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Energía hidráulica






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El recurso hidráulico La energía hidráulica es la energía potencial contenida en una masa de agua que se encuentra a una altura respecto a un nivel de referencia H m E=mgH

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La energía hidráulica adquiere importancia cuando se inventa la rueda hidráulica Las primeras funcionaban por acción directa del agua sobre las paletas montadas sobre un eje fijo

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Manifestación del agua que fluye Corrientes naturales de agua en descenso: por precipitación de lluvia y nieve fluyen desde montañas, colinas y planicies hasta el nivel del mar

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El uso de la energía hidráulica es importante por que: está ampliamente disponible no es contaminante y produce el trabajo a temperatura ambiente

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Ciclo del agua Vaporización - condensación - precipitación filtración en las capas permeables de la tierra y forma mantos acuíferos O se precipitar por las capas impermeables hasta llegar a los ríos o zonas de almacenamiento para su utilización

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Ciclo natural del agua

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Recursos en México Cuencas de escurrimiento superficial elevado: Veracruz Tabasco Oaxaca Chiapas Cuencas con escurrimiento superficial disponible muy bajo: Baja California Baja California Sur Coahuila

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Regiones hidrológicas en la República Mexicana

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Cuencas hidrológicas en la república Mexicana

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Es la agrupación de varias cuencas hidrológicas con niveles de escurrimiento superficial similares Las más húmedas son: Región del sistema Grijalva-Usumacinta Región del Coatzacoalcos Región del Papaloapan Región de la Costa de Chiapas Región hidrológica

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Conversión de la energía hidráulica Una instalación hidroeléctrica transforma la energía potencial del agua en energía eléctrica

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Esquema de generación de electricidad

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Esquema de generación hidráulica

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Turbinas Máquina que transforma la energía de un fluido en movimiento en otra forma de energía sin necesidad de órganos intermedios

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La velocidad que desarrolla una turbina hidráulica depende de: Cantidad de agua El desnivel entre la superficie del agua y el plano de salida de ésta Tipos de turbinas: De acción Pelton De reacción Hélice Kaplan Francis

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Turbinas de acción Ideales para saltos desde 100 metros y potencias pequeñas hasta altura superior a 1,700 metros El agua cede su energía al rodete como consecuencia de la modificación de la dirección de la trayectoria impuesta a las capas líquidas por los alabes Pelton

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Esquema de Turbina tipo Pelton 1. Aguja; 2. Deflector; 3. Cubierta; 4. Tobera; 5. Acceso de agua. 6. Canal de salida

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Turbinas de reacción Se emplean en saltos inferiores a 500 metros El distribuidor tiene forma cilíndrica con objeto de imprimir un movimiento de rotación a las capas de agua El agua entra radialmente por todo el contorno de la turbina y sale a lo largo del eje

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Turbinas Kaplan Las turbinas hélice y Kaplan se utilizan en las centrales de salto pequeño hasta unos 70 metros

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Turbinas Francis Las turbinas Francis para saltos comprendidos entre 50 y 500 metros Los álabes modifican la velocidad de las capas líquidas tanto en dirección como en magnitud

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Tipos de turbinas

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Intervalo de aplicación de las diferentes turbinas hidráulicas

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Propiedades de las diferentes turbinas hidráulicas Grandes alturas de salto

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Propiedades de las diferentes turbinas hidráulicas Alturas medias de salto

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Centrales hidroeléctricas Para la utilización de la energía hidráulica de una corriente de agua es preciso disponer de un salto de agua El salto puede ser natural o artificial La altura del salto dependerá esencialmente de las condiciones locales Constituye el parámetro principal del proyecto de una central hidráulica

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Se requiere de un caudal de agua Que es función de: las condiciones locales es variable en función de la época del año debido a las precipitaciones pluviales de la cuenca hidrográfica que alimenta la corriente de agua considerada Centrales hidroeléctricas

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Clasificación de las centrales hidroeléctricas 1.- Centrales de gran salto o de montaña: El valor de la altura es grande El caudal pequeño A menudo son del tipo de embalse

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2.- Centrales de salto pequeño o de llanura: alturas pequeñas y caudal grande Llamadas de agua fluyente Tienen que adaptar continuamente su producción al caudal disponible su producción es muy irregular depende de las condiciones naturales

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Clasificación de las centrales hidroeléctricas

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Panorama Internacional de Hidroelectricidad En 2004: Potencia instalada mundial = 739.5 GW 20% de la capacidad instalada total En países como Brasil, Noruega y Canadá, la energía hidráulica aporta un porcentaje muy significativo de su generación eléctrica La energía hidráulica es la principal fuente renovable de uso en el planeta

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Capacidad hidroeléctrica instalada y generación en países seleccionados (2004)

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China tiene la capacidad hidroeléctrica más grande del mundo con 94.9 GW Estados Unidos con 77.64 GW Canadá con 70.19 GW Brasil con 67.79 GW México: ocupa el lugar 18 mundial 10.53 GW 1.33% del total mundial Capacidad hidroeléctrica instalada y generación en países seleccionados (2004)

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Panorama Nacional La dinámica expansión del sector eléctrico en México se aceleró en la última década Al año 2004 se tenía una capacidad total instalada superior a los 47.3 GW 22.62% es de plantas hidroeléctricas Para el año 2007 se tiene contemplado la puesta en operación de la hidroeléctrica del Cajón con una capacidad instalada de 754 MW

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Centrales hidroeléctricas en México (2004)

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Centrales hidroeléctricas en México (2004)

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Principales características de algunas centrales hidroeléctricas

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