización nuestro país necesita energía y con este proyecto se espera lograr lo
propuesto.

6. En si en un futuro representara una parte de plaza de trabajos para nuestra carrera
Ingeniería de Mantenimiento.
Plano del proyecto coca-codo Sinclair (Captación)
Área de Captación

7. Área de soldadura de tubos
Área de soldadura de tubos

8. Área del Cuarto de Máquinas
CONCLUSIONES
- Gracias a la observación de las actividades y procesos dentro de la obra se
comprendió de mejor manera la estructuración de una Central Hidroeléctrica.
- El costo que representa el montaje de una Central Hidroeléctrica es más elevado
que el de una termoeléctrica, sin embargo con el paso del tiempo una Central
Hidroeléctrica es la más barata para generación de energía ya que utiliza un
recurso renovable.
- El papel de in Ingeniero de Mantenimiento es importante durante la instalación ya
que así en un futuro este sabrá en qué lugar se encuentra cada cosa y como es el
procedimiento de montaje de las mismas y realizar un trabajo de Mantenimiento
más eficiente y eficaz.

9. RECOMENDACIONES
- Seria excelente si se puede realizar una segunda gira cuando el proyecto ya esté a
punto de arrancar o cuando este ya esté en funcionamiento.
- Impartir también información acerca de planes y programas de mantenimiento en
dichas instalaciones para tener una idea más clara de las actividades que un
Ingeniero de Mantenimiento realiza en estas Centrales.
LINKOGRAFIA
- http://es.wikipedia.org/wiki/Turbina_Pelton
- http://es.wikipedia.org/wiki/Generador_el%C3%A9ctrico
- http://es.wikipedia.org/wiki/Central_hidroel%C3%A9ctrica
- http://www.monografias.com/trabajos89/central-hidroelectrica/central-
hidroelectrica.shtml