CENTRAL HIDROELECTRICACARACTERISTICAS GENERALES: La energía hidroeléctrica puede ser un patrimonio nacional sumamente valioso para un país con la fortuna de tener la topografía apropiada y lluvias (ó nevadas) abundantes. Sin embargo, la simple posesión de potencial hidroeléctrico no siempre significa que su eplotación ser! económica" es necesario mantener la debida perspectiva cuando se lo eval#a, y a menudo resultar! m!s barata la potencia termoeléctrica en algunas de sus formas. Las venta$as de la potencia hidroeléctrica son evidentes. %o requiere combustible, sino que usa una forma autóctona de energía, constantemente repuesta por la naturale&a de manera gratuita. 's limpia, pues no contamina ni el aire ni el agua. ( menudo puede combinarse con otros beneficios, como riego, protección contra las inundaciones, suministro de agua, caminos, navegación y aun ornamentación del terreno y turismo. Los costos de mantenimiento y eplotación son ba$os. 'n la mayoría de los casos el componente en divisas de la inversión es bastante reducido en relación con el total, si el cemento utili&ado en la construcción de la presa se produce en el país y no tiene que importarse. Las obras ingenieriles necesarias para aprovechar la potencia hidr!ulica tiene una duración considerable. )or #ltimo, la turbina hidr!ulica es una m!quina sencilla, eficiente y segura que puede ponerse en marcha ó detenerse con rapide& y requiere poca vigilancia y cuyos costos de mantenimiento son por lo general reducidos. *ontra estas venta$as deben se+alarse ciertas desventa$as. Los costos de capital por ,ilovatio instalado son con frecuencia muy altos. 'l empla&amiento, determinado por características naturales, puede estar le$os del centro ó centros de carga y eigir la construcción de un sistema de transmisión de electricidad, lo que significa un aumento en la inversión y en los costos de mantenimiento y pérdidas de energía. La construcción lleva por lo com#n largo tiempo en comparación con la de centrales termoeléctricas. La disponibilidad de energía puede fluctuar de estación en estación y de a+o en a+o, y por esa ra&ón a veces es necesario instalar una central termoeléctrica complementaria para ofrecer un suministro seguro. (lgunas de las nuevas naciones en desarrollo poseen grandes recursos de potencia hidr!ulica, que técnicamente son eplotables pero desde el punto de vista económico resultar!n in$ustificables mientras no haya un mercado consumidor muy amplio. La tentación de eplotar estos recursos prematuramente, en la creencia de que la simple disponibilidad de grandes cantidades de potencia crear! autom!ticamente el mercado, puede ser muy fuerte, sobre todo porque a veces se atribuye un elevado valor en -prestigio. a la construcción de enormes obras ingenieriles, pero se la debe resistir firmemente hasta que haya absoluta seguridad de que la obra no ser! ya -prematura." de lo contrario, podría hacerse un despilfarro muy grande de recursos de capital. /ambién debe tenerse en cuenta que para un río grande puede ser necesario construir una presa muy costosa, cualquiera que sea el tama+o de la central instalada. Si la capacidad inicial de la planta es peque+a en relación con lo que podría rendir la presa, el costo total de capital por ,ilovatio ser! muy alto y sólo podr! eplotarse una fracción de la potencia disponible. 'n otras palabras, el cuantioso costo de la presa no se $ustificar! a menos que haya buenas perspectivas de que se lo aprovechar! plenamente dentro de un n#mero ra&onable de a+os. 'n combinación con una planta termoeléctrica, la central hidroeléctrica pude resultar muy interesante, no sólo económicamente, sino también desde el punto de vista de la fleibilidad de operaciones. 'n ciertas circunstancias la central termoeléctrica puede combinarse con una planta hidroeléctrica que utilice un embalse de agua bombeada, como medio para obtener ,ilovatios baratos en períodos de carga m!ima y me$orar el coeficiente de carga de la primera. Las centrales hidroeléctricas pueden ser de muchas formas distintas en concepción b!sica, en la disposición de las obras de ingeniería civil correspondientes y en el tipo de turbina hidr!ulica. TIPOS DE CENTRALES HIDROELECTRICAS: 'l tra&ado de las obras de ingeniería civil y de la f!brica ergógena de una central hidroeléctrica depender! de las características topogr!ficas del lugar. 'n términos generales, los empla&amientos se dividen en las siguientes clasificaciones0 de salto grande (alrededor de 122 pies ó m!s), de salto mediano (de 322 pies ó menos). Los proyectos de salto grande, por lo com#n, son convenientes sólo en una &ona monta+osa donde un río presenta pronunciadas gradientes ó caídas, mientras que los de salto peque+o se prestan para los cursos inferiores de ríos grandes. )uede obtenerse el salto necesario de agua colocando las turbinas en una presa ó $unto a ella" haciendo que el agua de la presa pase por un canal descubierto y caiga por tuberías hasta la f!brica ergógena, situada a nivel m!s ba$o y $unto al cause del río" ó formando un lago en las monta+as, desviando sus aguas por un t#nel y haciéndolas pasar por tuberías tendidas sobre la ladera de una monta+a hasta la f!brica ergógena, situada en un valle vecino ó en el mismo valle a mayor distancia aguas aba$o, donde el río hace una curva en 4. (ntes de elegir el tra&ado y el empla&amiento m!s conveniente conviene estudiar las posibilidades que ofrecen las caídas disponibles, las características geológicas, etc. Las centrales de salto peque+o pueden sufrir el inconveniente de que la caída de agua por las tuberías en época de crecidas sea menor que en épocas de caudal normal. 'sto se debe a que las aguas de crecientes sólo pueden eliminarse deba$o de la presa cuando sube apreciablemente el nivel en el canal de descarga. HIDROLOGIA: (ntes de e$ecutar un proyecto hidroeléctrico es esencial hacer un pronóstico confiable de la cantidad de agua disponible, no sólo el promedio, sino también las probables variaciones de caudal de estación en estación y de a+o a a+o. *omo este pronóstico sólo puede reali&arse con bases estadísticas, es conveniente contar con mediciones del caudal durante el tiempo m!s largo posible. Las mediciones necesarias se efect#an por medio de estaciones de aforo establecidas en lugares apropiados sobre un río y sus principales tributarios. /odo país que se proponga eplotar su energía hidr!ulica en el futuro haría bien en instalar tantas estaciones se aforo como le fuera posible en los sitios que consideren necesarios sus ingenieros especiali&ados en aprovechamiento de cuencas fluviales. Lo ideal sería que se hiciesen mediciones del caudal durante 52 a+os ó m!s antes de iniciar un proyecto hidroeléctrico, pero en la pr!ctica esto rara ve& es posible. Lo m!s corriente es que se disponga de datos hidrológicos insuficientes y que el país no pueda esperar a tenerlos m!s completos. 'n tal caso a veces puede obtenerse una idea aproimada del caudal probable por analogía con una &ona de captación vecina para la cual se hayan reunido esos datos, tomando debidamente en cuenta las diferencias de configuración del terreno, características geológicas, vegetación y precipitación pluvial. *uando ni siquiera este método resulta pr!ctico, debe recurrirse a los datos sobre precipitación pluvial (que casi siempre eisten en mayor ó menor grado) y a la aplicación de ciertas fórmulas reconocidas para correlacionar aquella con el descubrimiento conforme a la geología, la vegetación y los gradientes del lugar. Si se adopta cualquiera de estos dos enfoques, siempre debe verificarse la correlación con los datos hidrológicos de que se disponga" si no eisten, deben tomarse medidas para reunir algunos durante el período del estudio. (dem!s, siempre que deba hacerse este pronóstico indirecto, es muy conveniente que los resultados se apliquen sólo a la eplotación parcial de una &ona de captación, pues resultaría demasiado riesgoso basar un plan de desarrollo total en estimaciones dudosas. SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA: 4n sistema eléctrico de potencia es un con$unto de componentes que se encargan de llevar la energía latente desde una ó varias fuentes, hasta uno ó m!s centros consumidores en donde esa energía se ha de usar para grupos habitacionales, industrias, servicios p#blicos, y otros empleos. 'n todos los casos, la energía latente se transforma inmediatamente en energía eléctrica, por ser ésta la forma m!s conveniente para el transporte y la distribución. La figura 3 ense+a un sistema eléctrico de potencia de configuración muy sencilla. (cordes SISTEMA ELECTRICO DE POTENCIA 67849( 3 con la ingeniería actual, agreguemos que sistema es un con$unto de componentes adecuadamente coordinados y vinculados entre sí, para producir un determinado efecto. 'l componente m!s significativo es lo que en nuestro idioma se denomina central eléctrica, ó simplemente central. /odavía se escucha la epresión -usina. (galicismo fuera de uso), ó -planta de potencia. (del inglés -po:er plant.) epresiones ambas que se recomienda abandonar. 'l fin de una central es producir energía eléctrica a partir de otra forma de energía que se encuentra disponible y que denominamos energía latente, la que puede ser de muy diversa naturale&a, conforme iremos viendo a lo largo de este teto. Siempre en base a la figura 3, vemos que la que la energía eléctrica producida en la central se aplica a un sistema transmisor que se encarga de llevarla en condiciones adecuadas hasta un centro consumidor, en donde por medio de aparatos de muy variada naturale&a es convertida para fines #tiles. La energía latente hace un trayecto a través del sistema eléctrico de potencia para ser finalmente empleada en producir iluminación domiciliaria, hace funcionar aparatos electrodomésticos, accionar m!quinas industriales de producción, suministrar alumbrado p#blico, mover los medios de transportes electrificados, ocasionar calor ó frío de uso industrial, proveer aire comprimido de empleo variado, elevar agua para servicios domiciliarios y de obras sanitarias, ocasionar procesos electroquímicos, y muchas otras formas de traba$o #til. )ero no de$emos de recalcar que el sistema eléctrico de potencia esquemati&ado en la figura 3 es muy simple, y si bien se puede encontrar el la pr!ctica, hay una marcada tendencia a reunir varios sistemas aislados en un solo accionamiento coordinado. La figura ; nos permite (*<%/7%4( '% L( )(87%( S7847'%/') S7S/'=( 7%/'9*<%'*/(>< >' )</'%*7( 67849( ; obtener una idea sobre la configuración general de un sistema interconectado, en donde queda entendido que lo se+alado en la figura con el nombre de sistema de interconexión comprende varios sistemas de transmisión, acordes con la configuración de los diversos componentes. Los sistemas interconectados re#nen varias centrales y varios centros de consumo, permitiendo fluir la energía desde una central hasta el centro de consumo que m!s convenga seg#n el estado de la carga de la red, sacar o poner en servicio centrales conforme las circunstancias, y en fin, accionar con el con$unto en forma de obtener el me$or aprovechamiento económico y las m!s elevadas condiciones de seguridad y continuidad del suministro eléctrico. )ara mane$ar eficientemente y con seguridad este comple$o, es necesario contar con un despacho unificado de carga, lugar desde donde se puedan tomar las decisiones que m!s convengan de acuerdo con las contingencias del servicio, la forma en que se desarrolla la demanda de energía eléctrica, y las disponibilidades de energía latente en las diversas fuentes. *<=)<%'%/'S >' 4% S7S/'=( /9(%S=7S<9 )<9 *<997'%/' (L/'9%( >' (L/( /'%S7<% 67849( 5 'l estudio de los centros consumidores no forma parte del alcance de este teto, pero sí algunos componentes del sistema de transmisión, ra&ón por la cual recurrimos a la figura 5 en donde de representa con sentido esquem!tico a un sistema transmisor de energía de un tipo que podríamos llamar -convencional. ó -cl!sico., ó sistema de transmisión por corriente alterna de alta tensión. *omo la tensión de generación trif!sica de las centrales no puede ser muy elevada, y adem!s debe responder a otros requerimientos de índole electromec!nica, se hace imprescindible la estación transformadora elevadora, también llamada -estación de transformación. ó -subestación. (antiguamente -subusina.). 'ste componente se encarga de elevar la tensión para adecuarla al valor óptimo que se requiere en la línea de transmisión por corriente alterna con el fin de que dicho componente resulte económica y técnicamente posible. La tensión de transporte es un valor inherente a factores tales como la potencia a transportar y la distancia. )or otra parte, de las centrales pueden partir varias líneas a varios centros de consumo, y se hace necesario un adecuado ordenamiento del sistema para su mane$o 'S/(*7<% /9(%S6<9=(><9( 67849( ? y control. 'n consecuencia, una estación transformadora es, en general, un componente que recibe energía eléctrica a una determinada tensión, y la devuelve a otra u otras tensiones, pudiendo tener varias entradas ó varias salidas, seg#n sea el sistema. ( la llegada de la energía de la línea de transmisión se instala una estación transformadora reductora, para adecuar la tensión a los valores que se requieran en las redes que siguen a los centros de consumo. La figura ? muestra como puede ser una estación transformadora, en forma muy esquem!tica. 'n la figura 1 vemos los componentes de un sistema de transmisión por corriente continua, de m!s reciente desarrollo. La energía a la salida de la estación elevadora se transforma en corriente continua mediante un rectificador, para ser *<=)<%'%/'S >' 4% S7S/'=( /9(%S=7S<9 )<9 *<997'%/' *<%/7%4( >' (L/( /'%S7<% 67849( 1 aplicada a la línea de transporte. ( la llegada se vuelve a convertir mediante un mutador ó inversor en corriente alterna, que se aplica a la estación reductora. 'sta forma de transportar energía eléctrica presenta venta$as en casos de grandes potencias y distancias apreciables, como resultado de un balance de las condiciones económicas y técnicas. Las centrales eléctricas actuales, y que por un cierto tiempo todavía se han de seguir empleando, responden al esquema de principio de la figura @, y comprenden una etapa intermedia de conversión electromagnética, y una etapa final de adaptación de tensiones. La energía latente se transforma en energía mec!nica en una máquina primaria, la que suministra movimiento rotatorio a una máquina eléctrica que en la mayor parte de los casos es un alternador, el que a su ve& se encarga de crear un sistema trif!sico de tensiones alternas. 'l valor de la tensión de generación es tan alto como lo permita el proyecto del alternador y la tecnología de sus materiales. >esde allí la energía pasa a un transformador que se ocupa de adaptar la tensión de generación para obtener las me$ores condiciones CENTRAL ELECTRICA CONVENCIONAL 67849( @ en la línea de transmisión. 'n las centrales de un futuro próimo, algunas actualmente en proceso de eperimentación, es v!lido el esquema de la figura A, en donde se puede apreciar que la energía latente ingresa a un convertidor CENTRAL ELECTRICA NO CONVENCIONAL 67849( A directo que produce la energía eléctrica sin pasar por la etapa electromec!nica. 'stos sistemas producen corriente continua, por lo que es menester colocar a continuación un convertidor de corriente continua a corriente alterna, y luego seguir con el transformador necesario para adaptar las tensiones. Bemos observado que tanto en los sistemas transmisores de potencia como en las mismas centrales, eiste una adaptación de tensiones lograda por medio de una estación elevadora o reductora, cuyo esquema de principio se vio en la figura ?. 67849( C La energía ingresa a la m!quina principal, que es un transformador ó un autotransformador, y en la figura C desarrollamos un poco m!s las ideas con ayuda de los símbolos convencionales. ( su ve&, en la figura D repetimos lo visto en figura @ pero m!s detallado, y también con ayuda de símbolos convencionales a los 67849( D que conviene habituarse. 'n una central hemos dicho que la energía latente ingresa a la máquina primaria que produce el movimiento rotatorio para accionar al alternador, el que produce la corriente trif!sica a la tensión de generación. 'sta se aplica a su ve& a un transformador que la lleva al valor adecuado a las necesidades de la etapa que le sigue. /anto las centrales como las subestaciones, conforme se muestra en las figuras C y D, est!n provistas de mecanismos y m!quinas auiliares para cada elemento componente, y el con$unto est! controlado, comandado y protegido por medio de un equipo de mecanismos y aparatos de medida que permiten una marcha armónica y segura. Si bien los esquemas de figuras C y D aparecen como de -cadena abierta., se trata de sistemas de -cadena cerrada. ó como también se dice, -realimentados. conforme a la terminología de la ingeniería de sistemas. /anto en una central como en una subestación, las condiciones de salida controlan las condiciones de entrada. >ebemos agregar que en las estaciones transformadoras, se instalan muchas veces otros equipos tales como compensadores sincrónicos, capacitores, reactores y otros aparatos componentes del sistema de transmisión, adem!s de los interruptores de potencia, y dem!s elementos de maniobra y protección. Las centrales se pueden clasificar conforme a la m!quina primaria, en la siguiente forma0 *entrales eléctricas convencionales0 E *entrales a vapor. E *entrales hidroeléctricas. E *entrales con motor diesel. E *entrales con turbina a gas. E *entrales nucleares. *entrales eléctricas no convencionales0 E *entrales solares. E *entrales eólicas. E *entrales geotérmicas. *entrales eléctricas en desarrollo0 E *entrales a pila de combustible. E *entrales con células solares. E *entrales con pares termoeléctricos. E *entrales termoiónicas. E *entrales por magnetoestricción 'n cuanto a las estaciones transformadoras, podemos clasificarlas como sigue0 E 'staciones transformadoras elevadoras. E 'staciones transformadoras reductoras. E 'staciones transformadoras de interconeión. E 'staciones convertidoras de continua a alterna. E 'staciones convertidoras de alterna a continua. E 'staciones seccionadoras. E 'staciones para compensación de sistemas. )ara completar esta somera descripción de los sistemas de potencia, pasemos a referirnos a la figura 32 que representa un sistema eléctrico imaginario en donde de ha procurado incluir componentes de naturale&a variada y de muy frecuente empleo. 'l dibu$o se ha e$ecutado utili&ando el método de representación -unifilar., es decir, cada línea del dibu$o representa a todos lo conductores. Si 67849( 32 se trata de circuitos trif!sicos simétricos y equilibrados, cada tro&o del dibu$o representa a los tres conductores 9, S, / que lo componen. 'l generador 8 3 es una central de una sola m!quina, mientras que 8 ; y 8 5 componen otra central de dos m!quinas. 'iste un cuarto generador en el sistema, el indicado con 8 ? , que se encuentra en la subestación S' 5 , caso frecuente cuando se instala un grupo de potencia moderada en una subestación eistente, para refor&ar al sistema principal. 'n la central de 8 3 est! también la subestación S' 3 que eleva a 35; FG la tensión y de la cual parten tres líneas de 35; FG, dos subterr!neas y una aérea. La subestación S' ; adosada a la segunda central, toma la tensión de los generadores y la eleva a 35; FG, y adem!s, de esta subestación parte una línea de poca importancia a 35,; FG, una importante aérea y otra subterr!nea también de 35; FG. La subestación S' 5 contiene un autotransformador principal que reduce la tensión de llegada de ;;2 FG a 35; FG. 4n transformador de 35;H35,; FG proporciona una salida de esa tensión, y un autotransformador con terciario permite una salida a 55 FG y también el ingreso de la energía de un grupo electrógeno G ? de refuer&o. 'sta subestación tiene un reactor a tierra, para la compensación de la línea de ;;2 FG. La subestación S ? permite la entrada de las dos líneas de 35; FG provenientes de las dos centrales, y la elevación a ;;2 FG para la línea aérea a la subestación S 5 . 'n la S ? hay un reactor de compensación, similar al de la S 5 . La subestación S 1 recibe tensión a 35,; Fv. y la reduce a 5,5 FG para una salida, y también a 5C2H;;2 G de servicio de lu& y fuer&a. La subestación S @ recibe energía a 35; FG y mediante un transformador y un rectificador la convierte en corriente continua a 3122 G para servicios de tracción eléctrica. La subestación S A reba$a 35; FG hasta 35,; FG, una de cuyas salidas se aplica directamente a una carga de esa tensión, y la otra salida alimenta la subestación S 32 . La subestación S C recibe energía a 35; FG y mediante un transformador con terciario permite reducir a @@ FG con el secundario para alimentar la S 35 , y con el terciario provee 55 FG a otra carga de este tipo. La subestación S D est! destinada a suministrar @,@ FG a dos cargas, y la subestación S 32 recibe 35,; FG y por una parte alimenta la S D , otra línea alimenta una subestación que reduce a 5C2H;;2 G para una red lineal de lu& y fuer&a, y una tercer línea parte de S 32 reduciendo su tensión de 35,; FG a @,@ FG hasta la subestación S 3; . >e esta #ltima parte una línea aérea de @,@ FG que puede ser de uso rural, y con un transformador reduce en la misma subestación S 3; hasta 5C2H;;2 G de uso en lu& y fuer&a motri&, pero en este #ltimo caso alimenta un -anillo., es decir, un alimentador cerrado, que después de hacer un recorrido (por lo regular abarcando una ó varias man&anas de edificación), vuelve al lugar de partida conect!ndose los terminales de igual polaridad. 'ste #ltimo medio de distribuir energía a las cargas urbanas, es muy corriente. La descripción anterior, si bien referida a un sistema imaginario hecho con simples propósitos did!cticos, permite habituarse a la forma de representación utili&ada en la técnica, y conocer la forma de e$emplo de los principales elementos constituyentes de un sistema eléctrico de potencia que iremos estudiando en este teto. )ara completar las ideas de un caso real, nos referimos ahora a la figura 33 en que se ha dibu$ado el llamado -Sistema )atagónico. de la 'mpresa del 'stado (gua y 'nergía 'léctrica, que vincula los principales centros de consumo del sur argentino. 'n un sistema típico de aprovechamiento y distribución en una región poco poblada y con distancias apreciables. 'ste sistema, actualmente aislado, estar! en un futuro próimo vinculado a la 9es %acional de 7nterconeión, por medio de una línea que partir! de la subestación -Sierra 8rande., y probablemente m!s adelante, se podr! interconectar a los aprovechamientos hidroeléctricos ubicados m!s al sur. 