Tipos de turbinas hidráulicas

Escrito por doug leenhouts | Traducido por sergio mendoza
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Tipos de turbinas hidráulicas
La Presa Hoover emplea turbinas hidráulicas para generar electricidad. (Jupiterimages/Photos.com/Getty Images)

Las turbinas de agua están entre los dispositivos más antiguos en la historia de la generación de electricidad. Se iniciaron como ruedas hidráulicas montadas en los costados de los molinos y fábricas a las orillas de los ríos, y cada vez son más especializadas, según los cuerpos de agua en los que operan. La principal diferencia entre los tipos de turbinas está en la forma de los álabes de la turbina.

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Turbinas de reacción

El grupo más popular de turbinas hidráulicas es el de las turbinas de reacción. Debido a que estas turbinas se basan en cambios de presión, los álabes deben estar confinados en un compartimento para capturar la energía. Estás turbinas están completamente sumergidas en el agua. Este grupo está conformado por las turbinas de hélice, las turbinas Kaplan y las turbinas Francis. Las turbinas de hélice se asemejan a las turbinas de viento que se pueden ver a la orilla de las carreteras, excepto que operan bajo el agua. Las turbinas Kaplan son similares a las turbinas de hélice, excepto que sus hojas son ajustables. Las turbinas Francis son de radio decreciente que aumenta la velocidad del agua al moverse a través de la turbina, con una eficiencia mayor al 90%.

Turbinas de impulsión

Las turbinas de impulsión forman el segundo grupo de turbinas hidráulicas. Son accionadas por una corriente de agua que golpea las aletas de la turbina, provocando un cambio de momento desde agua hacia la turbina. La principal diferencia entre las turbinas de impulsión y las turbinas de reacción, es que en las primeras la parte giratoria de la turbina no está sumergido en el agua. Este grupo está formado por las turbinas Pelton, Turgo y las de flujo cruzado.

Aplicaciones de las turbinas de reacción

Las turbinas de reacción son más útiles en aplicaciones de alta velocidad y caída de agua pequeña. Las turbinas Francis se montan de tal manera que el agua fluye a lo largo del eje radial de la turbina, mientras que las turbinas de hélice frecuentemente se montan en cuencas como la del East River en Nueva York, en donde el flujo del agua se realiza a lo largo del eje de rotación. Las turbinas de hélice son más adecuadas cuando la altura de la caída de agua es estable. Las turbinas Kaplan también se usan en condiciones de flujo axial.

Aplicaciones de las turbinas de impulsión

Las turbinas de impulsión se emplean en situaciones de altura de caída de agua elevada. Las turbinas Pelton tienen un número de hojas o cubetas (cangilones) relativamente elevado, que se emplean para atrapar pequeñas corrientes de agua expelidas por una válvula de aguja. Las turbinas Turgo tienen una forma y un diseño similar a las turbinas Pelton, excepto que chorros de agua golpean sus álabes en ángulos de aproximadamente 20 grados. Según hydro-turbine.com, las turbinas de flujo cruzado se usan en aplicaciones con un rango muy amplio de alturas de caída de agua y velocidades de flujo.

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