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Turbinas hidráulicas, lo que debes saber

¿Te has preguntado alguna vez qué es y para qué sirve una turbina hidráulica? En esta publicación queremos explicártelo y terminar con todas esas dudas que te puedan surgir. ¡Allá vamos!

¿Qué es una turbina hidráulica?

La turbina hidráulica fué inventada en 1827 por el francés Benoî Fourneyron. 

Se trata de una máquina que utiliza la energía de movimiento de un fluido que pasa a través de ella, generando un movimiento de rotación. Gracias a este, transporta la energía y movimiento a una máquina o generador al transferirlo al eje. En este punto, se consigue transformar la energía mecánica en eléctrica

Para qué sirve

Para entender para qué sirve la turbina hidráulica tenemos que hablar de la Energía hidráulica.  

Se trata de aquella energía que se produce a partir del aprovechamiento de la energía potencial y cinética del agua, en saltos de agua o el mar. Para poder utilizarla, se transforma a distintos niveles. 

La energía de los ríos ha sido utilizada por los humanos desde hace ya muchos años, y, en la actualidad, la energía hidráulica es una de las propuestas de fuente de energía renovable que más peso va ganando. 

  • Normalmente, encontramos centrales hidroeléctricas en ubicaciones donde la lluvia y desniveles geográficos facilitan la construcción de presas y la creación de energía. Gracias a estos desniveles, se genera energía cinética y potencial a partir de la masa de agua. En su caída, el agua debe pasar por una turbina hidráulica, la cual se utiliza para transmitir la energía a un generador que la convierte en electricidad. 
  • También se consigue a través de la conducción del agua de un arroyo a una tubería cerrada donde se encuentra la turbina. El agua termina por recogerse en una presa y, gracias a los cambios de altura, se genera energía.
  • En otros casos se construye una presa para desviar una parte del caudal del río y así conseguir que el cauce del río gane unos kilómetros de nivel. 

En todos los casos anteriores, la turbina se mantiene conectada a un generador que se encarga de producir la electricidad. Cada central hidroeléctrica puede tener varias turbinas hidráulicas instaladas.

La función de una turbina hidráulica es generar, a partir de la energía del fluido, que pasa a través de ella para generar energía de rotación. De este modo, pasa de energía dinámica a eléctrica y lo hace gracias al generador que transforma esta energía.

Modelos de turbina hidráulicas

Todas las turbinas hidráulicas tienen un canal de entrada del agua, un sistema interno de álabes y rodetes en los que impacta el agua, haciendo girar el eje conectado al generador y expulsando el agua por las tuberías.

 Diferenciamos tres tipos de turbina hidráulica dependiendo de la disposición del eje, de los álabes o de la posición de la misma respecto a la entrada del agua. Son la Pelton, Francis y Kaplan. A continuación, te los explicamos.

Tipos de turbinas hidráulicas

Pelton

Se caracteriza por tener un flujo de agua transversal y admisión parcial. Se considera la evolución de los antiguos molinos de agua, por ello, a sus palas se las llama cucharas. Es ideal para trabajar con grandes saltos de agua de más de 200 metros pero con poco caudal. El impacto del agua en los rodetes es el responsable del giro del eje.

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Francis

Es de las más utilizadas pues, es apta para saltos de media altura de 10 a 200 metros. destacando por su versatilidad. El agua entra perpendicular al eje de la turbina e internamente dispone de un conjunto de paletas directrices, llamado distribuidor y que modificando su posición, podemos hacer que la turbina trabaje con distintos caudales y presiones de agua.

Las turbinas hidráulicas Francis son de tipo mixto y de reacción. Hay muchos tipos de turbinas hidráulicas Francis, algunos de cierta complejidad que son capaces de variar el ángulo de las álabes durante su funcionamiento. 

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Kaplan

En las turbinas hidráulicas Kaplan el agua llega a la zona de alimentación y se distribuye por las toberas donde antes de salir  choca con los álabes o paletas situados en la parte inferior del conjunto haciendo girar el eje y éste el generador.

Las turbinas Kaplan se caracterizan por ser axiales, es decir, son capaces de regular y adaptar el ángulo de sus palas mientras llevan a cabo su función. Están específicamente diseñadas para trabajar con grandes cantidades de agua o con pequeños saltos de agua (hasta 50 metros). 

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Desde finales de los 80, en Epidor Technical Distribution hemos colaborado con las compañías eléctricas y las principales ingenierías del sector en la introducción de elementos de fricción libres de lubricación para la modernización de las turbinas hidráulicas ubicadas en la Península Ibérica. 

Como grupo empresarial, estamos enfocados en remar hacia un mundo más sostenible. Por ello, estamos alineados a remar hacia las energías renovables y cumplir con el Objetivo de Sostenibilidad número 7 de la agenda 2030.

Con la estrecha colaboración de  nuestro proveedor estratégico, TENNECO-DEVA hemos introducido toda una gama de productos autolubricados de alta tecnología y gran rendimiento que han ayudado a mejorar la productividad y longevidad de las turbinas hidráulicas en que se han aplicado.

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Nuestro granito de arena

Desde Epidor Technical Distribution hemos participado en la mayoría de las modernizaciones en que se ha eliminado la lubricación en los últimos 40 años. Gracias a este avance, se elimina el peligro de contaminación por lubricantes de los ríos, un paso más para alcanzar el objetivo de sostenibilidad que marca la agenda 2030.

En el territorio español la turbina más utilizada es la Francis en su versión vertical. Los principales puntos de aplicación son los álabes directrices, que sirven para regular el caudal de agua que entra en el rodete.  En este caso, hemos elaborado casquillos y arandelas axiales; el anillo distribuidor, en el que están montados los álabes y permite variar la dirección del flujo de agua y, para el que ha sido necesario montar sectores radiales y axiales. Por último, también se aplican en las bielas y bieletas que ejercen la función de fusible mecánico en el sistema. Para este último caso hemos montado casquillos y arandelas axiales.

Para un correcto funcionamiento, es imprescindible que, en toda instalación, haya la presencia de válvulas de control para regular entrada y salida del agua. En los ejes de estos equipos también se montan elementos autolubricados en forma de casquillos y arandelas axiales.

Además, también hemos participado en modernizaciones de turbinas Kaplan y Pelton, aunque por su configuración, no presentan tantos puntos de oscilación y por ello menos aplicaciones de elementos autolubricados.

Si necesitas que te resolvamos cualquier duda sobre esta entrada de blog, ponte en contacto con nosotros.

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