'l Sistema )atagónico tiene dos centrales hidroeléctricas importantes como son las de -6utaleuf#. y -6lorentino (meghino., una central a vapor en -*omodoro 9ivadavia., y varios grupos electrógenos con turbinas a gas. 'stando este sistema eléctrico ubicado en &ona de aprovechamientos petrolíferos, con industrias típicas y ba$a densidad de población, sumado a las distancias apreciables, la configuración eléctrica difiere de las encontradas en los grandes centros poblados. )ara poder apreciar las diferencias, agregamos en la figura 3; la red de la ciudad de Iuenos (ires y su &ona de influencia, que est! a cargo de la 'mpresa del 'stado S'8I(. Se observa que adem!s de ser un sistema eléctrico importante, por la potencia puesta en $uego, la complicación que impone la distribución motiva la eistencia de una variada gama de tensiones, entre las cuales aparecen los valores antiguamente empleados cuando la red era menos importante, y que est!n en proceso de modificación. ENERGIA PRIMARIA Y SECUNDARIA: *on una central de pasada, y en menor grado con una central de embalse de reserva de capacidad moderada, la producción potencial varía seg#n las estaciones, y la cantidad de energía segura que puede generarse todos los a+os se denomina energía primaria. 'n una central de pasada la energía primaria est! determinada por el mínimo caudal del río durante la estación seca y por el volumen del embalse de regulación. 'n una central con embalse de reserva la cantidad de energía primaria es mayor, seg#n la capacidad del embalse, pues parte del agua puede embalsarse durante la estación de las lluvias y usarse para complementar el caudal de la estación seca. Se llama energía secundaria aquella que puede generarse en eceso de la energía primaria. La energía secundaria varía con las estaciones y en la mayoría de los casos es difícil de utili&ar, ecepto cuando la central hidroeléctrica traba$a en paralelo con una planta termoeléctrica, en cuyo caso gran parte de su producción puede emplearse para economi&ar combustible. Sin embargo, algunos usos de la electricidad son también estacionales, especialmente en el campo de la agricultura, y cuando se los puede hacer coincidir con la disponibilidad de energía hidroeléctrica secundaria es posible a veces me$orar considerablemente el rendimiento económico de una central hidroeléctrica. CENTRAL HIDROELECTRICA DE PASADA: 4na central de pasada es aquella en que no eiste una acumulación apreciable de agua corriente arriba de las turbinas. 'n una central de este tipo las turbinas deben aceptar todo el caudal disponible del río -como viene., con sus variaciones de estación en estación, ó si ello es imposible el agua sobrante se pierde por rebosamiento. *uando una central fluvial de pasada es la #nica fuente de potencia, la cantidad de ,ilovatios que puede garanti&arse durante todo el a+o estar! determinada por el caudal mínimo del río en la estación seca" pero si no hay embalse alguno aguas arriba de las turbinas la cantidad de energía en ,ilovatiosJ hora que podr! garanti&arse durante un día cualquiera ser! menor que el equivalente de la cifra mínima garanti&ada de ,ilovatios multiplicada por ;? horas. 'sto se debe a que a#n en la estación seca hay algo de rebosamiento durante las horas de poca carga. 4n embalse relativamente peque+o bastar! para impedir esa pérdida de rebose, y al mismo tiempo permitir! mayor producción de potencia y de energía. )or lo general, un embalse equivalente a aproimadamente @ horas de caudal mínimo cubre las fluctuaciones diarias de la carga, y el equivalente de ;1 horas por lo com#n bastar! para las fluctuaciones de toda la semana. 'l embalse destinado a absorber durante un período breve fluctuaciones de la carga sin que haya desbordamiento de llama -embalse de regulación." la epresión -embalse de reserva. se usa generalmente para designar grandes vol#menes de agua embalsada que se destinan a nivelar las variaciones del caudal. Las cifras de seis y veinticinco horas arriba mencionadas sólo se dieron como e$emplos típicos" la cantidad de agua embalsada para regulación depender! del coeficiente de carga y de la configuración de la curva de consumo. (unque la #nica fuente de potencia sea una central de pasada, si hay mercado para m!s potencia en épocas en que el río est! creciendo el rebose anual puede reducirse sencillamente instalando una planta de mayor capacidad que la correspondiente al caudal mínimo" sin embargo, como es natural, esta potencia adicional no puede garanti&arse en todo momento. Si la central de pasada traba$a en paralelo con otra termoeléctrica, puede ser posible instalar una planta con una capacidad considerablemente mayor que la correspondiente al caudal estacional mínimo y economi&ar así combustible cuando el río est! crecido. 'n general, las centrales de pasada requieren una inversión de capital menor que las que usan embalses de reserva, pero aprovechan sólo una fracción de la energía que ofrece el río. CENTRALES CON EMBALSE DE RESERVA: 'n este tipo de proyecto se embalsa un volumen considerable de líquido aguas arriba de las turbinas mediante la construcción de una ó m!s presas que forman lagos artificiales. 'l embalse permite graduar la cantidad de agua que pasa por las turbinas. 'n un período de tiempo prolongado la cantidad media de agua J o aforo J que pasa por las turbinas es igual, naturalmente, a la cantidad media de agua que entra en los lagos artificiales (salvo pérdidas por evaporación y por infiltración) si no hay rebosamiento, pero durante un período m!s corto puede haber una diferencia considerable entre la entrada y la salida de agua de los lagos y ella hace que aumente ó disminuya el nivel de los mismos. >el volumen embalsado depende la cantidad que puede hacerse pasar por las turbinas, teniendo en consideración las características del caudal del río. 4n peque+o embalse de regulación puede bastar para absorber las variaciones de la carga durante el día" un embalse grande puede bastar para absorber las variaciones estacionales de entrada y hasta compensar uno ó m!s a+os enteros de ba$a precipitación pluvial. *on embalse de reserva puede producirse potencia durante todo el a+o aunque el río se seque por completo durante algunos meses, cosa que sería imposible con un proyecto de pasada. )ara absorber las fluctuaciones del caudal del río durante todo un a+o podría resultar necesario tener un embalse equivalente a algunos meses de caudal anual medio del río" la capacidad efectiva del embalse depender! de las variaciones estacionales del caudal. Las centrales con almacenamiento de reserva eigen por lo general una inversión de capital mayor que las de pasada, pero en la mayoría de los casos permiten usar toda la energía disponible y, por lo tanto, producir ,ilovatiosJhora m!s baratos. EMBALSE POR BOMBEO: 'n este tipo de central, el agua se bombea a un lago artificial situado a nivel m!s alto cuando hay sobrante de potencia disponible, y se la hace pasar por las turbinas cuando hay gran demanda de potencia. 'videntemente, con éste método se pierde una cantidad considerable de energía (por lo general aproimadamente un tercio), pues el agua, cuando pasa por las turbinas, no puede generar tanta energía como la necesaria para levantarla de nivel. %o obstante, esta pérdida de energía se $ustifica cuando produce una economía en dinero. Si la energía para el bombeo es proporcionada por una central hidroeléctrica con escaso embalse de reserva en el que el agua se perdería por rebosamiento si no se la utili&ara, dos tercios de esa energía se conservan para emplearla en períodos de carga de pico" si es suministrada por una central termoeléctrica, en esa forma puede me$orarse el coeficiente de carga de la misma y aumentarse por lo tanto su eficiencia. 'l costo del combustible gastado para compensar la pérdida neta de energía causada por la doble utili&ación del agua puede ser peque+o en comparación con la economía de capital resultante del uso de una planta hidroeléctrica relativamente barata para las horas de mayor consumo. 'n los 'stados 4nidos, por lo general, se considera que el embalse por bombeo es conveniente si la producción no cuesta m!s de 322 dólares por ,ilovatio, aproimadamente. 'n ciertas centrales llamadas por bombeo, la energía producida por el agua del lago artificial es mayor que la energía gastada para bombear el agua hasta el mismo. 'stos proyectos son en realidad de car!cter fíbrido0 consisten en una central hidroeléctrica corriente a la que se ha agregado una instalación de embalse por bombeo. 'n un proyecto -puro. de embalse por bombeo, el agua vuelve a través de las turbinas hasta el mismo nivel que tenía antes, mientras que se las turbinas est!n a un nivel inferior es posible, por supuesto, producir m!s energía que la utili&ada para el bombeo. CAPACIDAD DE UNA CENTRAL HIDROELECTRICA: (l tratar de la capacidad potencial de una central hidroeléctrica es sumamente necesario considerar por separado la producción de energía (en ,ilovatiosJhora) y la producción de potencia (en ,ilovatios). La energía generada en un período determinado de tiempo (un a+o, por e$emplo) depende del aforo total de las turbinas en ese período y del salto efectivo. 'ste es el #nico criterio absoluto para determinar la capacidad potencial de una corriente de agua y debe especificarse para a+os (ó meses) secos, intermedios ó lluviosos sobre bases estadísticas. La energía disponible depender! hasta cierto punto de la capacidad de potencia instalada, porque probablemente el rebose sea mayor en una planta de alto coeficiente de carga que no puede aprovechar las aguas de crecientes. Sin embargo, en comparación con la variedad de potencia obtenida, la energía disponible es por lo general una cantidad relativamente definida. 'n cambio, la cantidad de potencia que genera una central con embalse de reserva puede ser, dentro de ciertos límites, la que el sistema requiera. 'l agua puede hacerse pasar por las turbinas en un volumen bastante constante, para producir una cantidad moderada de potencia a un coeficiente de carga elevado" a la inversa, siempre que la capacidad instalada de la planta sea suficiente, el agua puede hacerse pasar en volumen muy variable, y en esta forma se produce una potencia m!ima mucho mayor con un coeficiente de carga reducido. La cantidad de energía podría ser muy seme$ante en los dos casos, pero la de potencia podría diferir considerablemente. *omo es evidente, la cantidad de potencia debe estar entre ciertos límites. /eóricamente, el valor totalmente beneficioso m!s ba$o sería el de los ,ilovatiosJhora disponibles durante cierto período dividido por el n#mero de horas de dicho período" esto significa que el agua disponible se usaría en volumen constante y que el coeficiente de carga sería de 322K. 'l límite superior de la potencia producida estaría determinado por la capacidad de embalse, el espacio disponible, los da+os que pudiese causar un caudal ecesivo aguas aba$o, el costo de la transmisión de electricidad y la capacidad del sistema para absorber la potencia. Las centrales de salto peque+o no siempre ofrecen la misma fleibilidad en cuanto a la elección de coeficientes de carga. )ara determinada potencia, una planta de este tipo necesita cantidades relativamente grandes de agua, lo que significa la utili&ación de instalaciones voluminosas y lentas que tienden a ser costosas en dólares por ,ilovatio. )or lo tanto, para $ustificar estas centrales es preciso eplotarlas con elevados coeficientes de carga. COEFICIENTE DE CARGA: La fleibilidad de las centrales hidroeléctricas con embalse de reserva por lo que se refiere a la elección del coeficiente de carga puede ser un factor sumamente valioso. Si una central hidroeléctrica es la #nica fuente de suministro, el coeficiente de carga con que traba$ar! estar! determinado por la carga del sistema, y la cantidad de planta instalada deber! elegirse seg#n ese factor. )ero si la central hidroeléctrica funciona en paralelo con plantas térmicas, el coeficiente de carga de la primera puede fi$arse hasta cierto punto independientemente del coeficiente de carga del sistema. Su valor óptimo ser! el que permita los menores costos medios de producción para todo el sistema combinado. 4na central hidroeléctrica dise+ada para traba$ar con un coeficiente de carga ba$o también funcionar! con un coeficiente ba$o de utili&ación de la planta, pues este #ltimo nunca puede eceder al primero. >icha central tendr! una capacidad relativamente grande en ,ilovatios en relación con el potencial anual disponible de energía. *uando el sistema de electricidad en con$unto puede absorber la producción de una central hidroeléctrica con ba$o coeficiente de utili&ación de la planta, las venta$as son las siguientes0 () 4na elevada proporción de los costos de una central hidroeléctrica corresponde a obras virtualmente independientes de la capacidad de la planta, como, por e$emplo, la presa, la compra de la tierra y de los derechos de utili&ación del agua, las obras de interceptación del agua de captación y parte de los adificios de la central. Si la planta instalada es peque+a, el costo de capital por ,ilovatio puede ser muy alto, pero si se amplía la instalación el costo adicional puede ser bastante peque+o y el costo medio por ,ilovatio ba$ar! a medida que aumenta la capacidad de la planta. (unque este costo medio puede seguir siendo mayor que el correspondiente a una central termoeléctrica, el incremento del costo por ,ilovatio adicional bien puede resultar mucho m!s ba$o que en esta #ltima. 'sto se debe a que, a diferencia de la central termoeléctrica de vapor, no se necesita una caldera para cada generador hidroeléctrico adicional, aunque puede necesitarse mayor capacidad en las tuberías de toma y en el canal de descarga, así como también mayor capacidad de transmisión. )or lo tanto, con una central hidroeléctrica puede resultar m!s económico que con una central termoeléctrica producir ,ilovatios para satisfacer la carga m!ima del sistema. 'l e$emplo que se da a continuación muestra la forma en que varían los costos de capital al ampliarse la instalación de la planta0 *apacidad instalada0 @ =L" 3; =L" ;? =L" ?C =L. *osto de capitalH,:0 ;?2 dólares" 3?3 dólares" CD dólares" @2 dólares. *osto adicionalH,:0 ?3,1 dólares" 5@,A dólares" 52,D dólares. 'sta central se construyó en el decenio 3D53J?2, cuando los costos eran muy inferiores a los actuales, pero la diferencia relativa es bastante típica" en aquellos días el costo adicional, a#n entre @ =L y 3; =L, era muy inferior al correspondiente a las plantas termoeléctricas. *omo los ,ilovatiosJhora que pueden producirse en una central hidroeléctrica dependen de la cantidad de agua disponible y en ellos solo influyen levemente los ,ilovatios instalados, también varía poco la cantidad de combustible quemado en una central térmica que traba$a en paralelo con aquella. 'n consecuencia, la economía en costos de capital en la capacidad de la planta es absoluta, pues no hay otros gastos que la neutralicen. /iene tanta importancia este problema de la combinación hidroJtérmica y de la elección de coeficiente de carga para cada componente. I) (l relegar a la central hidroeléctrica a la atención de cargas m!imas (lo que significa traba$ar con un ba$o coeficiente de carga), la rapide& con que puede ponérsela en marcha permite que la carga, que varía velo&mente, sea aceptada y atendida con mayor fleibilidad de lo que permite una central térmica. *) *uando el embalse es limitado, se puede reducir las pérdidas por rebosamiento si las turbinas tienen una capacidad suficiente para aceptar un gran volumen en época de crecida. 'sto no sería posible si la capacidad de la planta fuese peque+a. 'n los países en que los recursos hidr!ulicos son peque+os en comparación con la demanda total de potencia J en el 9eino 4nido, por e$emplo J con frecuencia es posible aprovechar dichos factores, pero en aquellos en que la potencia hidr!ulica es la principal ó la #nica fuente de electricidad hay otros factores que influyen en el coeficiente de carga con que traba$an las centrales, como la índole de la carga del sistema y las características hidr!ulicas relativas de las diversas plantas hidroeléctricas que traba$an en combinación. La distribución de servicios entre las centrales hidr!ulicas y térmicas en un sistema integral es un problema comple$o que no corresponde al presente estudio. DIVERSIDAD REGIONAL DEL CAUDAL: (lgunas veces, y sobre todo en países muy etensos, dos ó m!s &onas de captación tienen distintas características seg#n las estaciones. La estación seca en una de ellas puede coincidir con la estación de las lluvias en otra, ó en la misma región puede haber un río alimentado por las nevadas que tiene caudal m!imo en la primavera y un río alimentado por las lluvias que tiene caudal m!imo en otra época del a+o. Si es posible aprovechar simult!neamente esas dos (ó m!s) &onas, puede eplotarse esta diversidad utili&ando primeramente el agua de una &ona y luego la de otra, con lo cual se asegura un suministro m!s constante para el sistema en general. Si las redes de transmisión cru&an las fronteras nacionales, este principio puede etenderse a todas las regiones que abarque dos ó m!s países, como se est! haciendo en gran escala en 'uropa. )or e$emplo, los sistemas de Sui&a y 6rancia est!n conectados entre sí, lo que permite aprovechar las distintas características de los ríos de Sui&a, alimentados por las nevadas, y los de 6rancia, alimentados por las lluvias. ORDEN DEL DESARROLLO DE EMPLAZAMIENTO: 'n países con muchos empla&amientos potenciales de centrales hidroeléctricas eiste tendencia natural a aprovechar primeramente los que ofrecen los costos de producción m!s ba$os. (l aumentar la carga del sistema se hace necesario eplotar otros empla&amientos que pueden resultar m!s costosos (en cuanto a producción de energía). 'stos #ltimos empla&amientos no siempre ser!n m!s caros por ,ilovatioJhora producido, porque a veces, como consecuencia de su tama+o, pueden generar energía m!s barata una ve& que la carga del sistema es suficientemente grande para absorber dichos costos. Sin embargo, puede llegar el momento de que un país haya aprovechado lo me$or de su potencial hidroeléctrico y los empla&amientos que queden resulten económicamente m!s desventa$osos que la construcción de centrales termoeléctricas. 'l criterio corriente para $u&gar si conviene eplotar un empla&amiento es el costo de la producción, como alternativa, en una central termoeléctrica después de tomar en cuenta factores tales como los gastos de transmisión y, cuando esto sea pertinente, la disponibilidad de divisas. 'n ocasiones, al pasar el tiempo puede ocurrir que un empla&amiento considerado antes antieconómico resulte económico, como consecuencia del aumento del precio del combustible importado ó la falta de divisas. >e todas maneras, en muchos países $am!s ser! económicamente aprovechable cierta proporción de los recursos hidroeléctricos técnicamente disponibles. )or supuesto, cuando se calculan los costos de producción de la energía para un empla&amiento hidroeléctrico, es necesario tener en cuenta la forma en que se lo utili&aría. 4n empla&amiento que ahora resulte antieconómico para un coeficiente de carga bastante alto puede $ustificarse dentro de algunos a+os para cargas de pico. PERDIDAS DE AGUA: 'n una central de embalse de reserva, el aforo medio que pasa por las turbinas es siempre inferior al que entra en la presa, como resultado de la evaporación y la infiltración. Si las condiciones geológicas son buenas la infiltración puede ser muy peque+a, pero la evaporación a veces resulta considerable hasta A u C pies en un a+o. MATERIAS DE SEDIMENTACION: (lgunos ríos transportan grandes cantidades de materias de sedimentación, especialmente cuando est!n en creciente. 'stas materias pueden ser per$udiciales en dos sentidos para una central hidroeléctrica. 'n primer lugar, si la capacidad de embalse es insuficiente para que sedimenten y si son abrasivas, los rodetes de las turbinas hidr!ulicas pueden sufrir un desgaste considerable. 'n segundo término, la sedimentación acumulada en un lago artificial puede reducir gradualmente la capacidad efectiva de embalse y, en #ltima instancia, reducir la central a la categoría de instalación de pasada eliminando todo el espacio aprovechable. *uando es probable que esto suceda, debe tenérselo debidamente en cuenta al evaluar la vida y rendimiento en energía de un proyecto para calcular los costos de producción. DERIVACION DE LAS AGUAS DE CAPTACION: ( veces es posible lograr un salto m!s grande construyendo un t#nel y derivando las aguas de su curso natural a una cuenca vecina. =ediante esta derivación puede elevarse la producción de energía de una corriente plenamente eplotada sin necesidad de ampliar la instalación energética. EFECTOS DE UNA PLANTA PARA CARGA BASICA EN LAS CENTRALES HIDROELECTRICAS: Si se usa una planta nuclear ó geotérmica como parte de un sistema interconectado de electricidad, sólo puede producir energía barata cuando traba$a con un coeficiente de carga muy elevado. 'n la pr!ctica, se -robaría. la carga b!sica del sistema en parte ó en su totalidad, y de tal modo haría que otras centrales del sistema, fuesen hidroeléctricas ó térmicas de combustibles fósiles, traba$asen con un coeficiente de carga inferior. 'sto obligaría a ampliar la planta en los empla&amientos hidroeléctricos eistentes, como sucedió en %ueva Melandia cuando comen&ó a eplotarse la planta geotérmica de Laira,ei. (llí fue necesario ampliar la instalación, con el resultado de que si bien la energía total producida por las centrales hidroeléctricas continuó siendo virtualmente la misma, aumentaron los !ilovatios generados por ellas. PROYECTOS CON FINES MULTIPLES: 'n muchos casos puede combinarse la potencia hidroeléctrica con el uso de un &ona de captación para otros fines, como suministro de agua, riego, prevención de inundaciones ó navegación. *uando se hace esto, el caudal del agua que pasa por las turbinas ser! determinado con frecuencia, no por la potencia requerida, sino por otras necesidades consideradas m!s importantes, en cuyo caso la electricidad pasa a ser una especie de subproducto. La distribución de los costos de las obras de embalse y otras comunes a la producción de electricidad y fines distintos es hasta cierto punto convertible y depende de la política adoptada. ( veces, pero no siempre, un proyecto con fines m#ltiples puede permitir la producción de electricidad barata. POTENCIA MAREAL: 4na clase especial de potencia hidroeléctrica es la mareal, que puede aprovecharse cuando hay una gran diferencia entre la ba$amar y la pleamar y eiste una configuración costera conveniente que permite embalsar grandes vol#menes de agua mediante presas relativamente peque+as. La diferencia fundamental entre la energía mareal y la hidr!ulica es que la primera eplota la energía lunar y la segunda eplota la energía solar. Sin embargo, ambas son formas de la energía del agua y presentan muchos problemas técnicos y económicos comunes. Las centrales mareales rara ve& resultan económicas, y el #nico gran proyecto de este tipo que se ha construido hasta ahora es el de La 9ance, en el noroeste de 6rancia, donde se ha instalado una planta de ;?2 =L con ;? unidades de 32 =L cada una. 