El desarrollo de la hidráulica dio paso a la obtención de energía a través de la implementación de fluidos tan comunes como el agua. En este sentido, la turbina hidráulica es uno de los representantes de la industria más característicos, debido a su utilidad. En esta ocasión, queremos revelar como funciona esta turbo máquina, así que acompáñanos hasta el final.
Además de conocer de manera sencilla la teoría detrás de este ingenioso artefacto, podrás conocer a fondo su composición interna. Veremos cómo es llevado a la práctica con algunas funciones dentro de las industrias.
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¿Qué es una turbina hidráulica?
Al tratarse de una turbo máquina de motor, es natural que se le considere como «turbina». Este mecanismo que funciona a partir del fluido, es capaz de obtener energía mecánica a partir del constante movimiento del fluido que pasa por las paletas del rodete, también conocido como álabes.
Al compararlo con los motores de combustión interna, las turbinas hidráulicas logran ganarse el título de los motores más eficientes hasta el momento. De hecho, superan en un 50% a varios motores eléctricos.
Lo que caracteriza a este tipo de turbina es su movimiento rotatorio, con el que convierte la energía cinética en energía mecánica. Para ello, hacen uso de corrientes de agua, aunque también suele usarse gas o vapor de agua. Por su parte, lo que permite dicha transformación es la rueda, la cual posee palas, cuchillos o hélices.
¿Cómo funciona la turbina hidráulica?
Para que la energía cinética surta efecto en la turbina, es necesario colocarla de manera fija en un punto dónde exista una fuerte corriente de agua. Se puede colocar en una afluyente o una caída de agua, en cualquier caso, lo que se busca es que esta pase por el mecanismo y active su movimiento rotario.
Una vez las aspas, cuchillas o paletas de la rueda comienzan a girar a causa de la presión iniciará el proceso. Hay que tener en cuenta que mientras más rápido, la presión será aún mayor y la velocidad aumentará. Acto seguido, el mecanismo encargado de transformar la energía cinética en mecánica o dinámica en eléctrica, recibe el movimiento. Normalmente, el mecanismo se trata de un generador.
Sabiendo esto, las centrales hidroeléctricas aprovechan las zonas estratégicas dónde hay movimiento de agua para conseguir energía eléctrica.
¿Qué piezas conforman la turbina hidráulica?
Si bien, las siguientes piezas no son las únicas en el interior de una turbina hidráulica, son las principales:
- Rodete: Recibe también nombres como rueda o rotor, y se trata de un elemento fundamental en las turbinas. Consiste en una clase de disco compuesto por un sistema de álabes o paletas. Es durante su paso por el rodete que la energía es transformada de cinética a mecánica, gracias a la aceleración y desviación del mecanismo. En algunos casos, solo requiere del movimiento de desviación.
- Tubo de aspiración: Es un componente común en las turbinas de reacción y se encuentra instalado justo después del rotor. Con respecto a su aspecto, puede tener una forma de codo o recta. Su función es de compensar la altura entre la salida de la rueda y el desagüe. Además, recupera una parte de la energía cinética que se pierde.
- Distribuidor: A pesar de no moverse ni producir trabajo mecánico es capaz de aumentar la velocidad del flujo del agua. Esto se debe a qué transforma la energía potencial en cinética.
- Carcasa: Puede tener muchas formas dependiendo el modelo, pero siempre su función es cubrir las piezas de la turbina, así como soportar su peso.
Turbinas hidráulicas más conocidas
- Hélice: Posee válvulas regulables, aunque se diferencian de modelos como el Kaplan por un ángulo fijo en sus paletas. En su lugar, es posible ajustar la velocidad del rodete.
- Kaplan: Puede cambiar el ángulo de las paletas mientras funciona. Está destinado a las caídas pequeñas de agua, pero con grandes caudales.
- Pelton: En lugar de paletas, dispone de cucharas. No soportan caudales grandes, pero están diseñados para importantes caídas de agua.
- Banki (Ossberger o Michell): Se caracteriza por su desviación libre, así como por su poca velocidad. Ideal para saltos de agua medianos.
- Francis: Está diseñado para flujos mixtos o de reacción. Trabaja con saltos medios y, según el modelo, las paletas pueden cambiar de ángulo durante el proceso.
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