's una magnífica obra de ingeniería y utili&a turbinas de hélice reversible en bulbo y embalse por bombeo. Sobre el muro se ha construido un camino que cru&a el estuario. Se han considerado ó se est!n considerando también otros proyectos an!logos en %ueva 'scocia, el 9eino 4nido, la 9ep#blica de *orea, la 49SS, la 9ep#blica de *hina y otros países. La fórmula (((hHl), en la que -(. es la superficie de embalse, -h. la diferencia media entre la ba$amar y la pleamar y -l. la longitud de la presa, da un par!metro aproimado del valor económico de estas centrales. 'videntemente, la fórmula mencionada no proporciona toda la información necesaria sobre los costos de producción, pero estos resultar!n ba$os si la superficie de embalse es etensa, la diferencia entre la ba$amar y la pleamar es grande y la presa es corta. Las mareas producen una potencia de intensidad sumamente variable, y las centrales eléctricas mareales est!n a veces su$etas a dificultades derivadas de la navegación y de la sedimentación. Los lugares favorecidos por una gran amplitud de mareas no siempre est!n donde se necesita gran cantidad de energía, por lo menos en un futuro previsible. Las plantas mareales son demasiado escasas y eóticas como para que se les preste mayor atención en el presente estudio. *on el tiempo qui&!s se hagan m!s comunes. CENTRAL HIDROELECTRICA: Las centrales hidroeléctricas se construyen actualmente en muy diversas gamas de potencias, desde las m!s peque+as, hasta de las de mayor tama+o conocido. Su instalación est! vinculada en muchos casos a obras de riesgo ó de regulari&ación de ríos para atemperar crecidas. Su estudio, por esta ra&ón, no se hace eclusivamente desde el punto de vista eléctrico. ESQUEMAS DE PRINCIPIO0 'n la figura 35 tenemos un esquema que nos muestra los elementos componentes de una central hidroeléctrica. 4n sistema de captación de agua provoca un desnivel 67849( 35 que origina una cierta energía potencial acumulada. 'l paso del agua por la turbina permite desarrollar en la misma un movimiento giratorio que acciona el alternador. 'l aprovechamiento de un curso de agua para producir energía eléctrica implica necesariamente adecuar la solución a las características del mismo. )or esta causa, los esquemas típicos de las centrales hidroeléctricas se corresponden con características tales como el caudal del río, las condiciones geológicas, o la configuración topogr!fica del lugar del empla&amiento. )or lo tanto no es sencillo hacer una clasificación rigurosa, y en los dibu$os que siguen se muestran tres soluciones muy frecuentes, de las muchas que podrían presentarse. 'n la figura 3? vemos en planta y corte una central con agua corriente. 'n la misma se aprovecha )L(%/( *<9/' 67849( 3? un estrechamiento del río, y la obra del edificio de la central, en donde est!n las m!quinas y que normalmente se lo conoce como casa de máquinas, puede ser parte de la misma presa. 'n estos casos, el desnivel entre -aguas arriba. de la presa y -aguas aba"o., es reducido, y si bien se forma un remanso a causa del a#ud, no se acumula agua en cantidad suficiente como para constituir una reserva considerable del fluido. 'ste tipo de central, entre nosotros, se suele llamar central a pelo de agua, y requiere un caudal suficientemente constante para asegurar a lo largo del a+o una potencia determinada. Si el río es navegable, al costado del a&ud se construye una esclusa de paso, que no se dibu$ó en la figura. La misma presa tiene un vertedero, por el cual es posible evacuar el caudal sobrante de agua, o de las crecidas etraordinarias. 'n la figura 31 tenemos una presa con embalse, y la casa )L(%/( *<9/' 67849( 31 de m!quinas est! al pié de la presa, constituyendo una central con agua embalsada. La topografía del terreno permite que, aguas arriba de la presa, se forme un lago artificial con agua acumulada un cantidad suficiente como para asegurar el servicio a#n en las épocas del a+o en que el caudal del río es reducido. 'ste tipo de central otorga una gran elasticidad al funcionamiento de un sistema interconectado, pero las obras civiles necesarias pueden ser de costo elevado. La casa de m!quinas suele estar al pie de la presa, como ilustra el dibu$o, y en estos tipos de central, el desnivel obtenido es de car!cter mediano. 'n la figura 3@ tenemos otro e$emplo de central con agua embalsada, pero con una ubicación diferente de la central o casa de m!quinas. 'n el lugar apropiado por la topografía del terreno, se ubica la obra de toma de agua, y el líquido se lleva por medio de canales, o tuberías a presión, hasta las proimidades de la casa de m!quinas. (llí se instala la chimenea de equilibrio, a partir de la cual la conducción tiene un declive mucho m!s pronunciado, debiéndose construir con tubos de acero o revestimientos especiales, para ingresar finalmente a la central. La chimenea de equilibrio es un simple conducto vertical que asegura, al cerrar las v!lvulas de la central, que la energía cinética que tiene el agua en la conducción, se libere en ese elemento como un aumento de nivel y se transforme en energía potencial. Los desniveles en este tipo de central suelen ser mayores, comparados con los que se encuentran en los tipos anteriores de centrales. )L(%/( *<9/' 67849( 3@ 'isten también centrales de bombeo, que se emplean para me$orar el rendimiento de las centrales térmicas en un sistema interconectado. >urante la parte del día en que las centrales a vapor traba$an con poca agua, y consecuentemente con ba$o rendimiento, la central hidr!ulica opera en forma invertida elevando agua y llenando el embalse. 'sa energía acumulada, es aprovechada en los momentos del día, o de la semana, en que la demanda de energía es alta, y en esos momentos la central traba$a en forma normal, es decir, transformando energía potencial del embalse en energía eléctrica. La configuración de las centrales de bombeo es parecida a la de las centrales con agua embalsada, por lo que no se dibu$ó ning#n croquis ilustrativo. 'l equipamiento electromec!nico es, por su naturale&a, de características particulares. La forma de operación de una central hidroeléctrica depende de la capacidad del embalse, que se epresa por el volumen de líquido acumulado medido en NmOP ó en NBmOP. *onforme a este valor, la regulación puede ser diaria, semanal, mensual, ó anual. )or otra parte, es posible clasificar a estas obras en base a la altura ó desnivel medido en NmP, entre aguas arriba y aguas aba$o. )ara valores mayores de 12 mts., se la considera de alta presión. >e 12 a ;2 mts. se dice que son de media presión, y para menos de ;2 mts. se las considera de ba$a presión. TIPOS DE SALTOS DE AGUA: () (lturas en un salto de agua0 'n un salto de agua podemos considerar varias alturas0 E Salto bruto (B b ) 's el desnivel total. E Salto neto (B ni , B n ) )ara cada caudal Q i que se turbine, habr! unas pérdidas en las conducciones. 'l salto neto B ni , correspondiente al caudal Q i , es0 B ni R B b J (∑∆B cond. ) Q i 'l salto neto correspondiente al caudal de equipo Q (m!imo que puede turbinarse), se representa por B n 0 B n R B b J (∑∆B cond. ) Q 'l salto neto B n es el salto neto m!imo para el caudal m!imo, pero no es el m!imo de los saltos netos. E Salto #til (B u ) Se mide entre las dos #ltimas superficies libres de agua que eistan en el salto. E Salto neto efica& (B e ) Llamando0 ∆B LL 0 pérdidas de carga para Q (caudal m!imo), en la conducción en la l!mina libre. ∆B *6 0 pérdidas de agua para Q, en la conducción for&ada. β 0 coeficiente de eficacia de la conducción for&ada. 'l salto neto efica& se define por0 B e R B b J ∆B LL J ρ∆B *6 B) Tipos: Tipo 1: Sa!o "# pi# "# p$#sa A!%$as0 B b R B u R B B ni R B u J (∆B /6 ) Q i B n R B u J (∆B /6 ) Q B e R B u J β(∆B /6 ) Q Tipo &: Sa!o #' "#$i(a)i*' 'n los saltos en derivación, la pendiente del canal se dimensiona para el caudal m!imo que ha de turbinarse. 'sta pendiente, dada la eistencia de un régimen uniforme, es la pérdida de carga unitaria. )or lo tanto, cuando pase un caudal menor que el m!imo, las pérdidas que se producen ser!n las mismas que para el caudal m!imo. Sin embargo, ese caudal menor podría haber circulado con pendiente menor y por lo tanto con menor pérdida de carga. (lturas0 B b R B R constante ∆Η c R constante R (∆Η c ) Q B u R BS R B b J (∆Η c ) Q R constante B ni R B b J (∆B c ) Q J (∆B /6 ) Q i R B u J (∆B /6 ) Q i B n R B b J (∆B c ) Q J (∆B /6 ) Q R B u J (∆B /6 ) Q B e R B b J (∆B c ) Q J β(∆B /6 ) Q R B u J β(∆B /6 ) Q /ipo 50 Salto en derivación con presa de embalse (lturas0 B b R B R constante ∆Η c R constante R (∆Η c ) Q B u R BS R B b J (∆Η c ) Q R constante B ni R B b J (∆Η c ) Q J (∆Η /6 ) Q i R B u J (∆Η /6 ) Q i B n R B b J (∆Η c ) Q J (∆Η /6 ) Q R B u J (∆Η ΤΦ ) Q B e R B b J (∆Η c ) Q J β(∆Η /6 ) Q R B u J β(∆Η /6 ) Q /ipo ?0 Salto con todas las conducciones en presión (lturas0 B b R B R variable B u R BS R B b J ∆B 8) R variable B ni R B b J (∆B 8) T ∆B /6 ) Q i R (B u ) Q i J (∆B /6 ) Q i B n R B b J (∆B 8) T ∆B /6 ) Q R (B u ) Q i J (∆B /6 ) Q B e R B b J β(∆B 8) T ∆B /6 ) Q ALGUNAS CONSIDERACIONES TEORICAS: /odo aprovechamiento hidroeléctrico se funda en tomar la energía de un cierto caudal de agua, que se mueve por la acción de un desnivel. )or lo tanto, el primer elemento técnico que se nos presenta para considerar y definir, es el salto natural $ que medimos en NmP, y que es el desnivel entre la superficie del agua al final del remanso ocasionado por las obras de contención, y la superficie del agua en la &ona de restitución a la descarga. 'l salto %til bruto $ u en NmP es en cambio el desnivel entre la superficie del agua en el lugar de la toma para el aprovechamiento, y la superficie en el canal de descarga. 'l salto %til neto $ n en NmP, es igual al salto #til bruto descontado las pérdidas hidr!ulicas entre la toma de agua y la salida de la m!quina, es decir, el salto ó diferencia de carga efectivamente aplicado a las turbinas ó motores hidr!ulicos. <tro elemento de fundamental importancia es el caudal, del que debemos distinguir algunas diferencias. &audal medio derivable, es el caudal medio diario epresado en NmOHsP, y se+alado con ' d , que es posible derivar hacia las obras de generación de energía. 'ste caudal surge de un estudio de los aportes de agua a la cuenca a causa de lluvias, nevadas ó aportes de otras cuencas, y descontando el caudal anual que es menester reservar para riego u otros usos y que no est! previsto que pasar! por las turbinas. )or ello se define como capacidad %til del embalse & u en NmOP ó en NBmOP, al volumen comprendido entre las cotas m!imas y mínimas de contención que surge del estudio antes citado, y de la configuración geométrica del embalse mismo. )ara los c!lculos relacionados con la generación de energía eléctrica, es #til tener en cuenta el caudal medio utili#able (ó derivable) en un cierto tiempo (, epresable en NmOHsP y se+alado con '. *on estos valores es posible determinar la potencia del aprovechamiento, ó potencia hidráulica media, que viene epresada por medio de0 )ero esta potencia se ve disminuida a causa del rendimiento de los diversos componentes de la instalación, y en consecuencia, la potencia eléctrica ó potencia efectiva, se ver! epresada por medio de0 'n esta #ltima o c es el rendimiento de la conducción de agua, o t es el rendimiento de la turbina propiamente dicha, y o g es el rendimiento del generador eléctrico. 'l valor del tiempo ( puede tomarse un a+o, o sea ( R C.A@2 horas. (grupando todos los rendimientos antes se+alados en un solo rendimiento global, para c!lculos aproimados que sirvan de orientación preliminar, puede usarse la epresión0 donde ) viene dada en NFLP en los bornes del generador, ' es el caudal que pasa por la turbina en NmOHsP, y $ u es el salto en NmP. 'l n#mero -32. puede reducirse a -C. en caso de grupos peque+os. 'l primer elemento que aparece en un aprovechamiento hidr!ulico es la superficie de la cuenca en N,mUP, que es el !rea que aporta agua al embalse ó a&ud. >e esa superficie es posible aprovechar para derivar a la central, un cierto caudal disponible ' en NmOHsP, que graficado en función del tiempo a lo largo del a+o nos proporciona un diagrama como el de la figura 3A. 'ste diagrama es también 67849( 3A el régimen del río que llena el embalse. >e este dibu$o es posible obtener otro, el dibu$ado en la figura 3C que es el diagrama de los caudales clasificados ó de permanencia. 'n el mismo se dibu$an en ordenadas los caudales diarios en magnitud decreciente de manera que las abscisas indican un caudal ' i que durante un tiempo t i puede obtenerse, es decir, un caudal asegurado mayor que ' i . >e esto surge el diagrama de donde el volumen * de agua en NmOP es, conforme figura 3D0 con ' en NmOHsP y t en NdíasP. )or otra parte, la energía hidráulica teórica anual que se puede obtener de una instalación viene dada por0 67849( 3C siendo + t en NF:hP, el volumen anual utili&able en NmOP marcado con * u , y $ m el salto medio en NmP disponible a lo largo del a+o. (fectando a este n#mero por el rendimiento global de la instalación, estimado en el orden de 2,A1 a 2,C2, puede saberse la energía eléctrica anual disponible, por medio de la epresión aproimada0 'l empla&amiento del embalse y su forma de utili&ación requieren largos estudios 67849( 3D de la cuenca y del río que se aprovechar!n, por medio de una recopilación de datos pluviométricos, glaciares, y otros embalses vinculados. >ebe adem!s determinarse qué otras funciones, adem!s de la generación de energía eléctrica, debe cumplir el embalse, como ser riego, acumulación para reservas, regulación de crecidas, etc. PRINCIPALES COMPONENTES: 'l primer elemento que encontramos en un aprovechamiento hidroeléctrico es la presa ó a#ud, que se encarga de ata$ar el río y remansar las aguas, y los a&udes de desviar el río. *on estas construcciones se logra un determinado nivel del agua antes de la contención, y otro nivel diferente después de la misma. 'se desnivel se aprovecha para producir energía. Las presas pueden clasificarse por el material empleado en su construcción, 67849( ;2 en presas de tierra ó en presas de material, y desde el punto de vista de su estabilidad, en presas de gravedad, presas de contrafuerte, y presas de bóvedas. Las presas de tierra pueden ser de arcilla, grava, arena y otros materiales an!logos. La elección depende de las posibilidades de ordenación de los materiales en las proimidades del empla&amiento. 'n algunos casos alcan&a con la construcción de un terraplén de talud adecuado, pero en la mayor parte de los casos, es menester dotar a la presa de una fran$a interna impermeabili&adora para detener filtraciones de agua desde un lado al otro de la misma. 'n la figura ;2 tenemos el esquema de una presa de tierra con fran"a de impermeabili#ación en el talud de aguas arriba, mientras que en el e$emplo de la figura ;3 tenemos el corte 67849( ;3 de una presa con n%cleo impermeabili#ante que se prolonga hacia el lecho de rocas. 'n la mayor parte de los casos, a ambos lados del talud se tiene una capa de material que preserva a las superficies de la acción del desgaste, las heladas, etc. Las presas de gravedad como muestra en corte la figura ;;, tienen un peso propio adecuado para contrarrestar el momento de vuelco que produce el agua. Si bien pueden ser rectas, se las construye también en planta curva. 'l material es 67849( ;; hormigón, en buena parte de los casos. (lgunos dise+os permiten alivianar la estructura, y tenemos las llamadas presas de hormigón aligerado, cuyo corte esquem!tico vemos en la figura ;5. Las presas de contrafuerte, como ense+a la 67849( ;5 figura ;?, consisten en contrafuertes aislados, cada uno de los cuales permite transmitir al terreno la presión del agua que corresponde a su vano. 'l peso propio est! en parte constituido por la propia carga del agua, ya que el paramento correspondiente presenta adecuada inclinación, igual que en las de hormigón aligerado. Las presas de bóveda tienen un comportamiento estructural muy diferente a las anteriores, ya que la presión provocada por el agua se transmite íntegramente a las laderas por el efecto del arco. 'l !ngulo de incidencia es del orden de ?1V, conforme figura ;1. 'l agua que emplea la central eléctrica debe )L(%/( *<9/' 67849( ;? etraerse del embalse, y para ello son necesarias las obras de toma. (dem!s, deben tomarse las providencias para los casos de crecidas que obliguen a de$ar correr el ecedente, y descargas para los materiales que se acumulan en el fondo de la presa. Las descargas de fondo sirven para vaciar el embalse y se construyen en el punto m!s ba$o del mismo, permitiendo la salida de elementos sólidos acumulados, por lo general, con velocidad apreciable. 'n cambio los vertederos ó aliviaderos de superficie se encuentran muchas veces en la misma presa ó a un costado de la misma, consistiendo en una disminución de la altura que permite al agua desbordar )L(%/( *<9/' 67849( ;1 llegando a cierto nivel. Las tomas de agua con construcciones adecuadas que permiten recoger el líquido para llevarlo hasta las m!quinas por medio de canales ó tuberías. 'stas obras de toma son muy variadas, seg#n los requerimientos y el tipo de presa. 'n todos los casos de tomas de agua, es preciso colocar órganos de cierre para detener el paso de la misma cuando es menester. 'stos órganos, llamados compuertas, pueden se de diversos materiales y tener diversas formas y modos de accionamiento. 'n la figura ;@ vemos el dibu$o esquem!tico de una 67849( ;@ compuerta plana, que puede ser i&ada por medio de apare$os, puentes gr#a, u otros elementos. 'n la figura 13 tenemos el croquis de una compuerta de sector. 4na ve& 67849( ;A(>e la pagina 3;5) que el agua traspuso las obras de toma, llega a la central por medio de canali&aciones. 'n la figura ;C vemos el corte de dos canales, uno cerrado y otro abierto, utili&ados para la conducción con poca pendiente desde la toma hasta la siguiente sección. Llegada el agua a la parte final del canal, suele tomar una pendiente m!s pronunciada, como ya habíamos visto en el croquis de la figura 3@. 'n ese lugar puede colocarse la chimenea de equilibrio, que es una construcción destinada a la limitación de la presión, que por causa del cierre de la conducción, puede tomar valores elevados. 'sto es claro debido a que en este tipo de instalación, con una larga conducción de agua, al cerrarse las v!lvulas de entrada del agua a las turbinas, la masa de líquido circulante tiene una elevada energía cinética, que es menester desarrollar para evitar elevados golpes de ariete. La chimenea de equilibrio no es m!s que un adecuado depósito que permite elevar el nivel de agua, transformando la energía cinética en energía potencial. 'n la figura ;D vemos dos tipos de chimenea de equilibrio, marcando los dos niveles de agua, uno para funcionamiento normal y otro para el cierre de las v!lvulas. /omando otra ve& la figura 3@ apreciamos que a continuación de la chimenea de equilibrio sigue la conducción for#ada ó galería a presión, que es un 67849( ;C tubo embutido generalmente en la monta+a, con acentuada inclinación. 'n algunos casos, este conducto ba$a por la ladera, y est! a la intemperie. 'n la figura 52 vemos dos croquis de conductos a presión. 'l de la i&quierda est! embutido en la roca, y consiste en una tubería de acero compuesta de partes soldadas ó 67849( ;D remachadas, que se afirma en una galería e$ecutada en la monta+a por medio de relleno de hormigón. 'n el segundo dibu$o, se trata también de una tubería de acero, pero apoyada adecuadamente, seg#n el caso. Llegamos así a la casa de máquinas, que es la construcción en donde se ubican las m!quinas y los elementos de regulación y comando. 'n la figura 53 tenemos el corte esquem!tico de una central de caudal elevado y ba$a caída. La presa comprende en su misma estructura a la casa de m!quinas. Se observa en la 67849( 52 67849( 53 figura que la disposición es compacta, y que la entrada de agua a la turbina se hace por medio de una c!mara construida en la misma presa. Las compuertas de salida se emplean para poder de$ar sin agua la &ona de las m!quinas en caso de reparaciones ó desmonta$es. Las referencias de la figura son las siguientes0 3J 'mbalse ;J )resa de contención 5J 'ntrada de agua a las m!quinas (toma), con re$a ?J *onducto de entrada del agua 1J *ompuertas plantas de entrada, en posición -i&adas. @J /urbina hidr!ulica AJ (lternador CJ >irectrices para regulación de la entrada de agua a turbina DJ )uente gr#a de la sala de m!quinas 32J Salida de agua (tubo de aspiración) 33J *ompuertas planas de salida, en posición -i&adas. 3;J )uente gr#a para maniobra compuertas salida 35J )uente gr#a para maniobra compuertas entrada )uede observarse que las m!quinas principales, alternador y turbina, tienen el e$e de giro en posición vertical, lo que implica una tecnología constructiva adecuada a esa posición, que se discutir! un poco m!s adelante. La regulación se lleva a cabo por medio de las pie&as ó palas directrices marcadas en la figura 53 con el n#mero C. Las compuertas, tanto de entrada como de salida, se pueden i&ar por medio de puentes gr#a ó apare$os de capacidad adecuada, para detener el paso de agua. >ichas compuertas, una ve& i&adas, quedan a la altura de un recinto especialmente preparado para ellas, en el cual puede hacerse la revisión, mantenimiento, y en caso de ser necesario, con los mismos medios de i&a$e se pueden sacar a la superficie eterior del dique. 'n la figura 53 sólo se han indicado los recintos m!s importantes para comprender la funcionalidad de la central en con$unto. >ebe agregarse que una central tiene muchas dependencias m!s, no indicadas en dicho croquis, para los servicio generales, salas de comando, e inclusive pasadi&os para tener acceso a la parte inferior de la turbina ó del tubo de aspiración. 'n cuanto a la obra civil de la presa, en nuestros dibu$os se supone maci&a, pero seg#n la técnica constructiva empleada, puede ser aligerada por diversos procedimientos. 'n el dibu$o no se marcó tampoco todo el mecanismo de regulación de la turbina hidr!ulica, ni las bombas para desagotar dependencias principales y auiliares, por escapar a los propósitos de este teto. 'n la figura 5; mostramos el croquis de una central de ba$a caída y alto caudal, como la anterior, pero con grupos generadores denominados -a bulbo., que est!n totalmente sumergidos en funcionamiento. )ara este tipo de maquinaria, se requiere una tecnología particular, dado que la maquinaria traba$a continuamente ba$o agua. La etracción del -bulbo. se hace desagotando los conductos por medio del puente gr#a de lo que llamamos -sala 67849( 5; de m!quinas., que aquí tiene un sentido restringido. Las referencias del dibu$o son las siguientes0 3J 'mbalse ;J *onducto de entrada de agua 5J *ompuertas de entrada, en posición -i&adas. ?J *on$unto de bulbo con la turbina y el alternador 1J )uente gr#a de la sala de m!quinas @J =ecanismo de i&a$e de las compuertas de salida AJ *ompuertas de salida, en posición i&adas CJ *onducto de salida 'n la figura 55 que sigue se muestra el corte esquem!tico de una central de caudal mediano y salto también mediano, con la sala de m!quinas al pie de la presa. 'l agua ingresa por las tomas practicadas en el mismo dique, y es llevada hasta las turbinas por medio de conductos met!licos embutidos en el dique. Las compuertas de entrada son accionadas por mecanismos instalados afuera del dique, pero en algunos casos, esos mecanismos se instalan en la parte inferior. 67849( 55 Las referencias de esta figura son las siguientes0 3J 'mbalse ;J /oma de agua 5J *onducto met!lico embutido en la presa ?J *ompuertas de entrada, en posición -i&adas. 1J G!lvulas de entrada de agua a turbinas @J /urbina AJ (lternador CJ )uente gr#a de la central DJ *ompuertas de salida, en posición -i&adas. 32J )uente gr#a para i&ado de compuertas de salida 33J *onducto de salida (tubo de aspiración) 'n la figura 5? tenemos, en ve&, el esquema de una central de alta presión y ba$o caudal. 'ste tipo de central de construye, algunas veces, -en caverna. practicada en la misma monta+a. 'l agua llega por medio de una tubería a presión, desde la toma, por lo regular ale$ada de la central, y en el trayecto suele haber 67849( 5? una chimenea de equilibrio. La alta presión del agua que se presenta en estos casos, obliga a colocar v!lvulas de tipo m!s importante para la regulación y cierre, capaces de soportar el golpe de ariete. Las referencias de este #ltimo dibu$o son las siguientes0 3J *onducto for&ado desde la chimenea de equilibrio ;J G!lvula de regulación y cierre 5J )uente gr#a de sala de v!lvulas ?J /urbina 1J (lternador @J )uente gr#a de la sala de m!quinas AJ *ompuertas de salida, en posición -i&adas. CJ )uente gr#a para las compuertas de salida DJ *onducto de salida (tubo de aspiración) >e los cuatro tipos vistos, qui&!s los m!s característicos, observamos que en el primer modelo, la casa de m!quinas tiene casi la misma altura que el salto disponible. La admisión es de corto trayecto, perfil!ndose con criterio hidrodin!mico todas las construcciones se la sección de pasa$e del agua. )arecidos conceptos deben se+alarse para las de tipo a bulbo. 'n las de media presión, la casa de m!quinas est! adosada a la misma presa, no así en las de alta presión, en donde la conducción de agua puede ser larga. 'n todos los casos, la configuración de la sala de m!quinas es función también de la topografía de la &ona de empla&amiento. TIPO DE TURBINAS HIDRAULICAS: Bay tres tipos principales de turbinas hidr!ulicas, la rueda )elton, la turbina 6rancis y la de hélice. *ada una de éstas tiene variantes, que no es necesario considerar en el presente traba$o. 'l tipo m!s conveniente depender! en cada caso del salto de agua y de la potencia de la turbina. 'n términos generales, la rueda )elton conviene para saltos grandes, la turbina de hélice para saltos peque+os, y la turbina 6rancis para saltos medianos" sin embargo, ésta es una simplificación ecesiva, pues los campos de aplicación de los tres tipos se superponen en forma considerable. La selección de una turbina del tipo y velocidad apropiados es un problema técnico bastante comple$o, que no corresponde a este estudio simplificado. <tra m!quina #til es la turbina Ian,y, m!s o menos intermedia entre la rueda )elton y la turbina 6rancis. 'l agua da contra el rodete dos veces, primeramente hacia adentro y luego hacia afuera, y descarga por el lado opuesto. >ividiendo la turbina en dos compartimentos de un tercio de la longitud del rodete, el caudal puede usarse en terceras partes y la turbina aceptar así un aforo muy variado sin que la eficiencia cambie ecesivamente. Las turbinas Ian,y pueden traba$ar con saltos de entre ; y 52 metros y con aforos de entre ;1 litros y 5 metros c#bicos por segundo. La escala correspondiente de producción de potencia es de 2,? a A12 FL. La eficiencia es de sólo alrededor de A2K. )ara centrales de salto peque+o se ha perfeccionado una turbina de hélice, llamada de -bulbo., que es muy conveniente, compacta y barata. Se trata de una m!quina de aforo aial, acoplada directamente a un alternador que se encuentra en una c!mara sumergida y hermética" toda la m!quina est! montada en la misma presa ó en un sifón que pasa sobre la presa. 'ste tipo de turbina se inventó, en una forma adaptada para aforo reversible, para la central de potencial mareal de La 9ance, 6rancia, pero se comprobó que su dise+o b!sico podía adaptarse particularmente para instalaciones peque+as. 'isten en el mercado grupos electrógenos peque+os de bulbo, con velocidades que varían entre 312 y 122 r.p.m., para saltos de entre ; y 31 metros" producen una potencia de entre 12 y 122 FL. )ara plantas de salto peque+o en las que las variaciones de altura de la caída de agua ó las de carga son bastante considerables, resulta conveniente la turbina Faplan. 'n una turbina de hélice con !labes orientales, a los que puede darse el !ngulo m!s apropiado para obtener la mayor eficiencia posible seg#n sea la altura del salto y la carga. /ambién se ofrecen otros tipos de turbinas hidr!ulicas que permiten hacer instalaciones muy compactas y relativamente baratas y requieren un mínimo de obras ingenieriles. 4no de los problemas que presentan las peque+as plantas hidroeléctricas es el de mantener una velocidad constante cuando la carga varía. 'n algunos casos se resuelve aplicando al alternador una carga constante igual a la capacidad nominal total con el salto efectivo. La carga constante est! compuesta de la carga -aprovechable. m!s un sistema de resistencias de absorción en paralelo. La corriente que pasa por estas resistencias se modifica autom!ticamente de manera que la carga total se mantiene constante" es decir, cuando disminuye la carga -aprovechable. aumenta la carga de resistencia y viceversa. Si bien la corriente que pasa por la resistencia se pierde, en una central de pasada, durante períodos de carga reducida, no habría otra alternativa que perder el agua por rebosamiento. Las turbinas hidr!ulicas m!s comunes se clasifican en turbinas de acción y en turbinas de reacción. Las turbinas de acción, conocidas también como ruedas )elton. 4n chorro de agua convenientemente dirigido y regulado, incide sobre las cucharas del rodete, que se encuentran uniformemente distribuidas en la periferia de la rueda. La velocidad del agua puede calcularse en forma aproimada por medio de la epresión0 'n la figura 51 mostramos un croquis de la turbina en con$unto para poder apreciar la distribución de los componentes fundamentales. >ebido a la forma de cada cuchara, el agua se desvía sin choque, cediendo toda su energía cinética, para caer finalmente en la parte inferior y salir de la m!quina. La regulación se logra por medio de una agu"a colocada dentro de la tobera. 'ste tipo de turbina se emplea para saltos grandes y presiones elevadas, por lo que el cierre de la agu$a implica, por lo regular, un fuerte golpe de ariete. ( causa de este fenómeno el cierre debe hacerse lentamente, y para evitar que el agua se seguir! saliendo por la tobera durante todo el período de cierre siga dando su energía a las cucharas del rodete, el chorro es desviado muy r!pidamente mediante un mecanismo adecuado llamado deflector, que no ha sido dibu$ado en la figura 51. Las referencias de la figura son0 3J 9odete ;J *uchara 5J (gu$a ?J /obera 1J *onducto de entrada @J =ecanismo de regulación AJ *!mara de salida 67849( 51 67849( 5@ )ara saltos medianos se emplean las turbinas ,rancis, que son de reacción. 'n el dibu$o de la figura 5@ podemos apreciar la forma general de un rodete y el importante hecho de que el agua entra en una dirección y sale en otra a D2V, situación que no se presenta en las ruedas )elton. Las palas, ó álabes de las ruedas 6rancis son alabeadas. 4n hecho también significativo es que estas turbinas, en ve& de toberas, tienen una corona distribuidora del agua. 'sta corona rodea por completo al rodete, y en ese lugar la velocidad del líquido no alcan&a los valores dados por la fórmula, tomando sólo una parte. La restante velocidad se adquiere dentro del rodete en forma de reacción. 'l agua entra radialmente al rotor y dentro del mismo se desvía D2V para salir en dirección del e$e de giro. >esde allí contin#a su camino por el tubo de aspiración. )ara lograr que el agua entre radialmente al rodete desde el distribuidor ó corona distribuidora, eiste una cámara espiral ó caracol que se encarga de la adecuada dosificación en cada punto de entrada del agua. 'l rodete tiene los !labes de forma adecuada como para producir los efectos deseados sin remolinos ni pérdidas adicionales de car!cter hidrodin!mico. la c!mara espiral permite el ingreso del agua a los elementos de la corona distribuidora, los que son móviles con$untamente, por la acción de un mecanismo adecuado, cuya potencia es importante por la fuer&a que debe e$ecutar. 'n los casos en que el agua sólo circula en dirección aial por los elementos del rodete, tendremos las turbinas hélice ó turbinas -aplan. La diferencia entre las hélices y las Faplan radica en que las #ltimas tienen los !labes móviles para adecuarse al estado de la carga. 'stas #ltimas turbinas aseguran un buen rendimiento a#n con ba$as velocidades de rotación. La figura 5A nos ense+a un croquis de turbina hélice (ó Faplan). 'l tipo de turbina hidr!ulica de una central se elige con ayuda de la fórmula siguiente0 en donde0 ) R potencia requerida a plena carga epresada en *aballos Gapor (*G) B R salto #til aprovechable en metros % R velocidad normal de rotación necesaria, en 9)= % e R velocidad específica, en 9)= La llamada velocidad específica es un n#mero teórico, y es la velocidad a la que traba$aría una turbina homóloga (de la misma forma, pero m!s reducida), desarrollando una potencia en el e$e de 3 *G con un salto de 3 metro. La deducción de esta fórmula se encuentra en los traba$os especiali&ados, y deriva de la teoría de los modelos. 67849( 5A La velocidad normal de rotación est! estrechamente vinculada a la frecuencia de la corriente alterna que se debe generar, y la conocida fórmula donde f R frecuencia de la corriente alterna, en NcHsP % R velocidad de rotación, en N9)=P p R n#mero de pares de polos del alternador 'l comprador de una central hidr!ulica eige verificar las características garanti&adas de las m!quinas antes de ser construida la misma. 'sto se reali&a construyendo un modelo reducido de la turbina. 'n él se ensayan condiciones tan importantes como el rendimiento y la cavitación. Los ensayos sobre modelos reducidos son siempre altamente confiables. *omo hemos dicho, la velocidad específica (% e ) permite clasificar las turbinas. Geamos entre que valores de % e puede encontrarse cada tipo de turbina0 . e entre 2 y ;1 ruedas )elton con un solo inyector . e entre ;1 y 12 ruedas )elton con varios inyectores . e entre 12 y 322 turbinas 6rancis lenta con un rodete . e entre 322 y ;12 turbinas 6rancis normal con un rodete . e entre ;12 y 122 turbinas 6rancis r!pidas con varios rodetes . e entre 122 y 3222 turbinas hélice ó Faplan. ( cada uno de estos tipos de turbina mencionados le corresponde una curva de rendimiento característica como lo muestra el diagrama de la figura 5C. 67849( 5C *omparando estas curvas de rendimiento resulta evidente que las turbinas )elton son las menos sensibles a la variación de la carga, manteniendo un elevado rendimiento en una amplia &ona del diagrama. Las turbinas 6rancis son mucho m!s sensibles a las variaciones de la carga no siendo conveniente que traba$en mucho tiempo fuera de su punto óptimo. Las turbinas de hélice fi$a tienen una &ona de buen rendimiento a#n m!s estrecha, ra&ón por la cual para saltos ba$os se ideó la hélice de palas orientables, que varían su !ngulo de inclinación para adaptarse a los distintos caudales y saltos. 'sta turbina, llamada Faplan tiene un funcionamiento muy estable y una amplia &ona de buen rendimiento. Las turbinas 6rancis lentas y normales son aptas para su utili&ación en saltos medianos. 'l caudal no debe ser inferior en ning#n momento al 12K de su valor normal. 'n la actualidad se han alcan&ado saltos superiores a los ?22 metros con turbinas 6rancis de gran potencia. Las turbinas 6rancis r!pidas no deben traba$ar por deba$o de los ;H5 del caudal normal. 'l reducir ecesivamente el caudal puede traer como consecuencia la aparición del fenómeno de cavitación. Las turbinas $élice de álabes fi"os son aptas para saltos inferiores a /0 metros, con caudal y salto aproimadamente constante. Las turbinas -aplan de !labes móviles tienen una gran elasticidad de comportamiento frente a las variaciones de caudal y de salto. %ormalmente se las emplea en saltos inferiores a los 12 metros. >entro de estos límites, es posible hacer la elección en forma bastante precisa, acudiendo a los tratados especiali&ados y la teoría correspondiente. La tabla citada, es sólo una guía de tipo general. *omo se ha podido observar en los dibu$os, una buena cantidad de turbinas hidr!ulicas y sus correspondientes alternadores, son de e$e vertical. 'sta disposición obliga a ciertas particularidades constructivas en los elementos estructurales, y muy particularmente, en los co$inetes ó rodamientos. 3J /urbinas de acción ()elton) y de reacción (6rancis y Faplan)0 >os son las clases de turbinas empleadas en el aprovechamiento de los saltos0 la de acción y las de reacción" las primeras son )elton (figura 5D), y el 67849( 5D agua act#a sobre el rodete por medio de una ó varias toberas. La facilidad de adoptar entre ciertos límites la velocidad tangencial de la rueda hace que sea posible obtener un n#mero de revoluciones adecuado lo cual permite el acoplamiento con el generador eléctrico y obtener por ello la frecuencia de 12 B&. /iene este tipo, como se ver!, un ecelente rendimiento, debido a la posibilidad de hacer mínima la pérdida por velocidad residual sin que para ello haya necesidad de que las palas sean grandes y esto evita las pérdidas por fricción. Las turbinas de reacción empleadas com#nmente son las llamadas 6rancis y que se diferencian de las otras clases de turbinas en que el agua llega radialmente sobre el rodete y al atravesarlo de desvía, como se ve en la figura ?2 y ?3. 67849( ?2 67849( ?3 (sí como en la turbina de acción tipo )elton se verifica que la transformación completa de la energía cinética en presión, tiene lugar en el distribuidor, en la turbina 6rancis dicha transformación no es completa porque la velocidad de entrada del agua en el rodete es menor que la que corresponde al salto eistente. Las turbinas 6rancis constan de los elementos siguientes0 un distribuidor, un mecanismo de cierre, un rodete, un tubo de aspiración. 3ey de seme"an#a0 La ley de seme$an&a de la turbina permite hacer una clasificación de los diversos tipos de las mismas, a base del n#mero de vueltas específico n s (llamado también velocidad específica), con cuyo valor puede compararse la mayor ó menor rapide& en el movimiento del rodete. 'l valor que se obtiene para el n#mero de vuelas específico n s después de haber efectuado una serie de operaciones es0 en donde0 n s es la velocidad específica en 9)=, n son las vueltas de la turbina en 9)=, $ altura del salto en mts. y . potencia en *G. Siempre hubo interés en que las turbinas funcionasen con el mayor n#mero posible de revoluciones, y esto con el ob$eto de reducir sus propias dimensiones y permitir el acoplamiento con alternadores que no tuvieran tama+o ecesivo. 'n las turbinas 6rancis se aumentó el n#mero de revoluciones disminuyendo el di!metro del rodete, agrandando al propio tiempo la altura de éste y se verió también el !ngulo de las paletas, el n#mero de éstas, su superficie, y se modificó la forma de los !labes" por esto la turbina 6rancis actual difiere mucho de la antigua. 'l profesor -aplan (3D3@), en ve& de usar la admisión radial usadas en las turbinas 6rancis utili&ó la admisión aial, proveyendo a los rodetes de pocos !labes, siendo muy parecidos a las hélices de los buques y por ello las turbinas se denominan turbinasJhélice. )ara regular la entrada del agua seg#n los distintos grados de admisión se empleó el distribuidor 6in,, de paletas móviles, el mismo de las turbinas 6rancis. 9educiendo, pues, el n#mero de paletas y fabric!ndolas con menor longitud y m!s planas, se puede equiparar el rodete con aletas girantes. (sí, pues, hay que distinguir rodetes de hélice con aletas fi$as y rodete Faplan con paletas giratorias. 'l rodete Faplan est! constituido por dos o cuatro palas para los saltos reducidos y por cinco a ocho para m!s altas caídas. *omo en todas las m!quinas transformadoras de energía se producen pérdidas que determinan el rendimiento y se deben a0 3J (l ro&amiento del agua en el distribuidor, ;J 'n el rodete, producidas por el choque de entrada y cambio brusco de velocidad entre los filetes que salen del distribuidor, y que golpean con los cantos de los !labes. 5J (l ro&amiento del agua en el tubo de aspiración, ?J ( la distancia que debe eistir entre el distribuidor y el rodete por donde se escapa parte del líquido, 1J ( las resistencias propias de la turbina, @J ( la velocidad de salida que for&osamente, aunque peque+a, ha de tener cierto valor para que el agua salga al soca&. (sí el rendimiento de la m!quina puede estar comprendido entre 2,C; y 2,D3. La turbina 6rancis se subdivide en los siguientes tipos0 lenta (centrípeta) para las altas caídas" velo& centrípeta aial, para saltos medios y velocísima para los saltos de poca altura. 'sta denominación no corresponde al n#mero de vueltas efectivo, sino al n#mero de vueltas específico, n s (velocidad específica). 'l n#mero de vueltas efectivo n, disminuye a la ve& que la altura del salto. 'lección del tipo de turbina0 La velocidad específica permite fi$ar un criterio racional para la elección seg#n el tipo de instalación, que en los saltos de agua se contrae al caudal y a la altura. Bay que tener en cuenta que el n#mero de revoluciones de la turbina, que debe traba$ar acoplada con el alternador para suministrar la corriente a 12 B&, ha de a$ustarse la fórmula n R @2 . WHp, siendo W la frecuencia y p el n#mero de pares de polos. La tabla, y en relación con la velocidad específica, da una orientación sobre el tipo de turbina que ha de adoptarse teniendo en cuenta que los datos que figuran en ella son estadísticas relativas a turbinas instaladas. /ipo de turbina m!s adecuado en función del nV de revoluciones específico Gelocidad específica /ipo de turbina altura del ns salto Basta 3C........... )elton con 3 tobera C22 >e 3C a ;1......... )elton con 3 tobera de C22 a ?22 >e ;@ a 51......... )elton con 3 tobera de ?22 a 322 >e ;@ a 51......... )elton con ; toberas de C22 a ?22 >e 5@ a 12......... )elton con ; toberas de ?22 a 322 >e 13 a A;......... )elton con ? toberas de ?22 a 322 >e 11 a A2......... 6rancis lentísima de ?22 a ;22 >e A2 a 3;2........ 6rancis lenta de ;22 a 322 >e 3;2 a ;22....... 6rancis media de 322 a 12 >e ;22 a 522....... 6rancis velo& de 12 a ;1 >e 522 a ?12....... 6rancis ultravelocísima de ;1 a 31 >e ?22 a 122....... Bélice velocísima hasta 31 >e ;A2 a 122....... Faplan lenta de 12 a 31 >e 122 a C22....... Faplan velo& de 31 a 1 >e C22 a 3322...... Faplan velocísima 1 Bay que tener también en cuenta, por lo que respecta a la elección del tipo de turbina de reacción y cuando se trate de rodetes velo& y velocísimo, es decir, con elevada velocidad específica, que al aumentar ésta, aumenta también la velocidad de salida del agua del rodete, y que cuanto mayor es esta velocidad, mayores son las depresiones, que por otra parte, crecen con el aumento del salto. /odo ello da origen al fenómeno de cavitación muy per$udicial para la vida de las turbinas y que influye también en el rendimiento" por lo cual, los rodetes muy veloces deber!n usarse con saltos de muy poca altura, si no es posible colocar la turbina muy cerca del nivel del soca& o que ésta pueda instalarse en contrapresión. La cavitación corroe los alabes del rodete que queda, con el tiempo inservible. GENERADORES SINCR+NICOS PARA CENTRALES HIDRAULICAS: () *(9(*/'97S/7*(S )97%*7)(L'S0 )otencia del generador0 'n cuanto sigue se trata #nicamente de los generadores de polos salientes, que son los empleados con las turbinas hidr!ulicas. Los alternadores destinados a su acoplamiento con las turbinas hidr!ulicas son de tipos muy diversos porque, al estar normalmente acoplados coaialmente con las turbinas, deben adaptarse a la variada gama de velocidades de los distintos tipos de turbinas y cumplir, adem!s, las eigencias mec!nicas, cuales son0 el momento de inercia necesario a la masa giratoria, y los esfuer&os a que se hallan sometidos cuando se alcan&a la velocidad de fuga. )eso y precio de los alternadores0 Si se trata de turbina del mismo tipo, los momentos de inercia necesarios para la regulación deben ser inversamente proporcionales al cuadrado de la velocidad, a fin de que la energía cinética del rotor sea la misma en todos los casos. Gelocidad de embalamiento0 Si el par resistente opuesto al par motor de la turbina se anula, sin que los órganos de regulación intervengan, la velocidad aumenta hasta un valor m!imo llamado velocidad de embalamiento o de fuga. La relación - de la velocidad de embalamiento a la velocidad normal, tiene una influencia, no solamente sobre la determinación de la potencia m!ima de un alternador, sino también para una determinada potencia, sobre el dimensionamiento de la m!quina. 'n condiciones normales el valor de - es0 - R 3,C a 3,D para turbina )elton - R ;,2 a ;,; para turbina 6rancis - R ;,1 a ;,C para turbina Faplan. )ara los saltos cuyas alturas sufren fuertes variaciones, estos valores pueden ser mucho m!s elevados porque la velocidad de embalamiento debe ser determinada teniendo en cuenta la mayor altura. )or e$emplo, en las turbinas Faplan puede llegarse para - al valor de 5,1. Se comprende que la velocidad de embalamiento no se alcan&ar! m!s que cuando se acumulen al mismo tiempo todas las circunstancias desfavorables. 'sto significa, que en una turbina Faplan que funciones con la mayor altura del salto, debe producirse a la ve& a un fallo simult!neo de los dispositivos de regulación del distribuidor y de las palas, y que adem!s estos dos dispositivos quedan bloqueados en la posición m!s desfavorable. *omo se comprende, la probabilidad de tal concurso de circunstancia es muy peque+a. Se comprende que, en vista de las consecuencias desastrosas que puede tener la eplosión del rotor de un alternador, la resistencia mec!nica del rotor presente un grado elevado de seguridad a#n a la velocidad de embalamiento. =omento de inercia0 'l momento de inercia de rotor es una magnitud relativa al alternador y que $uega un papel preponderante en la determinación del di!metro de la rueda polar. Se comprende su influencia en el peso de la m!quina, y por consiguiente en el precio de la misma. Se llama constante de aceleración, al tiempo (en segundos) necesario para que el grupo alcance la velocidad normal. Los valores que se eigen para el momento de inercia, deben satisfacer las dos condiciones siguientes0 3XJ *uando se produce una descarga total del alternador, la velocidad no debe pasar de un valor determinado. ;XJ La estabilidad de la regulación de velocidad debe ser mantenida en cualquier momento del servicio. 'n cuanto a la condición primera, la velocidad m!ima de rotación alcan&ada cuando se produce una supresión s#bita de la plena carga, depende de la velocidad de cierre del distribuidor de la turbina, la cu!l viene determinada por el fenómeno del golpe de ariete. )or lo que respecta a la segunda condición antedicha sobre la relación entre la estabilidad de regulación de la velocidad y el momento de inercia, hay que considerar dos casos típicos etremos0 seg#n se trate de un alternador que alimenta una red de abonados, o de un alternador que traba$a en paralelo con la red de potencia infinita. *omo resumen de los epuesto con respecto a la influencia del momento de inercia del alternador, se llega a la conclusión de que, desde el punto de vista económico, sería oportuno admitir un valor m!s elevado del aumento de velocidad cuando se produce la supresión de la carga total, para poder reducir el momento de inercia. >el mismo modo, es posible, sin aumento del momento de inercia, resolver el problema de la estabilidad de regulación de la velocidad, en el caso crítico de una carga independiente de la frecuencia, tomando disposiciones para actuar pasa$eramente sobre la regulación de volta$e de modo que varíe la carga con la frecuencia, solución que es en general m!s económica. 9eactancia sincrónica y relación de cortocircuito0 La reactancia sincrónica 4 d depende de la relación entre la corriente de ecitación i 5 , para la cual la corriente en el estator alcan&a el valor nominal 6 n en el ensayo de cortocircuito, y la corriente de ecitación i 7 , que da origen a la tensión nominal n en los bornes del estator en vació y suponiendo que la m!quina no est! saturada. 9eactancia transitoria0 'sta magnitud ficticia se utili&a para $u&gar la estabilidad din!mica de las m!quinas sincrónicas, es decir, el modo de comportarse cuando se producen variaciones bruscas en su carga. >isposición de los grandes alternadores para centrales hidr!ulicas0 'n los grupos movidos por una turbina )elton, con disposición de e$e hori&ontal, el rodete se monta corrientemente en la etremidad del !rbol del alternador, y solamente para grandes potencias se pueden prever dos rodetes montados respectivamente en cada etremidad. 'l grupo se apoya así sobre dos soportes solamente y su longitud es reducida. Las eitatrices principal y auiliar se montan, entonces, acopladas a uno de los rodetes de la turbina por intermedio de un !rbol auiliar y de un acoplamiento est!tico. La disposición que consiste en alo$ar la eitatri& principal y la auiliar en el propio alternador, para reducir la longitud del grupo, no es recomendable. 'n efecto, el espacio disponible en el alternador conduce a un dimensionamiento desfavorable de la eitatri& desde el punto de vista eléctrico, porque se debe dar al di!metro un valor mucho m!s grande en relación con la anchura del paquete del hierro. 'l gran di!metro del colector hace difícil el acceso a las escobillas situadas por deba$o. La eitatri& tampoco puede desmontarse independientemente del alternador, y ello disminuye las posibilidades de acceso la interior de la m!quina. 'n los grupos accionados por turbina 6rancis, el rodete generalmente va montado en el etremo del e$e del alternador, lo cual eige que uno de los co$inetes del alternador soporte el empu$e aial de la turbina. 'ste #ltimo lleva entonces un co$inete que resista a la presión aial. *uando se trata de grandes potencias, la disposición del alternador con e$e vertical es la generalmente adoptada para turbinas )elton, y desde luego para turbinas 6rancis o Faplan. Las disposiciones de los soportes en este caso vienen indicadas en la figura ?3 y se+aladas con los n#meros 3V al @V. *orresponden a 67849( ?3 las construcciones siguientes0 3VJ /res soportes de guía y soporte de suspensión en la traviesa superior. ;VJ >os soportes de guía y soporte de suspensión como en el caso anterior. 5VJ /res soportes de guía y soporte de suspensión en la traviesa inferior. ?VJ >os soportes de guía y soporte de suspensión en la traviesa inferior (disposición en forma de paraguas). 1VJ /res soportes de guía y soporte de suspensión encima de la tapa de la turbina. @VJ >os soportes de guía y soporte de suspensión encima de la tapa de la turbina (disposición en forma de paraguas). La primera de estas disposiciones es la cl!sica y muchas veces la #nica en uso. La segunda disposición es una variante de la primera, en la cual se ha suprimido el soporte guía situado por deba$o de la rueda polar, y con él la traviesa inferior del estator. La tercera disposición se emplea con preferencia en grupos de gran di!metro y de marcha relativamente lenta. La cuarta disposición llamada en -paraguas., permite una reducción notable de la altura total del grupo. La quinta disposición, con soporte de suspensión apoyado en la tapa de la turbina, se adopta con grupos de marcha lenta y constituye una solución muy favorable. La seta disposición, también -en forma de paraguas., presenta las mismas características que la cuarta y las venta$as de la quinta en lo que respecta a la fundación del alternador. Gentilación de los alternadores0 La ventilación de los alternadores puede efectuarse con sistema en circuito abierto o en circuito cerrado, con m!quinas autoventiladas o con ventilación separada. 'n el primer sistema, el aire puede ser directamente aspirado y restituido a la sala de m!quinas cuando las pérdidas del generador no son superiores a una decena de ,ilovatios (figura ?;)" para alternadores de mediana 67849( ?; y gran potencia es necesario tomar el aire fresco del eterior y descargar el aire caliente por medio de canali&aciones separadas (figura ?5), instalando, 67849( ?5 antes de penetrar el aire frío en la m!quina, apropiados filtros depuradores de tela absorbente, o me$or del tipo met!lico de -velo de aceite.. a) *entilación de los grandes generadores0 (#n cuando, generalmente, el aire de que se dispone en las centrales es relativamente puro, la cantidad de aire que pasa por un alternador para su ventilación es tan grande, que a la larga se producen inevitablemente, en el interior de la m!quina, depósitos de impure&as que disminuyen de modo notable la eficacia de la ventilación, y de ello se deriva una elevación de la temperatura de los arrollamientos, que reduce la duración de su vida. La ventilación en circuitos cerrados evita estos peligros. b) nfriamiento por medio de hidrógeno0 'n las m!quinas de gran potencia y de elevado n#mero de revoluciones, en las cuales el problema de la ventilación presenta dificultades, se ha recurrido a emplear, en ve& del aire, el hidrógeno. Las pérdidas que origina la ventilación se reducen porque la densidad del hidrógeno es 3H3? de la del aire. La ausencia del aire, humedad y qui&! del o&ono, hacen m!s larga la vida de los arrollamientos del estator, y no siendo el hidrógeno comburente se evita el peligro de incendio. %o obstante, el empleo del hidrógeno presenta el peligro de una eplosión. *uando no eiste estanqueidad en la envolvente de la m!quina, puede me&clarse aire con hidrógeno y dar lugar a una me&cla eplosiva. La potencia para la cual resulta m!s económica la refrigeración con hidrógeno, est! comprendida entre ;1222 y @222 FG(. TUBO DE ASPIRACION O DIFUSOR: )ara instalar las turbinas de reacción a una relativa altura sobre el nivel del soca&, para facilitar la inspección y limpie&a y para que el generador acoplado quedara a salvo de avenidas se colocó a la salida del rodete un tubo de aspiración el cual permitía aprovechar la mayor altura disponible del salto, a pesar de la situación elevada del rodete con respecto al nivel del socas. La tubería de enlace con la turbina, es decir, el tubo de aspiración, debe tener sección variable y de forma tal que permita la m!ima recuperación de la energía cinética del agua a la salida del rodete. 'sto es para las turbinas 6rancis con rodete velo& y para la Faplan de elevada y media potencia. 'n las turbinas de acción )elton no tiene apenas importancia la recuperación de la energía eistente a la descarga de la rueda y, por otra parte, entre el centro del rodete y la superficie de agua del socas, hay una distancia que representa un porcenta$e reducido de la altura del salto. )ero las turbinas 6rancis, de Bélice y Faplan, donde la velocidad de salida del rodete es elevada y que aumenta con la velocidad específica de dicho rodete, el rendimiento con descarga libre sería muy ba$o y por ello es necesario llevar a cabo la recuperación que corresponde a tal velocidad de descarga. La figura ?? se refiere a los diversos tipos de tubos de aspiración empleados en diversas instalaciones. 67849( ?? )ara elegir el tipo del tubo de aspiración debe recurrirse al ensayo con modelo reducido y como es natural cada turbina eige el tipo adecuado. La recuperación con estos difusores alcan&a valores de A1 a C1K. FENOMENO DE DEPRESION EN EL TUBO DE ASPIRACION: Se conoce como contra golpe de ariete y ocurre cuando, a consecuencia del cierre del distribuidor de la turbina, varía el movimiento del líquido y puede llegar a producirse la rotura de la columna de agua en el tubo de aspiración. Se comprende que la condición m!s desfavorable para producir este fenómeno es la de cierre brusco del distribuidor al pasar de la plena carga al vacío, y entonces la depresión din!mica al comien&o del difusor, corresponde a la cantidad de movimiento que posee el agua en aquel. *uando se trata de tubos de aspiración largos y para evitar los efectos graves del contragolpe de ariete, es conveniente instalar en el comien&o del tubo una v!lvula autom!tica para la entrada del aire, u otro tubo con igual ob$eto. La sobrepresión producida queda notablemente aminorada porque el aire, al retorno de la columna de agua y por efecto de su compresión, act#a de muelle y reduce por ello la acción per$udicial. 's necesario que esta presión se mantenga dentro de un límite tolerable o inferior a ; atmósferas, y para ello la superficie de entrada del aire por el dispositivo apropiado debe ser como mínimo de 2,; mts ; . MECANISMOS DE CIERRE DEL DISTRIBUIDOR: 'n las turbinas ya de regular potencia, el sistema del movimiento de las palas 6in, del distribuidor es el de regulación eterior. 'stas palas van montadas sobre pernos que giran sobre ellas y que se mueven por intermedio de bielas articuladas en un anillo o corona que gira alrededor del e$e de la turbina. 'l anillo se mueve por medio de unas palancas unidas a la barra del servomotor del regulador de velocidad, y estudiado el mecanismo de movimiento en tal forma que la sección de paso del agua por las palas 6in, sea sensiblemente proporcional al despla&amiento de los émbolos del servomotor, con ob$eto de que la ley de cierre del distribuidor sea aproimadamente lineal. La figura ?1 muestra uno de los varios dispositivos empleados para mover 67849( ?1 el anillo o corona y que hace girar las palas. FUNCION DEL TUBO DE ASPIRACION EN UNA TURBINA DE REACCION: 67849( ?@ 'n las turbinas de reacción, a los efectos de que las m!quinas no adquieran dimensiones ecesivamente grandes y aumente consecuentemente su costo, se trata de reducir lo m!s posible las secciones de paso del agua. (l ser m!s reducidos los conductos, la turbina es m!s chica pero la velocidad del agua es mayor. -)or esta circunstancia la velocidad de la corriente en el punto (;) (a la salida del rotor) adquiere valores muy importantes. Si G ; tiene un valor muy alto la energía cinética G ; ; H;g es muy elevada. Si la salida de la turbina en el punto (;) fuera libre a la atmósfera el término G ; ; H;g representaría una energía que ya no tiene posibilidades de transformarse en traba$o mec!nico y por lo tanto es una energía perdida. 'sto haría que el rendimiento de la turbina disminuyera en forma apreciable. )or e$emplo, si G ; R 3;mHseg la energía cinética vale ' c R 3; ; H;D,C3 A,; metros. 'n una central como 'l *hocón con un B u R @C metros, esta pérdida representa m!s del 32K del salto. *on saltos menores estos porcenta$es son a#n m!s importantes. *omo esta pérdida de rendimiento no est! acorde con el buen aprovechamiento hidr!ulico del resto de la turbina, se ha ideado la forma de recuperar de alguna manera esta energía, cosa que se ha logrado mediante el empleo del tubo de aspiración. Se trata de un tubo acodado de sección uniformemente creciente, construido el primer tramo met!lico y el #ltimo de hormigón. Si despreciamos la pérdida de energía en el propio tubo de aspiración, la -línea de energía. en esta &ona ser! una línea hori&ontal coincidente con el nivel de agua aba$o ó cota de restitución de la turbina. )or la fórmula de Iernouilli (conservación de la energía) tenemos que en el punto (5) a la salida del tubo de aspiración la energía vale0 La energía pr!cticamente se anula a la salida del tubo de aspiración" esto se debe a que le hemos dado una sección suficientemente grande a este #ltimo, de modo tal que la velocidad G 5 sea peque+a y la energía cinética sea despreciable. *omo se trata de un conducto cerrado sin intercambio de energía con el medio, en el punto (;) a la salida del rotor la energía total tiene que ser la misma que en (5) (es decir pr!cticamente nula)" solamente cambia las distintas componentes de la ecuación. )or ser la sección en (;) menor que en (5), la velocidad ser! mayor en (;) que en (5) y también ser! mayor la energía cinética G ; ; H;g. 'n la misma medida en que aumenta la energía cinética disminuye la energía de presión ya que la suma total se mantiene constante. 'n la figura ?@ se pueden ver las dos !reas que se contrarrestan, una positiva (G ; H;g) y otra negativa ()H ) con lo cual la línea de energía llega hasta o el nivel de agua aba$o y el salto aprovechado es B u (salto #til). *eamos que el tubo de aspiración cumple una importante función al recuperar la energía cinética a la salida del rotor. Gimos que si G ; R 3; mHseg. a la salida se pierde A,; metros de energía. 'n cambio usando un tubo de aspiración que tenga sección 5 R 32 ; la velocidad ser! G 5 R G ; H32, en este caso G 5 R 3,; mHseg. y la energía cinética ' c R 3,;H;D,C3 R 2,2A metros, la pérdida es ahora pr!cticamente despreciable. TUBERIAS FORZADAS: 3J *lases de tuberías for&adas0 Solamente en saltos de peque+a altura es posible hacer llegar directamente al distribuidor de la turbina de agua procedente del canal y es cuando se utili&an las turbinas de c!mara abierta (figura ?A), la cual hace, también, las veces de 67849( ?A c!mara de presión" pero, en saltos mayores, las turbinas son de c!mara cerrada (en forma de espiral) a la que afluye el agua que es conducida por tuberías for&adas. /res son las clases de tuberías empleadas en la construcción de los saltos" met!licas, de hormigón precomprimido y de hormigón armado. )ara saltos de poca potencia se emplea tubería de uralita con muy buenos resultados. 'n el estado actual de la construcción, las tuberías met!licas pueden construirse con tubos blindados y para un producto, di!metro altura de salto, superior a ;222 m ; , lo que permite reali&ar una tubería de un metro de di!metro, con un salto de ;222 m. )r!cticamente la limitación se impone por el peso y el volumen para e$ecutar el monta$e y el transporte. )ara las tuberías de hormigón armado y con los modernos sistemas de precompresión, se pueden alcan&ar valores de 3222 m ; para el producto del di!metro por la altura del salto, con valor m!imo de éste de 122 metros. 'n las tuberías corrientes de hormigón armado, no es prudente pasar de alturas de @2 m y el producto del di!metro por la altura del salto no debe ser superior a ;22 m ; . 'sta clase de tuberías se utili&a para grandes caudales y peque+os saltos, y también cuando su instalación resulta m!s económica por el costo de adquisición y los gastos de transporte, en comparación con una tubería met!lica. ;J /ubería for&ada met!lica, predeformada y precomprimida0 *on ob$eto de reducir el peso de las tuberías met!licas, se han ideado las tuberías predeformadas y las precomprimidas en frío. Se trata de dos sistemas de construcción que pueden considerarse derivados del tipo de tuberías blindadas, empleadas corrientemente para grandes alturas del salto y del tipo de las de hormigón armado precomprimido. 'n el primer sistema, figura ?C, los tubos de plancha de acero soldada, se 67849( ?C refuer&an con anillos colocados en caliente. < bien los tubos se construyen con espesor conveniente y de di!metro ligeramente inferior (3K) al de los anillos de blinda$e, los cuales se colocan en frío y debidamente espaciados. >espués se somete el tubo por medio de una prensa hidr!ulica, a una presión que puede alcan&ar y sobrepasar el doble de la presión de e$ercicio. Ia$o este esfuer&o la plancha del tubo se dilata apoy!ndose en los anillos y da origen a tensiones que superan el límite el!stico del material después de anulada la presión y asume un nuevo límite de elasticidad correspondiente a la m!ima solicitación soportada, que es de ;1 ,gHmm ; aproimadamente. Los anillos, normalmente de acero al carbono, con carga de seguridad de ;? ,gHmm ; , sufren sólo un alargamiento el!stico y por ello e$ercen sobre el tubo una presión an!loga a la que se produce con el monta$e en caliente. >espués de haber reducido hasta cero la presión indicada, vuelve a aplicarse nuevamente durante cinco minutos. *on tal sistema se obtiene una notable reducción del peso de la tubería for&ada con respecto al sistema de la tubería soldada, que est! en relación aproimada de 30;" pero como el precio unitario es sensiblemente m!s elevado que el de los tubos simplemente soldados, el costo de la tubería autofor&ada resulta ser sólo un 52K m!s ba$o que el de los tubos soldados. *on respecto al campo de aplicación de la tubería autodeformada, el límite definido por di!metro del tubo altura del salto, depende de la fuer&a m!ima de la presa hidr!ulica que efect#e la operación descrita0 así, por e$emplo, con una presa de 5122 toneladas, el límite viene dado por la epresión π.p.d ; R5 122 222 ,g., en la cual0 p R presión hidr!ulica N,gHcm ; P y d R di!metro interno del tubo NcmP. 'n el segundo sistema los tubos son precomprimidos con un cable de acero tensado y arrollado en hélice, cuya tensión se fi$a de modo que reparta sobre el cable gran parte de la resistencia a la presión hidr!ulica de la tubería. 5J /ubería for&ada de hormigón precomprimido0 la tubería for&ada de hormigón armado, precomprimido, est! formada por tubos de simple hormigón armado con una ligera armadura de hierro longitudinal, para el solo ob$eto de obtener una estructura resistente a los esfuer&os longitudinales producidos en las maniobras de preparación, mientras que la función resistente con respecto a la presión hidr!ulica se confía al hilo de acero arrollado en el tubo. 'l blinda$e con hilo de acero tiene por ob$eto eliminar ó reducir a valores tolerables las solicitaciones de tensión que se manifiestan en el tubo de hormigón sometido a la presión hidr!ulica, consiguiendo de este modo reducir notablemente el espesor del tubo sin incurrir en el peligro de que se produ&can fisuras en el hormigón. *on tal ob$eto el hilo de acero va arrollado en el tubo prefabricado con una tensión tal que determine una compresión suficiente para anular ó atenuar la solicitación a la etensión en el hormigón armado. )ara tuberías de gran di!metro su$etas a presión hidr!ulica elevada, es oportuno arrollar la hélice de hilo de acero resistente con una plancha de hierro que tiene por ob$eto la impermeabili&ación del tubo. 'l sistema con l!mina de retención ha sido utili&ado en la instalación de Sover&ene (7talia). 'l tubo tiene un di!metro interno de ;,11 m, y espesor de 3D cm, para presión interna variable de 3?5 a ;DA metros de columna de agua (figura ?D). *ada tubo, de ?,12 m de longitud, se ha construido en posición vertical Jcon 67849( ?D hormigón armado vibrado a alta frecuenciaJ en un molde cuya parte eterna era la camisa de plancha, de retención, de ; mm de grueso, y en la parte interna por un macho de plancha refor&ada con travesa+os móviles, para ser desarmado. >espués de veinticuatro horas de colocado el tubo, quedó todavía estacionario durante cinco ó seis días, después de los cuales se procedió al blinda$e con hilo de acero de alta resistencia, de 1 mm de di!metro, mediante una m!quina especial que regula la tensión del hilo. /erminado el blinda$e, se le aplicó un revestimiento eterno de gunita (torcreto). *on ob$eto de obtener perfecta estanqueidad sin tener que utili&ar la plancha que recubre el tubo, se emplean tubos de hormigón armado tratados por el procedimiento -Gacuum., y tubos centrifugados. 'l sistema -Gacuum. consiste en etraer, por medio de bombas de vacío, el agua que contiene la masa de hormigón, ecedente en relación con la cantidad necesaria al proceso químico del fraguado. 'l sistema de tubos centrifugados permite un hormigón con muy poca cantidad de agua y, por tanto, con óptimas características, tanto ba$o el punto de vista de la resistencia al aplastamiento como a la impermeabilidad. ?J /uberías de uralita0 )ara saltos de poca potencia se emplean también las tuberías de uralita (amianto y cemento), eternita, las cuales en el transcurso de los a+os han dado buenos resultados. 67849( 12 67849( 13 Se fabrican con di!metros hasta de un metro para saltos de 12 metros y con presión de prueba en f!brica de 322 metros de columna de agua. )ara saltos de 322 y 312 metros, los di!metros de las tuberías son sólo de @22 mm y probadas en f!brica, respectivamente, con sobrepresiones de 12K y 55K sobre la de traba$o. Los espesores de la tubería aumentan con arreglo a la presión de traba$o y llegan hasta @2 mm. Los tubos se fabrican en longitudes de ? m y se unen entre sí por medio de $untas 8ibault (figura 12) que mantiene la estanqueidad por medio de aros de goma vulcani&ada. 'stas $untas, con material apropiado (figura 13), permiten asimismo organi&ar !ngulos y con ellos se forman los codos de las tuberías. 'stas tuberías se entierran en una &an$a, con los cuidados que se+ala la casa constructora de la tubería. 1J %#mero conveniente de tuberías, y di!metro de ellas0 La elección del n#mero de tuberías depende del de grupos instalados y de la oportunidad de mantener la independencia del funcionamiento de dichos grupos. ( igualdad de caudal y de pérdida de carga, una sola tubería pesa y cuesta mucho menos que varias tuberías, por lo cual desde el punto de vista económico eiste la conveniencia de reducir al mínimo el n#mero de ellas. )uesto que desde el punto de vista constructivo no eiste dificultad para e$ecutar tuberías de gran di!metro, cuando se trata de grandes alturas es posible la instalación del mínimo n#mero de tuberías compatibles con las eigencias de funcionamiento de la instalación. La figura 1; muestra un diagrama que indica el 67849( 1; di!metro de la tubería necesario en función del n#mero de las mismas y esto para igual caudal y pérdida de carga. 'l di!metro de las tuberías for&adas puede ser constante ó decreciente, desde arriba a aba$o. )ara determinar el di!metro conveniente es necesario considerar previamente que toda la tubería tiene un di!metro #nico, para después estudiar las soluciones con di!metro variable. *uando se trata de tuberías para saltos de poca altura, en las cuales el espesor es casi constante en toda la longitud, resulta pr!cticamente que la me$or solución es la de di!metro constante. 'n las tuberías de saltos de regular y de gran altura, conviene construir los tubos con di!metro decreciente de arriba a aba$o por sucesivos tramos. 'n el c!lculo de di!metro m!s económico de la tubería, intervienen la pérdida de carga y la velocidad, cuyos valores no deben sobrepasar los límites obtenidos por medio de la eperiencia. >el valor de la velocidad del agua y del tiempo de cierre del distribuidor de la turbina, depende la intensidad de la sobrepresión debida al golpe de ariete cuyo valor debe tenerse en cuenta para determinar el espesor del tubo. )ara maniobra del distribuidor que cierre en un tiempo mayor del semiperíodo de la onda, se admite (y la apreciación es eacta para tubería rectilínea y di!metro y espesor constante), que la sobrepresión tiene también un valor porcentual constante de la carga est!tica que se estima del ;2K al 52K. La determinación del diámetro de la tubería es un problema económico que depende de dos valores0 velocidad del agua y pérdida de carga. La velocidad del agua en las tuberías, para el caudal m!imo, resulta en la pr!ctica comprendida entre ? y @ metros por segundo, pero puede descender por deba$o de la cifra inferior o ser mayor que @ metros. 'l siguiente c!lculo del di!metro económico de una tubería con di!metro constante, muestra la intervención de las diversas variables que entran en $uego en el problema. 'n primer lugar, para el c!lculo de la pérdida de carga 8, emplearemos una fórmula aproimada como es la de 9arcy: en la que0 ' es el caudal Nm 5 HsegP, 3 la longitud de la tubería en metros, d el di!metro de ella en metros, o R 2,22;2 para tuberías soldadas, o R 2,22;1 para tuberías roblonadas. 'l di!metro de m!ima conveniencia de una conducción for&ada es el que hace mínima la suma de la anualidad que comprende el interés del capital necesario a la adquisición de la tubería y a su amorti&ación, y el valor de la energía equivalente a las pérdidas de carga que se producen en la tubería. 'l espesor medio de la tubería, suponiendo que ésta varíe en relación con la presión, viene epresado por la fórmula siguiente0 y en ella son0 e el espesor de la tubería NmmP, p la presión medio interna de la tubería en metros de agua, aumentada en la sobrepresión por el golpe de ariete, d el di!metro constante en metros, que debe tener la tubería, - el coeficiente de traba$o a la etensión en ,gHmm ; . 'l peso de la tubería se calcular!, en ,ilogramos mediante la fórmula que se da a continuación0 en esta fórmula son0 el peso de 3 m o 5 de material empleado en la tubería, y 3 la longitud de la tubería en metros epresando d y e en metros. )ara tener en cuenta los roblones, recubrimiento de las l!minas y los accesorios, ancla$es y apoyos, se aumenta el peso arriba indicado en un 52K. 'n el supuesto de que - R C ,gHmm ; y R AC22 ,gHm o 5 , el valor de ) viene dado por0 el coste de la tubería resulta pues0 siendo c el coste por ,ilogramo de la conducción for&ada. 'l gasto anual por este concepto, resulta0 siendo t la anualidad que comprende el tanto por ciento por interés y la amorti&ación del importe de la tubería. La energía perdida en un a;o, por causa de las pérdidas en la tubería, es la siguiente0 fórmula en la cual 8 es la pérdida de carga para el caudal periódico genérico q (de duración n horas) y el rendimiento comple$o del grupo" sustituyendo, por o 8, el valor obtenido anteriormente para el mismo, tendremos0 y poniendo donde . R CA@2 horas de utili&ación anual del caudal medio anual, en metros c#bicos por segundo, se obtiene0 Llamando & 5 al coste de la energía en pesetas por ,ilovatioJhora, el coste anual de la tubería ser!0 & / < S = >.& 5 , y la utilidad de la instalación ser! m!ima cuando la epresión anterior sea mínima, para lo cual igualando a cero la primera derivada con respecto a la variable d y sustituyendo S y > por los valores indicados anteriormente, resulta0 'sta fórmula confirma que el di!metro m!s conveniente, desde el punto de vista económico, es independiente de la longitud de la tubería. )ara evidenciar la dependencia entre el di!metro de la conducción y la suma del coste de la tubería y de la energía perdida, conviene tra&ar las curvas de S y de >.& 5 en función de d cuya suma de ordenadas da la curva & / que pasa por un mínimo y la abscisa correspondiente, es el valor conveniente para d. @J >ispositivos de cierre, de seguridad y accesorios0 &ompuerta para el arranque de la tubería. 'sta clase de compuerta se emplea, entre otros casos, para los saltos con embalse y cuya entrada de agua en la tubería se haya situada a unos cuantos metros por ba$o de la superficie del nivel normal del embalse. Se utili&an también para las tomas de agua en las conducciones for&adas de los saltos con embalse, provistas de chimenea de equilibrio y que aportan el agua a las tuberías for&adas. La figura 15 muestra un tipo de esta compuerta que es met!lica y obtura la 67849( 15(>e la p!gina 1C) entrada de agua, la cual tiene forma abocinada, para disminuir la pérdida de agua por este motivo. Se mueve la compuerta por medio de un servomotor de aceite que se comprime por apropiado compresor y es movido eléctricamente. Ga provisto del dispositivo correspondiente para almacenar el aceite, y de un indicador de carrera. La elevación se efect#a por medio de v!stagos articulados unidos al e$e del servomotor. )ara seguridad y delante de la re$illa, que es fi$a, lleva una ataguía de durmientes que se eleva por medio de cable movido por el cabrestante de un puente gr#a. 'sta protección permite cerrar el paso del agua por la ataguía para revisar y entretener la compuerta. *álvulas de compuerta. Llevan el dispositivo de byJpass que permite el paso del agua de una a otra cara de la pantalla de la v!lvula, y equilibradas de este modo las presiones en ambas caras la compuerta puede levantarse con menos esfuer&o. Se maniobran estas v!lvulas, cuando tienen dimensiones importantes, por medio de un servomotor, que funciona con la presión del agua procedente de la tubería for&ada y que debe ser limpia y no llevar arrastres que puedan per$udicar el funcionamiento de los cilindros y mecanismos del servomotor. *álvulas de mariposa. Son empleadas en saltos de no mucha altura pero de gran caudal. La pantalla es un disco que obtura la tubería y que gira sobre un e$e diametral, figura 1?. %o necesitan byJpass, pero presentan los inconvenientes 67849( 1? de que no procuran un cierre estanco ni permiten servirse de ella para la regulación a causa de las pérdidas de carga apreciables que origina y porque da lugar a vibraciones" también, y a consecuencia de las depresiones creadas dentro del disco, se producen en ellas fenómenos de cavitación. Se mueve asimismo por servomotor. *álvula de tipo esférico. La figura 11 se refiere a un tipo de esta clase 67849( 11 de v!lvulas. /iene la forma esférica y gira alrededor de un e$e hori&ontal" la pérdida a que da origen es mínima y su cierre es estanco, pero no permite que este cierre sea r!pido en caso de emergencia y para grandes caudales, como fuera conveniente si llegara a producirse la rotura de la tubería. Ga también provista de byJpass. 'n la actualidad se construyen estas v!lvulas de forma que, conseguida la desaparición de las vibraciones, pueden servir como v!lvulas de regulación. Se mueve también por medio de servomotor. +paratos de protección y seguridad. 6iguran entre ellos0 los po&os pie&ométricos, el aparato autom!tico de cierre por eceso de velocidad del agua, y el dispositivo de entrada y salida del aire en la tubería. ?e"illas. Se colocan a la entrada de las tuberías for&adas, cuando éstas arrancan de una c!mara de presión, ó est!n situadas en ésta misma, cuando se trata de turbinas con c!mara abierta. /ienen por ob$eto impedir la entrada en la tubería de cuerpos que van flotando y que al penetrar en la turbina podrían causar da+os, especialmente en las palas del distribuidor y del rodete. Las re$as se clasifican en gruesas y finas. Las primeras est!n constituidas por barrotes met!licos que de$an entre sí un espacio de 1 a ;1 centímetros e impiden la penetración en la tubería de cuerpos de regular tama+o, casi siempre productos le+osos del campo ó del monte (y en los sitios de clima riguroso, de témpanos de hielo). Las re$as finas son las que en realidad protegen m!s a fondo los elementos de las turbinas. La distancia entre barrotes es menor, sólo de unos 52 mm. Las distintas clases de barrotes empleados en la construcción de las re$illas se indican en la figura 1@, si bien por economía se utili&a m!s el 67849( 1@ modelo a. Las re$illas producen una pérdida de carga al paso del agua por las mismas, que se obtiene por la fórmula de -irschmer y cuyo valor es0 fórmula donde h r es la pérdida de carga (en columna de agua), s el espesor de los barrotes, b la distancia entre barrotes, * la velocidad del agua a la llegada de la re$a, el !ngulo de inclinación de los barrotes con respecto a la hori&ontal, o y un coeficiente que depende de la forma de aquéllos y que referido a los de la o figura ?D tiene el siguiente valor0 6orma R a b c d e f g *oef. β R ;,?; 3,C5 3,@A 3,251 2,D; 2,A@ 3,AD La sección de paso de la re$a debe calcularse de modo que la m!ima velocidad no eceda de ;mHseg., y si es de prever que parte de la re$a puede quedar parcialmente obstruida a causa de los cuerpos arrastrados por la corriente, la velocidad no ser! mayor de 3 mHseg. (l paso del agua por la re$a se produce una contracción, motivo por el cual el caudal que atraviesa aquélla, se reduce, de modo que si es ' el necesario, * la velocidad con que llega el agua a la re$a y el coeficiente de contracción, la o sección necesaria valdr!0 'ste coeficiente varía con la forma de los barrotes de modo que para la forma b que es igual que para la g, el valor de µ es 2,@ y, sin embargo, para la ƒ, vale 2,D. Ballada, pues, la sección , y elegidas las dimensiones l y s, (siendo α el !ngulo de inclinación del barrote con la hori&ontal, figura 1A, y l la longitud 67849( 1A mo$ada de los barrotes), se tendr! el n#mero de éstos por la fórmula0 Las re$as se construyen formando paquetes con los barrotes, y, para evitar un peso ecesivo, el ancho de cada paquete es como m!imo de 3 m, figura 1C. Los 67849( 1C barrotes se mantienen distanciados en la magnitud b, por medio de virotillos. 'l grupo de barrotes que forma el paquete se re#nen entre sí con varillas roscadas por sus etremos y apretados por sendas tuercas. Seg#n sea la longitud l, habr! que disponer adem!s de las varillas de los etremos una ó m!s intermedias. 'l c!lculo de la resistencia de los barrotes no puede hacerse a base de cargas determinadas por no ser conocidos los esfuer&os que actuar!n sobre aquellos. Bay que basarse pues en hipótesis. Scho!litsch propone, para el c!lculo de la resistencia de los barrotes y de los apoyos correspondientes, partir de la presión equivalente a una altura de columna de agua de la cuarta parte de la longitud l (figura 1A). Las re$as se apoyan por su pie en un perfil angular empotrado en el hormigón (fig. 1D a) y me$or en un hierro en 4 para impedir el movimiento del 67849( 1D paquete (fig. 1D b)" por la parte superior se fi$an en una viga que sirve de apoyo asimismo a la pasarela para el servicio de limpie&a de la re$a. Se me$ora la resistencia de los barrotes disminuyendo la lu& entre apoyos, a lo largo de la longitud de aquellos" para ello se colocan travesa+os formados por vigas de acero perfiladas (figura @2) si bien tienen éstas el inconveniente de que entorpecen el 67849( @2 paso del agua, dando origen a remolinos" adem!s, cuando deba procederse a su repintado ser! necesario suspender la entrada del agua. )or estos motivos se emplean también travesa+os de hormigón armado con sección fuselada, así como se disponen pilares del mismo material para soportar dichos travesa+os. Las re$as deben limpiarse periódicamente para que no se obstruya la sección de paso del agua por la misma. 'n ciertas regiones y en el oto+o, a la caída de la ho$a, sin limpie&a, las re$illas llegarían a tupirse. La limpie&a se efect#a a mano por medio de rastrillos, pero, en instalaciones importantes y con grandes superficies de re$illa, se utili&an m!quinas apropiadas con raedores. 'stas se mueven sobre carriles a lo largo de la pasarela, por la cual va también una vagoneta para recoger el producto de la limpie&a y que asimismo circula sobre raíles. La figura @3 muestra, en esquema, 67849( @3 una de tales m!quinas. /raba$a ésta en un ancho determinado despla&!ndose convenientemente y de este modo, por traslados sucesivos, puede limpiarse toda la re$illa. Si se trata de re$as profundas y que pueden obstruirse es conveniente montarlas de forma que sea posible elevarlas para efectuar con comodidad su limpie&a. Se hace uso, con tal ob$eto, de aparatos elevadores dispuestos en la instalación y de forma apropiada para tal ob$eto. &himenea de equilibrio o po#o pie#ométrico. =!s adelante se tratar! de este dispositivo que tiene por ob$eto evitar la sobrepresión, debida al golpe de ariete en las conducciones for&adas, y al mismo tiempo sirve de depósito de alimentación de la tubería en caso de bruscas variaciones de carga. *álvula automática para cerrar la tubería cuando el agua tiende a circular con exceso de velocidad por la misma. 'sta v!lvula se monta en el arranque de la tubería, y tiene por misión interrumpir la circulación del agua si la tubería llegara a romperse. *onsiste generalmente en una v!lvula de mariposa (figura @;) 67849( @; que se acciona por un dispositivo mec!nico o hidr!ulico, es cual act#a cuando la velocidad del agua aumenta en un ;2K sobre el valor normal (es decir, sobre el caudal necesario para la plena carga de la tubería o tuberías). Si se trata de presiones elevadas conviene instalar, para mayor seguridad, otra v!lvula delante de la epresada. 'l dispositivo mec!nico para el movimiento de la v!lvula consiste en una pie&a plana, circular, colocada en el interior de la tubería que va unida por un sistema de palancas al mecanismo de maniobras de la v!lvula y que se mantiene en equilibrio mientras no se produce la sobreelevación indicada de velocidad, para la cual habr! sido calibrado el dispositivo. *uando la velocidad prevista sobrepasa la presión hidrodin!mica que act#a sobre la pie&a plana, circular, ésta desbloquea el mecanismo de cierre de la v!lvula. 'l sistema hidr!ulico consiste en un relé hidrodin!mico, en comunicación con el po&o pie&ométrico y la tubería. *uando la velocidad del agua en aquella es superior al valor para el que habr! sido tarado el relé, se produce el desbloqueo del mecanismo de cierre de la v!lvula. 9ispositivo automático de entrada y salida del aire. 'st! constituido por un simple tubo que aspira el aire (fig. @5) (reniflard), ó también por una 67849( @5 v!lvula autom!tica (fig. @?) cuyo ob$eto, en el caso de vaciarse la tubería por 67849( @? cierre brusco de la v!lvula, es permitir la entrada del aire y evitar así el aplastamiento de la tubería. ( tal ob$eto, debe de ir esta v!lvula autom!tica colocada inmediatamente después de la que cierra por eceso de velocidad. AJ (ccesorios de la tubería0 9escargador de fondo. )ara vaciar la tubería no puede hacerse a través de la turbina. 'stos descargadores se montan al final de la tubería ó en el tubo distribuidor, y por ello se vierte el agua al soca&. 'l tubo de salida va sólidamente anclado, en relación con la gran velocidad del agua. Sirve para el descargador una cualquiera de las v!lvulas indicadas para presiones hasta 52 atmósferas, mas para valores mayores es necesario recurrir a una v!lvula de agu$a an!loga a las empleadas para regular la entrada del agua en las turbinas )elton. *omo se comprende es necesario amortiguar la fuer&a viva del agua a la salida del descargador, y proteger el po&o y canal de vertido del agua, mediante un revestimiento met!lico. 'l descargador lleva el po&o revestido y el tubo de descarga se fi$a por medio de puntales de encina (cuatro en este caso). +gu"ero de hombre. >ebe colocarse en la proimidad de cada vértice y con dimensiones superiores a 512J?12 mm. @unta de dilatación. Se coloca en cada cambio de rasante y, adem!s de permitir la dilatación de la tubería, procura mayor rapide& en su monta$e. 'n realidad se trata de dos tubos enchufados con su prensaJestopas que mantiene la estanqueidad de la $unta (figura @1). Las tuberías provistas de $untas de 67849( @1 dilatación, se llaman -tuberías abiertas., y con aquéllas se reducen notablemente los esfuer&os longitudinales debidos a la variación de temperatura, por cuanto la tubería puede dilatarse libremente y el ancla$e correspondiente es quien recibe los esfuer&os originados por las dilataciones y contracciones de aquélla. @unta para el desmonta"e. *on el fin de facilitar las operaciones de montura y desmonta$e de algunos de los elementos de la tubería Jdispositivo de cierre, derivación de la tubería, etc.J conviene colocar alguna de estas $untas(figura @@) en puntos significativos y convenientes. 67849( @@ CJ >istribuidores y colectores0 La solución ideal es la independencia del servicio, y por ello es muy conveniente alimentar cada turbina por su propia tubería. )ero desde el punto de vista económico puede ser necesario servir dos ó m!s grupos por una sola tubería, en cuya parte inferior va montado un colector que distribuye el caudal circulante por la turbina, ó también agrupar en un solo colector dos ó tres tuberías en cuyo caso habr! que disponerse un sistema de seccionamiento que permita alimentar los diversos grupos con las distintas tuberías y separar del servicio, cuando convenga, cualquier grupo ó tubería sin necesidad de interrumpir el funcionamiento de los dem!s. 'sto se efect#a por medio de v!lvulas apropiadas. Las derivaciones del colector deben hacerse oblicuas y no en !ngulo recto, con el fin de reducir la pérdida de carga. Las figuras @A a, b, c, d, muestran 67849( @A cuatro disposiciones del colector. Los puntos donde se efect#an las derivaciones han de ser refor&ados por medio de nervios, soldados a las tuberías de palastro. 'stos nervios re#nen el colector y el in$erto. La figura @C muestra la forma de proceder y la figura @D, 67849( @C 67849( @D que se refiere a unos pantalones, lleva asimismo los nervios de refuer&o. 'stos se determinan empíricamente y se someten a la prueba correspondiente, porque no hay procedimiento de c!lculo que permita determinar la resistencia del con$unto. DJ 8olpe de ariete0 Las variaciones de carga en las turbinas, motivo por el cual y debido a la acción de los reguladores, se cierra ó se abre el distribuidor, son la causa de variaciones en el caudal que circula por la tubería for&ada, y por consiguiente de la velocidad del agua. 'llo origina sobrepresiones ó depresiones que, como se comprende, tienen influencia sobre la tubería que debe poder resistir aquéllas y cuya determinación es ob$eto de este apartado. Supongamos una turbina y tubería esquem!ticamente representada en la figura A2. 'n ella son0 +, nivel del agua en la c!mara de presión, que se estima de 67849( A2 suficiente capacidad para que no tengan influencia sobre aquélla los fenómenos relativos al golpe de ariete" A, es el distribuidor, que obtura ó abre la entrada del agua y que es movido por el regulador autom!tico de la turbina. Supuesto que, por reducirse la carga del grupo, el regulador cierre la entrada del agua, adaptando el caudal al necesario para equilibrar los traba$os motor y resistente, la energía cinética de la masa de agua, al quedar dicha energía reducida en parte, se transforma en energías vibratorias, ondulatorias y en calor, que ser!n equivalentes a la semifuer&a viva que ha desaparecido. 'sto origina un golpe de ariete positivo en la tubería, que dar! lugar a una serie de sobrepresiones decrecientes desde el distribuidor al origen en la embocadura de la conducción. 'n la figura A2 la sobrepresión se representa por la línea pie&ométrica +B&, que se supone para simplificar que es una recta. (l terminar de cerrarse el distribuidor, las sobrepresiones positivas +B& oscilan hasta la línea pie&ométrica +B9 aproimadamente simétrica de aquélla con respecto a la línea de carga est!tica +BC, y siguen una serie de sobrepresiones y depresiones entre las posiciones etremas +B& y +B9, que, a consecuencia de los ro&amientos, torbellinos y cambio de dirección de los filetes líquidos, se van amortiguando. 'n el caso de apertura del distribuidor (figura A3) la conducción sufrir! 67849( A3 un golpe de ariete negativo seg#n la línea pie&ométrica +B&, y cuando haya cesado tal apertura las depresiones +B& oscilan hasta la línea pie&ométrica +B9, en la que se verifica que CB9 es menor que CB&, estableciéndose también en la forma anteriormente epresada una serie de depresiones y sobrepresiones que, por las ra&ones apuntadas en el caso de cierre del distribuidor, se ir!n también amortiguando. 's necesario que el tra&ado de la tubería se haga en forma que las líneas de depresiones +B9 (figura A2) y +B& (figura A3) queden por encima de la arista superior de la tubería, pues, en caso contrario se producir!, en el punto - de las referidas figuras, que es el m!s elevado, un vacío parcial que de no poder soportarlo producir! el aplastamiento de la tubería. 'n caso de reguladores autom!ticos de las turbinas, el problema se agrava, pues al crecer la presión en la tubería aumenta la potencia de la turbina, que se acelerar! por tal motivo y el regulador cerrar! m!s deprisa y con ello se elevar! la presión del golpe de ariete. *omo se ver!, el golpe de ariete es tanto mayor cuanto m!s r!pido es el cierre del distribuidor, y por ello es necesario conocer el valor de la sobrepresión en función del tiempo de cierre para calcular con arreglo a aquélla el espesor de la tubería. (eoría de +llievi. (l eminente 7ngeniero L. (llievi, se debe su teoría universalmente conocida y que comprende todos los factores que intervienen en el golpe de ariete, incluyendo también la compresibilidad del agua y la elasticidad del material que forma la tubería. >enomina celeridad de las ondas a la velocidad a de propagación de las mismas a lo largo de la tubería y que seg#n el citado ingeniero tienen por valor0 con & velocidad de propagación del sonido en el agua (3?;2 mHseg. a 31V*), módulo de elasticidad del volumen de agua (;.32 C ,gHm ; ), módulo de elasticidad del material de la tubería (,gHm ; ), e espesor de la tubería en metros y 9 di!metro de ella. La relación εH, entre los dos referidos módulos de elasticidad de la fórmula, vale como término medio0 /ubería de acero..............2,23 /ubería de fundición..........2,2; /ubería de hormigón armado....2,32 a 2,31 'l valor hallado para la celeridad supone que la tubería es de un mismo material, di!metro y espesor constante. Si se tratase de tramos desiguales habría que calcular para cada uno de ello la celeridad respectiva, y supuesto que éstas fuesen0 a 3 , a ; , a 5 ...a m y que las longitudes correspondientes de los tramos tuviesen los valores 3 3 , 3 ; , 3 5 ...3 m , el valor de la celeridad media que habría de considerarse sería0 La celeridad disminuye con el aumento del di!metro y con la reducción del espesor de la tubería, y, como orientación, estos valores suelen oscilar entre C22 y 3222 mHseg. para tuberías met!licas, y 3222 a 3;22 mHseg. en las tuberías de hormigón armado. Golpe de ariete con cierre brusco. La onda de presión una ve& que ha llegado a la c!mara de presión se refle$a hacia la turbina. Si el tiempo de cierre (ritmo) ( r , es igual o menor que el período R ; o 3Ha, o sea el tiempo de cierre es menor que el necesario para que la onda que parte del distribuidor vuelva a éste, la sobrepresión, entonces, se obtiene por la fórmula0 en la que h es la sobrepresión en metros, a la celeridad, * o la velocidad de régimen NmHseg.P en la tubería for&ada, * 7 la velocidad final NmHseg.P después de la maniobra de cierre. )or e$emplo, si * o R ? mHseg. y supuesto un cierre completo, para el que * 7 < 2, tendremos0 )ara tubería met!lica...............h R A2 m )ara tubería de hormigón armado.....h R 312 m La sobrepresión hallada puede ser grande o aceptable, seg#n sea la altura del salto. Si se admite que la sobrepresión límite debe ser 52K de la altura del salto y ésta es $, tendremos en el" caso considerado que h R A2m, $ R A2H2,5 R ;55 m" para un salto menor la sobrepresión sería inadmisible y por ello el tiempo de cierre habría de ser mayor que el correspondiente al cierre brusco. 'ste sobrepresión se manifiesta a partir de la sección de cierre (distribuidor de la turbina) en un tramo de la tubería hacia arriba de longitud igual a 3Ja (( r H;) para decrecer finalmente hacia la c!mara de presión. Golpe de ariete con cierre lento. (sí como el cierre brusco requiere ( r o R ; 3Ha, el cierre lento se efect#a en un tiempo mayor que ; 3Ha. (dmite la teoría de (llievi que el cierre del distribuidor el lineal y completo en ( r , segundos, es decir, que las secciones de paso del distribuidor varían linealmente con el tiempo" si σ t representa la abertura del distribuidor correspondiente al instante t, que se convierte en cero para ( r , en el instante t, el grado de apertura vendr! epresado por0 Las ecuaciones obtenidas en su teoría por (llievi, permiten deducir en todos los casos las presiones y velocidades ante el distribuidor de la turbina para todos los valores comprendidos entre 2 y ( r . 'ste #ltimo puede epresarse en función de µ por0 ( r R i.µ T t 3 , siendo t 3 Y µ" por consiguiente i es el n#mero de fases durante el tiempo de cierre cuyo valor ser! igual a cero para el caso de cierre brusco. 'l tiempo relativo de cierre , tiene por valor0 c )or otra parte, el grado de apertura o i , al final de la fase i, teniendo en cuenta que t i R i. µ, resultar!0 'n virtud de lo epuesto, se proceder! a determinar la presión relativa al final de la primera fase (i R 3) llamada de golpe directo y cuyo valor de apertura ser! entonces0 La ecuación de (llievi, para este caso de cierre lento de la tubería se escribir! entonces en la siguiente forma0 que es de segundo grado y cuya solución positiva resuelve el problema obteniéndose0 'n dicha fórmula, ς ; es la presión relativa en el obturador, es decir ($Th)H$ y ρ, es el n%mero de +llievi, que tiene por valor0 llamado también característica de la conducción, designado, en ella0 * la velocidad que corresponde al régimen permanente, a la velocidad de las ondas, y $ la presión est!tica sobre el distribuidor. 'l valor m!imo del golpe directo ς 3 ; tiene lugar para η 3 R 2, o sea para el caso de cierre brusco y, por tanto, es el m!imo que puede alcan&ar en el distribuidor la presión relativa ς ι 2 durante un cierre lineal cualquiera. *onsidera igualmente (llievi, el golpe de ariete límite o presión límite relativa correspondiente al período perturbador, el cual obtiene por la ecuación0 cuya solución positiva da0 elevada al cuadrado dar! el golpe límite o sea presión límite relativa, que corresponde al período perturbado. Los gr!ficos de las presiones ante el distribuidor pueden clasificarse en cierto n#mero de curvas típicas que muestra la figura A;, observ!ndose en ellas 67849( A; que la m!ima presión relativa ς ; ma puede producirse al final de la primera fase, es decir, coincidiendo con el golpe directo, ó durante el final de una de las fases siguientes. )ara calcular la presión m!ima ς ; ma en un cierre lineal, se determina el golpe directo ς i ; y el golpe límite ς ; ma mediante las respectivas fórmulas" tomando para ς ; ma el mayor valor de los hallados se obtiene un resultado con suficiente aproimación. 'n el caso de cierre lineal lento, ,la sobrepresión decrece también linealmente desde el distribuidor a la c!mara de presión" por ello, en un punto a la distancia x a lo largo de la tubería y desde el origen, la sobrepresión tendr! por valor0 (llievi ha establecido un !baco, que permite en función de ρ y θ, obtener la m!ima presión ς ; ma para el cierre del obturador y para cualquier velocidad. 'studió, asimismo, el golpe de ariete en el caso de apertura del distribuidor (lineal) y también ha establecido como resumen de sus c!lculos un !baco, que permite determinar la depresión m!ima que se produce en este caso. 'l valor de ρ es, seg#n hemos visto, función de la velocidad * o , de régimen permanente" pero si la tubería estuviese formada por varios tramos de distintos di!metros, entonces la velocidad que habría que introducir en el valor de ρ sería0 en la que 3 3 , 3 ; , 3 5 ...3 n , son las diversas longitudes, y * 3 , * ; ,... * n , las velocidades correspondientes al caudal de agua de que se trate, en los varios di!metros de cada uno de los tramos. POZOS PIEZOMETRICOS ,CHIMENEAS DE EQUILIBRIO): (#n cuando la determinación de las dimensiones de los po&os pie&ométricos compete al proyectista de la obra hidr!ulica, de los saltos de agua, por la relación que guardan con las tuberías for&adas y especialmente por la influencia que e$ercen en la sobreregulación, manifestada por las variaciones de nivel en la chimenea de equilibrio, se estima de interés tratar esta cuestión para dar una idea de las dimensiones necesarias a estos elementos de protección contra los golpes de ariete de la conducción for&ada. 'n toda instalación que esté constituida por una galería de presión y que termine en una tubería for&ada, las cuales conducen el agua a la turbina, se construye al final de la galería un po&o pie&ométrico que tiene por ob$eto recibir la onda de sobrepresión que circula de aba$o hacia arriba en la tubería for&ada, cuando se produce un cierre en el distribuidor de la turbina y que da origen a un golpe de ariete. >e no eistir esta chimenea de equilibrio la onda de sobrepresión se transmitiría a la galería, lo cual hay que evitar y, por ello, cuando esta onda encuentra a la chimenea penetra en ella el agua hasta alcan&ar una altura D, conforme indica la figura A5. *omo las ondas de sobrepresión se 67849( A5 repiten cambiando de signo (positivas o negativas) con valor decreciente, a causa del amortiguamiento producido por las resistencias pasivas creadas por la circulación del agua, ésta se eleva y desciende en la chimenea sobre el nivel est!tico. Se repite la oscilación y así sucesivamente hasta llegar finalmente al nivel correspondiente en el po&o pie&ométrico, seg#n el caudal circulante por las condiciones for&adas. La oscilación del agua es de forma senoidal (figura A5) y el período ( depende de la longitud 3 de la galería de presión y de las secciones f y , (que son respectivamente las de la galería y las del po&o pie&ométrico), y tiene por valor0 siendo α el !ngulo de inclinación de la chimenea de equilibrio (figura A?). )ara 67849( A? po&os verticales, α R D2V. Suponiendo que no se producen pérdidas de carga por causa de la circulación del agua eistir! igualdad entre la energía cinética de aquella y la energía potencial de la misma, por lo cual podr! establecerse que0 en donde son0 3 la longitud (m) de la galería de presión, ƒ la sección (m ; ) de la galería de presión, , la sección (m ; ) del po&o pie&ométrico, ∆* la variación de la velocidad del agua en la galería de presión (mHseg.), D la variación vertical (m) del nivel del agua en la chimenea de equilibrio (con respecto al nivel est!tico del embalse alimentador), α el !ngulo de inclinación de la citada chimenea con la hori&ontal. *onocido los valores necesarios, podr! determinarse el de la amplitud de las oscilaciones D. Si se trata de una chimenea de equilibrio vertical pero terminada en una c!mara de epansión (figura A1), también cilíndrica" la igualdad anterior se 67849( A1 convierte en la siguiente0 en la cual son0 D ; la altura del agua NmP en el po&o pie&ométrico a partir del nivel est!tico, D 3 la altura del agua en la c!mara de epansión a partir de su base NmP" , 3 la sección hori&ontal Nm ; P del po&o pie&ométrico" , ; la sección hori&ontal Nm ; P de la c!mara de epansión. )ara variaciones bruscas de la carga, la altura que adquiere el nivel del agua en los po&os pie&ométricos tiene por valor0 que alcan&a su valor m!imo cuando se produce la descarga total de la turbina y se cierra bruscamente el distribuidor. 'ntonces tiene lugar que ¸* R *, siendo * el valor m!imo de la velocidad del agua con la carga m!ima y se verificar! que0 epresión que permite determinar aproimadamente las dimensiones que debe tener el po&o pie&ométrico a fin de que las variaciones de altura del agua, positivas o negativas, con respecto al nivel est!tico, se mantengan dentro de un valor prudencial y especialmente en estas #ltimas no descienda dicho nivel en tal forma que quede al descubierto el vértice de la galería de presión, en cuyo caso penetraría el aire y daría origen a los graves inconvenientes producidos por la formación de bolsas de aire en la referida galería. *omo se lleva indicado, estos ra&onamientos est!n fundamentados en la no eistencia de pérdidas de carga por la circulación del agua, y pueden aplicarse así mismo en los casos de descargas bruscas que se producen en un tiempo ( r W ;3Ha, siendo ( r el tiempo de cierre del distribuidor y a la celeridad de (llievi" para variaciones de caudal que tienen lugar en un tiempo ( r Z ;3Ha, las amplitudes de las oscilaciones ser!n tanto menores cuanto mayor sea el valor de ( r . *uando se tienen en cuenta las pérdidas de carga en la galería de presión (como son0 las de entrada del agua en la embocadura abocinada de la galería, las que origina el paso del agua por la re$illa y por los dispositivos de cierre, y las debidas al frotamiento del agua en las paredes de la galería), la amplitud de las oscilaciones viene modificada notablemente con respecto a la obtenida con las fórmulas anteriores. 'l proceso de las oscilaciones de la columna de agua en el po&o pie&ométrico, que permite la determinación de las dimensiones convenientes para éste, puede seguirse perfectamente por medio de un procedimiento gr!fico. La altura necesaria para la chimenea re#ne garantías de la mayor seguridad porque difícilmente se presentan durante el funcionamiento de la instalación casos en que se produ&can el cierre brusco ó la apertura brusca del distribuidor de la turbina. 'l procedimiento gr!fico da idea clara de la manera de conducirse el proceso de la marcha del agua en la chimenea de equilibrio. )uede reducirse la amplitud de las ondas de cierre y apertura brusca del distribuidor de la turbina, con el empleo de dos c!maras de epansión instaladas en la chimenea de equilibrio, una por encima del nivel medio del agua y la otra por deba$o (figura A@). 67849( A@ *uando se trata de limitar #nicamente la amplitud de la onda se recurre a la chimenea de equilibrio con vertedero (figura AA). 67849( AA /ambién se utili&an po&os pie&ométricos con estrangulación (figura AC), 67849( AC cuya boca de estrangulamiento se fi$a por medio de modelo reducido porque su c!lculo es muy complicado. )ara limitar la amplitud de la onda se emplean chimeneas de equilibrio diferenciales (figura AD), que est!n constituidas por un tubo vertedero de 67849( AD peque+a sección y en comunicación directa con la galería, pero que atraviesa la c!mara de epansión. Las chimeneas de equilibrio diferenciales permiten recuperar el agua que sale por el tubo vertedero y adem!s presentan venta$as en cuanto a la estabilidad. 'n instalaciones con largas tuberías de descarga a presión (figura C2) es 67849( C2 necesario instalar a continuación de la salida del agua de la turbina un po&o pie&ométrico de sección suficiente para evitar el fenómeno de contragolpe de ariete, y adem!s para asegurar que adquirir! r!pidamente la velocidad necesaria la masa de agua contenida en la galería de desag[e. /ambién en estos po&os se verifica que la amplitud de la oscilación es menor con cierre brusco del distribuidor que con apertura brusca. 'n el caso de saltos de poca altura y en la maniobra de apertura, hay que tener en cuenta el efecto que la oscilación produce en el regulador de velocidad de la turbina, por el hecho de que para mantener la nueva carga se modificar! la apertura del distribuidor en relación con la oscilación producida. La figura C2, muestra una instalación provista de po&os pie&ométricos antes y después de la turbina. 'l caso m!s desfavorable tendr! lugar cuando se sobreponen la m!ima depresión del nivel en la chimenea de equilibrio, antes de la turbina, con la sobreelevación en la chimenea después de la turbina, cosa por otra parte inevitable debido a las distintas longitudes de las dos galerías de presión, la de aducción y la de descarga, que producen en sus respectivas chimeneas períodos de oscilación diferentes. )ara aminorar el efecto de las perturbaciones debidas a las variaciones de nivel en las chimeneas de equilibrio, sería necesario reducir el golpe de ariete, empleando reguladores de presión muy sensibles y con perfecta compensación del caudal que circula por la tubería, ó dimensionar ampliamente la chimenea prescribiendo para la turbina un margen etra al caudal requerido y al de la potencia m!ima con salto normal" de este modo cuando sea mínima la altura del salto por sobreposición de las ondas oscilatorias, podr! absorber la turbina un caudal suficiente para producir la potencia m!ima normal. Si estos procedimientos no son constructivos ó resultan antieconómicos, puede recurrirse a las siguientes soluciones0 a) 7nstalar adecuadas resistencias (generalmente hidr!ulicas) para que autom!ticamente se inserten o desconecten del servicio a fin de que no varíe la carga del grupo respectivo. b) 8raduar el estatismo de varias centrales que funcionen en paralelo, de modo que la de regulación inestable no intervenga en la repartición de la carga m!s que cuando las otras centrales (reguladas para m!s ba$o grado de estaticidad) hayan llegado al m!imo de su respectivo campo de regulación. b) Limitar la apertura del distribuidor de la turbina de forma que sea posible asegurar la estaticidad de la regulación, para determinadas cargas de la red. REGULADORES AUTOMATICOS DE LAS TURBINAS: 9egulador est!tico estabili&ado0 *uando se produce una variación de carga en la turbina, es decir, se modifica el par resistente, seg#n se trate de aumento o disminución de dicho par, la turbina reducir! o aumentar! el n#mero de revoluciones con que estuviese en funcionamiento antes de producirse la variación de carga. )or esto, es preciso adaptar el traba$o motor al resistente y esto se lleva a cabo graduando convenientemente la entrada de agua, para que subiendo o ba$ando el caudal utili&ado (puesto que la altura del salto no se habr! modificado), se disponga en cada momento de la potencia requerida y con ello se obtendr! el n#mero de revoluciones de funcionamiento normal de la turbina. 'n las centrales peque+as es posible efectuar esta regulación a mano" pero en las instalaciones epuestas a variaciones de carga de consideración es necesario la regulación autom!tica. 'l regulador autom!tico es el alma de la turbina y su papel es importante. 'l regulador centrífugo que recoge las variaciones de velocidad producidas y cuyo despla&amiento del manguito puede actuar sobre el mecanismo de apertura y cierre en la entrada de agua. 4n e$emplo es el que se muestra en la figura C3. 67849( C3 *omo es sabido, en los reguladores que act#an por la fuer&a centrífuga, cuanto mayor es el n#mero de revoluciones m!s elevada es la posición del manguito, y por ello éste en su movimiento vertical, arrastra el mecanismo que actuar! sobre la regulación del agua que penetra en la turbina. 9egulador para turbinas 6rancis0 67849( C; La figura C; representa un corte del regulador y en el dibu$o aparecen numerados los elementos que lo componen. 'st! aquel formado por un car!cter 3 que contiene aceite y sobre el cual se haya la bomba ; movida desde el e$e de la turbina por la polea 5. La bomba envía aceite a presión a la v!lvula de distribución ?, que por apropiados conductos establece la comunicación con los dos cilindros 1 y @ del servomotor. >entro de estos cilindros se mueven los émbolos A, que act#an sobre el !rbol de regulación C, por medio de una manivela D. La v!lvula de distribución ? se despla&a en el sentido de cierre de la turbina obligada por el muelle 32,y en el sentido de la apertura por un servomotor de presión de aceite 33, alimentado por una peque+a bomba 3; arrastrada por el !rbol vertical del taquímetro 35. 'ste !rbol es a su ve& accionado por el engrana$e 3? y la polea 31 que recibe por correa el movimiento, desde el !rbol de la turbina. 'l esfuer&o del muelle 32, viene en parte compensado por el contrapeso ?2. Las oscilaciones pendulares de contínua apertura y cierre de la turbina se evitan por medio del freno de aceite (catarata) ;2. 'l volante ;C sirve para variar el n#mero de revoluciones de la turbina durante su funcionamiento. 'n el cilindro móvil del freno compensador ;2, va roscado un volante ;D, sobre el cual puede apoyar la palanca 52 que mueve la v!lvula de distribución ?. 'ste volante se utili&a para hacer funcionar, a voluntad, la turbina con una carga fi$a, e impide que el regulador de la turbina abra el distribuidor m!s de lo que se haya establecido. >icho volante sirve también para la puesta en marcha y parada gradual de la m!quina motri&. 'l funcionamiento del regulador es el siguiente0 el péndulo 35, movido por la polea 31, act#a sobre la v!lvula de distribución ? por medio de las palancas ;3 y 52, y seg#n sean las variaciones de velocidad se mueve dicha v!lvula en un sentido u otro, provocando el movimiento del servomotor y, por consiguiente, el del distribuidor de la turbina. /iempo invertido en la regulación0 es el que transcurre desde el momento en que comien&a la variación de la carga, hasta que se ha establecido el equilibrio entre los esfuer&os motor y resistente. 9eguladores de presión o descargadores sincrónicos0 >escripción de ellos0 la sobrepresión producida por el golpe de ariete puede reducirse considerablemente con el empleo de los reguladores de presión, que est!n constituidos por una v!lvula de descarga que va unida al regulador de la turbina, de modo que al r!pido cierre del distribuidor de aquella corresponda una simult!nea apertura de la referida v!lvula, que se habr! tratado previamente para mantener casi constante el caudal que en el momento de empe&ar la regulación penetraba en el rodete, es decir, que circulaba por la tubería for&ada. )ara no desperdiciar el agua, el cierre de la v!lvula debe hacerse seguidamente de haberse estabili&ado el equilibrio entre los traba$os motor y resistente, pero con un tiempo del orden de ;2 a 52 segundos para no dar origen a sobrepresiones. 67849( C5 la figura C5 se refiere al esquema de un regulador de presión para una turbina de peque+a potencia. la figura C? muestra un regulador de presión (descargador de pun&ón). ( continuación se describen los elementos que la componen0 @22 J (rma&ón o cuerpo del descargador" @23 J 'mbolo de cierre" @2; J (siento de empaquetadura" @25 J Iarra de émbolo" @2? J *asquillo de la barra de émbolo" @2@ J *ilindro de cierre" @2A J 'mpaquetadura de la barra del émbolo" @2C J 'mpaquetadura del émbolo del servomotor" @2D J *ruceta de guía" @31 J >iafragma de salida" @3@ J >iafragma de entrada" @;2 J *atarata de aceite" @;3 J 'mbolo de catarata" @;1 J >iafragma de la catarata" @52 J Garilla$e de accionamiento" 67849( C? @12 J G!lvula de prueba" @@2 J /ubo de aireación" A5C J 6iltro" 9eguladores para turbinas )elton0 'n esta clase de turbinas, la regulación de la velocidad se efect#a por medio de la agu$a 1 (figura C1), la cual avan&a o retrocede en el orificio de 67849( C1 salida de la tobera y reduce o aumenta la sección de paso, por lo cual, el caudal que impele la rueda en forma de chorro disminuye o crece y lo mismo ocurre a la potencia del salto. 'n el supuesto natural de que la altura de aquel permane&ca constante" pero los fenómenos debidos al cierre del distribuidor dependen del tiempo empleado en esta operación, por lo que conviene que éste sea largo para evitar las sobrepresiones debidas al golpe de ariete" sin embargo, la duración del cierre lleva con sigo un aumento de velocidad en rotor del alternador y esto presenta un inconveniente. )ara evitarlo se utili&a con este tipo de turbina la doble regulación, que consiste en desviar parte o la totalidad del chorro hacia el soca& y esto con suficiente rapide& para impedir la aceleración ecesiva de las masas giratorias" reali&ado lo cual se va cerrando la agu$a con mayor lentitud, para evitar las sobrepresiones producidas por el golpe de ariete. 67849( C@(>e la p!gina C@) 'l deflector o desviador ;2 (figura C@), que se manda directamente desde el regulador de velocidad desvía el chorro de agua ;, del rodete 5, en un tiempo muy reducido y de forma que éste no reciba energía. 'sta desviación del chorro tiene lugar, hasta tanto que la agu$a 1 haya tomado la posición correspondiente al nuevo estado. 9eguladores para turbinas Faplan0 *omo es sabido, esta turbinas, y con el fin de obtener ecelentes rendimientos para grandes variaciones del caudal necesario y de la altura del salto, eigen que las palas del rodete puedan moverse para recibir la inclinación conveniente. )or otra parte, también es necesario, como en las turbinas 6rancis, abrir o cerrar el distribuidor para aumentar o disminuir el caudal que pasa por el rodete y cede a la turbina su energía potencial. 'l regulador deber! actuar por consiguiente sobre las palas del distribuidor y sobre los alabes del rodete. 'l movimiento del distribuidor se reali&a por medio de los e$es de regulación ;52 y ;52a y por la barra ;12, que mueve el anillo y con el las palas distribuidoras. 'stos e$es y barras son movidos por el servomotor del regulador, construido conforme a lo indicado para los reguladores de las turbinas 6rancis. )or lo que respecta a los movimientos de los alabes del rodete, el aceite es enviado por la distribución del regulador, mediante apropiadas tuberías a una caperu&a dispuesta en la parte superior del e$e vertical, que es hueco, y en la cual se hayan las dos c!maras ??3 y ??;, la primera del lado de apertura y la segunda del lado de cierre. 'n el propio !rbol citado y deba$o del alternador se haya situado el servomotor para el movimiento de las palas del rodete y cuyo mecanismo de giro de los alabes se acciona por la barra ?@. Los n#meros ?;3 y ?;; representan respectivamente los cilindros de apertura y de cierre. Se trata pues, de una regulación doble y con ella se logra el ob$eto perseguido. 'n instalaciones de poca importancia puede efectuarse la regulación de la turbina con el movimiento #nico de los alabes. =aniobra de los reguladores de las turbinas0 )ara los reguladores centrífugos el movimiento del péndulo puede hacerse por medio de transmisión por correa o por transmisión mec!nica rígida. /ambién se emplea la transmisión eléctrica. La transmisión por correas se usa en grupos de peque+a potencia y se ha abandonado por la per$udicial influencia de que tan irregular transmisión e$erce sobre el regulador. La transmisión mec!nica presenta el inconveniente de transmitir al órgano de regulación las oscilaciones del !rbol principal. 'l sistema de transmisión eléctrica es generalmente adoptado porque consiste el perfecto sincronismo en el movimiento del regulador centrífugo. /al sistema consiste en sustituir la transmisión por correa mec!nica, por un motorcito eléctrico alimentado con la misma frecuencia del grupo. La alimentación del peque+o motor se efect#a por medio de un peque+o alternador auiliar acoplado a la etremidad del !rbol del grupo, y también por medio de la eitatri& auiliar que funciona a tensión constante (provista esta de tres anillos derivados del arrollamiento rotórico). 7nfluencia de la longitud de la tubería en la regulación0 Las condiciones de estabilidad de los reguladores son m!s desfavorables cuando las turbinas est!n alimentadas por largas tuberías for&adas. 7nterviene entonces el fenómeno del golpe de ariete y es necesario que la rapide& de intervención del regulador sea mantenida entre ciertos límites. Gariación moment!nea de las revoluciones de una turbina, al variar la carga en el generador0 Si la variación de la potencia se efectuase gradualmente, esto es, en un tiempo suficientemente largo que permitiera al regulador actuar también con lentitud sobre los órganos de mando del distribuidor de la turbina, las variaciones de velocidad quedarían dentro de un cierto límite, determinado por la estaticidad y por la sensibilidad del regulador. )ero si la variación de la potencia resistente se efect#a bruscamente, esto es, en tiempo insuficiente para la maniobra lenta de los órganos de regulación, se producir! una variación transitoria de velocidad y el valor normal de ésta se restablecer! después de un cierto tiempo (dependiente del momento de inercia de las masas giratorias, y de las características del funcionamiento del regulador). 9eguladores eléctricos para turbinas0 'l empleo de generadores con potencias crecientes, que est!n interconectados con los de otras centrales, ha tenido también repercusión en los reguladores de las turbinas. Los grandes caudales necesarios al funcionamiento de éstas llevan consigo ciertas dificultades en sus respectivos reguladores, ya que los órganos de estabili&ación deben cumplir condiciones especiales. )or otra parte, la regulación frecuenciaJpotencia, cuya importancia va aumentando a medida que se desarrolla la interconeión de centrales, tienen para los reguladores nuevas eigencias. 'n la actualidad se emplean los péndulos movidos por medio de un motor síncrono, que es alimentado por un alternador especial. 'l con$unto motorJ alternador forma como un !rbol eléctrico" por ello el péndulo accionado eléctricamente es en realidad un frecuencímetro y de aquí nació la idea de medir directamente la frecuencia por medios puramente eléctricos. Los reguladores eléctricos se hayan dotados de gran sensibilidad y permiten el funcionamiento en paralelo de varias m!quinas con estatismo reducido, el cual puede modificarse en servicio de 2K a @K. 6uncionan adem!s correctamente con la regulación frecuenciaJpotencia. 'l regulador eléctrico de estatismo transitorio est! representador esquem!ticamente en la figura CA. 'n ella son0 3 turbina, ; alternador, 5 alternadorJpiloto, ? armario para el aparella$e, 1a bobina móvil, 1b amplificador hidr!ulico, @ v!lvula de distribuciónJpiloto, A servomotor, C v!lvula de distribución de mando, D servomotor principal, 32 v!lvula de cierre para el paso del agua al rodete, 33 dispositivo de a$uste de la frecuencia, 3; dispositivo para el a$uste de carga, 35 variómetro para el circuito proporcional, 3? variómetro para el estatismo, 31 variómetro para el estatismo transitorio, y 3@ condensador diferenciador. 67849( CA CASA DE MAQUINAS: 4bicación0 Las consideraciones hechas en el estudio de las condiciones topogr!ficas y geológicas de la &ona del aprovechamiento, así como el estudio de la conducción for&ada o no, del agua ha indicado o indicar!n la posición m!s conveniente de la casa de m!quinas. Solo resta decir que, con el fin de no encarecer la obra y perder altura #til, se dispone la casa me m!quinas lo m!s cerca posible de la descarga en el río o el lago. 'llo significar! un canal de fuga lo m!s corto posible. Se insiste en que no debe descuidarse el aspecto geológico para las fundaciones de los equipos. >isposición de la maquinaria0 'l elemento b!sico o modular de la estructura lo constituye las dimensiones del grupo, que definir! la distancia entre e$es de m!quinas, así como también influir! el tipo de instalación de la m!quina. ( dichos efectos puede adoptarse dos soluciones para la disposición del e$e de rotación0 a) de e$e hori&ontal, b) de e$e vertical. 'n general los grupos peque+os se construyen de e$e hori&ontal mientras que los de mayor potencia se disponen de e$e vertical. La aplicación de la teoría de la lubricación hidrodin!mica al proyecto del co$inete de empu$e capaces de soportar grandes cargas con relativas peque+as dimensiones y en forma sumamente simple ha impuesto de preferencia la solución a e$e vertical a fin de reducir el volumen de la casa de m!quinas (figura CC). 67849( CC La alimentación se har! en forma individual en ba$as caídas, mientras que para caídas de m!s de ;2 a 52 metros se prefiere la alimentación mediante un solo conducto con bifurcaciones (pantalón) en el etremo final. Los factores económicos y de seguridad en el funcionamiento indicar!n el n#mero de tuberías de alimentación. 7nfraestructura0 'n las centrales con m!quinas de e$e hori&ontal la infraestructura solo lleva alo$ado los tubos de aspiración y por lo general la tubería for&ada de alimentación, v!lvulas y descargadores en el caso que corresponda. 'n las de c!mara abierta, por e$emplo, sólo se dispone el tubo de aspiración. 'n las centrales con m!quinas de e$e vertical, la infraestructura puede alo$ar íntegramente al grupo. 'n un primer caso el generador se dispone por deba$o del piso de la sala de m!quinas y los subsuelos podr!n distinguirse así0 3V subsuelo0 sala de generadores con sus correspondientes pasa$es para los cables conductores y tuberías de ventilación de los campos del generador (a aire o a agua). ;V subsuelo0 sala de turbinas, a cuyo nivel ir!n también los reguladores o los servomecanismos por ello accionados y los descargadores sincrónicos. /ambién puede disponerse en este subsuelo las turbinas auiliares y los servicios de aire comprimido y de anhídrido carbónico. 5V subsuelo0 obras de descarga" tubos de aspiración, descarga de las turbinas auiliares y bombas de drena$e de filtraciones y pérdidas. 'n la parte m!s profunda de la infraestructura se dispondr! una galería que recoger! todas las aguas tanto de filtraciones como de pérdidas y las conducir! hasta un po&o de drena$e de donde las etraer! un equipo de bombeo. 'n un segundo caso, se dispone el generador por encima del nivel de la sala de m!quinas" mientras los dem!s elementos se disponen de manera similar. 'n ambas disposiciones, por lo general, se ubica al generador encima de la cota de m!ima creciente en la descarga, mientras que el rotor de la tubería queda ubicado por la altura de aspiración positiva o negativa. 'ncima del generador se disponen la eitatri& principal y la secundaria, en su caso. Los sistemas de co$inetes, apoyos, e$es, etc., del generador dependen de cada casa constructora en general (figura CD). 67849( CD Supraestructura0 La supraestructura comprende la sala de m!quinas y los locales auiliares para tableros, celdas de alta tensión, oficinas, talleres, depósitos, locales sanitarios, etc. Si la central funciona aislada, se debe prever adem!s un grupo de reserva para poner en marcha la central estando detenida. Los servicios de emergencia (iluminación, etc.) los atiende el sistema de baterías. Salvo la sala de m!quinas, los dem!s locales se ubican generalmente en un edificio adosado lateralmente, ya sobre las tuberías, ya sobre los tubos acodados de aspiración, o bien en el frente o contrafrente. >eba$o de este edificio, a la altura de la sala de generadores o de turbinas se dispone el t#nel de cables que permitir! el pasa$e de los conductores que interconectar!n0 generadores, celdas de alta tensión y estación de transformación ubicada esta #ltima casi siempre eternamente a la central. Seg#n la característica de la sala de m!quinas podr! distinguirse0 a) *entral intemperie" b) *entral cubierta" c) *entral subterr!nea" 'n las del tipo intemperie la sala de m!quinas no se cubre, y los locales auiliares se disponen a la altura de la infraestructura. )or necesidades de monta$e habr! que prever un puente gr#a capa& de mover la pie&a m!s pesada de la instalación (figura D2). 'n este caso se dispone un 67849( D2 pórtico rodante que lleva en su larguero los rieles sobre los que se mueve un guinche eléctrico principal y otro auiliar de menor potencia. 'ste tipo de central podr! proyectarse en aquellos lugares que el clima lo permita. 'n las centrales cubiertas, el tipo m!s com#n hasta ahora, se cierra totalmente el recinto de los generadores o de los grupos, aprovech!ndose la estructura de las paredes para apoyar los rieles longitudinales sobre los que se mover! el puente gr#a. 'l tablero podr! ubicarse seg#n la potencia de la central en la misma sala de m!quinas o en local aparte" en este caso se dispondr! una amplia comunicación entre ambos. la altura B del puente gr#a deber! fi$arse de acuerdo a la longitud de la mayor pie&a o con$unto de pie&as que se debe montar. )or e$emplo, el rotor de una Faplan con su e$e. 'n ancho de la sala de m!quinas queda impuesto por la ubicación de la v!lvula de seguridad que debe poderse montar o desmontar mediante el puente gr#a y la posibilidad de fundar las columnas aguas aba$o de los pórticos fuera de la c!mara espiral. 'l largo de la sala de m!quinas se determinar! por la distancia entre grupos definida por la c!mara espiral m!s un espacio suficiente para proceder al monta$e y manipuleo de las pie&as antes de ubicarlas en su lugar definitivo. 'ste espacio se dispone inmediato al portón de entrada que también se calcular! de modo de de$ar el paso suficiente a la mayor pie&a colocada sobre el cocodrilo para que la pueda tomar el puente gr#a. 'sta pie&a de mayor volumen no pertenece a la central en sí, sino a la estación transformadora" se trata precisamente de los transformadores, que también en servicio, deben poderse trasladar a la sala de monta$e dentro de la sala de m!quinas para proceder a su reparación. 'l t#nel de cables así mismo, saldr! de la central y recorrer! la estación transformadora hasta los transformadores (t#nel de cables principales) o bien hasta los aparatos de protección, disyuntores, seccionadores, descargadores de tensión, etc. (t#nel de cables auiliares). )or lo general se lo divide en dos ramas. 'n las paredes del t#nel se colocan bande$as o soportes para ubicar sobre ellos los conductores. La descripción hecha corresponde a una central que puede considerarse completa. >iversas circunstancias har!n que deban proyectarse la central en distintas formas. 'n los manuales y libros especiali&ados podr! consultarse distintas soluciones a casos ya reali&ados. 67849( D3 'n el caso de tipo subterráneo, impuesto por ra&ones topogr!ficas, toda la central se halla incluida en la ladera, de modo que la sala de m!quinas, quede delimitada por la propia ecavación, que podr! o no revestirse seg#n la calidad del material del terreno. 67849( D; CANAL DE FUGA: 6inalmente, para producir los efluentes de la m!quina hasta el río habr! de disponer en muchos casos de un canal de fuga. Si bien puede faltar cuando la central est! ubicada $ustamente al margen de un río o lago" en muchos casos este canal tiene dimensiones muy importantes. VERTEDEROS: (plicación0 'l vertedero se adapta para la medición de gastos peque+os y medianos. Gertimiento perfecto0 'l vertedero debe construirse de manera que el vertimiento sea perfecto, a#n para las mayores cargas. La altura debe ser suficiente para que la l!mina vertiente se destaque completamente del vertedero, es decir, para que entre ella y la pared del vertedero eista un espacio de aire, en el cual reine una presión casi igual a la presión atmosférica. Límites de aplicación0 Los límites siguientes, relativos a las dimensiones del vertedero, deber!n ser respetados0 (ncho del vertedero b ≥ 2,;1 m (ltura de la pared del vertedero s ≥ 2,52 m Gertedero rectangular sin contracción lateral0 'ste tipo de vertedero se utili&ar! preferentemente a todos los otros por ser el que posee las bases eperimentales m!s sólidas y da los resultados m!s seguros. 67849( D5 Gertedero rectangular con contracción lateral0 Si no es posible utili&ar un vertedero sin contracción lateral, se emplear! un vertedero rectangular con contracción lateral. )articularmente, éste ser! el caso cuando sea difícil la construcción de un dispositivo de aireación suficiente o cuando las paredes del canal de fuga no son lisas, lo cual ocurre frecuentemente en las instalaciones de alta caída. 'l empleo de un vertedero con contracción lateral puede $ustificarse también cuando permite aumentar la carga, lo cual favorece la precisión de las mediciones. 67849( D? 6ormas especiales de vertederos0 Los vertederos de forma especial, en G, circular, etc., no se emplean sino en casos particulares y siempre deber!n ser tratados en las condiciones de eplotación de la central. 4bicación del vertedero0 'l vertedero ser! ubicado preferentemente en el canal de alimentación. Si esto no es posible y se lo instala en el canal de fuga, ser! preciso que se encuentre suficientemente ale$ado de la salida de la turbina, para que las burbu$as de aire contenidas en el agua puedan escaparse a la atmósfera antes de alcan&ar el vertedero. *anal de medida, aguas arriba del vertedero0 'l canal aguas arriba del vertedero debe ser rectilíneo, de sección constante, de paredes lisas, verticales y paralelas y de solera hori&ontal, en una longitud no menor de ;2 veces la carga m!ima. *anal de fuga, aguas aba$o del vertedero0 'l nivel de agua, agua aba$o del vertedero, deber! encontrarse por lo menos 2,5m ó 2,1 h m! deba$o de la cresta (vertimiento perfecto) luego0 2,5 m ≤ s 3 ≥ 2,1 h m! 7nstalación0 'l vertedero con contracción lateral debe disponerse simétricamente, coincidiendo el centro de la escotadura con el e$e del canal. )ared del vertedero0 La pared del vertedero se dispondr! perpendicularmente al fondo y a las paredes del canal" su par!metro aguas arriba deber! ser absolutamente liso y llano, y no presentar ninguna aspere&a. 's recomendable prever una abertura para el vaciado, en la base del vertedero. *resta del vertedero0 La pared del vertedero debe ser met!lica y se e$ecutar! eactamente como lo indica la figura. *9<Q47S >' L( )(9/' S4)'97<9 >'L G'9/'>'9< 67849( D1 La arista vertiente ser! de cantos agudos como así también las aristas laterales de los vertederos con construcción lateral, las que se construir!n conforme a la figura. )ara evitar el peligro de la oidación, se recomienda e$ecutar las aristas en metal inoidable" por e$emplo, en acero inoidable o en latón. EL DRAMA NACIONAL 4n escritor di$o alguna ve&0 -de nada sirven la lu&, las antorchas o los lentes para quienes no quieren ver.. Sin embargo, yo quisiera presentar en cifras muy generales, la realidad de nuestro servicio eléctrico, evidenciar sus males y su terrible in$usticia, pues en lugar de promover nuestro desarrollo, nos lleva hacia la ruina. (nunciamos que nuestra dotación eléctrica crecer! un AK anual, pero silenciamos que en numerosos países el crecimiento llega casi al doble. %uestro consumo energético es de ?@2 ,: por persona y a+o, cuando 32 países nos doblan o tienen hasta siete veces m!s. 'l 3?K de nuestra población, la que menos produce y me$or vive, dispone de un servicio p#blico anual de 3.A?2 ,:Hhora por persona y a+o, le sigue =endo&a con @3D. )ero die& provincias sólo reciben 312 ,: y otras ocho apenas C2. La #ltima es =isiones que como sólo recibe 1; ,: y como necesita electricidad con urgencia para aumentar y abaratar su valiosa producción, ha solicitado un fuerte préstamo en dólares para comprarla al )araguay, que la obtiene de ríos de la *uenca del )lata. Sin embargo, dicha provincia tiene varios torrentes que pueden rendirle gran potencia, pero nadie le ayuda a aprovecharlos. La realidad nacional es peor a#n0 en la mayoría de las provincias la mitad de su población, los campesinos los que m!s traba$an y m!s rique&a generan, no tienen ayuda eléctrica. 7nmensos territorios, muchos ecelentes ,viven como en la época de la colonia. )or eso nuestra eportación no ha crecido en medio siglo. \*ómo pretender así que país progrese] Los '.'.4.4 son el país de la lu&. /iene ? millones de propiedades rurales, donde la electricidad ha sido factor decisivo de su gran desarrollo. 'n ;12 formas ella ayuda al agricultor en sus tareas, incluyendo bombas, incubadoras, batidoras, orde+adoras, refrigeradoras, planchas, radios, televisión y toda la suerte de aparatos de lu& y de fuer&a. La cantidad de energía que gastan sus campesinos casi igual a la consumida pro las industrias. )or eso su producción es m!s f!cil, m!s rendidora, m!s económica y les da m!s holgan&a y me$or vida. =étodos científicos de irrigación fertili&an D.?22.222 hect!reas de suelos pobres, antes in#tiles. 'n (rgentina regamos un millón, cuando tenemos agua para irrigar cinco o m!s. )ero allí los hombres, la maquina y la ciencia se han unido para triplicar en el ultimo siglo atr!s el A2K de su población se ocupaba en alimentar al resto del país, hoy el 3AKla mantiene me$or alimentada. *uando la labor y la vida en el campo se hace miserable, los $óvenes con ansias de vivir escapan atraídos por la lu& y la alegría de las urbes gigantescas" las mu$eres son siempre las primeras. 'n los primitivos hogares quedan los mal dotados. (sí el subdesarrollo se acent#a y el equilibrio se hace tr!gico. 'l urbanismo es en el mundo un grave vicio que causa retroceso, pero en (rgentina es m!imo" por eso su población es la que menos aumenta en Latino (mérica" la rique&a sigue igual ritmo. 'n grandes sectores del interior, el régimen de vida es infrahumano. =ucho se habla aquí sobre el desafío (mericano, olvidando el desafío de quienes han mane$ado y quieren mane$ar este país sin conocer su historia y sus fuentes de rique&a y si son asesores for!neos mucho menos. *omprendiendo estos males, nuestro actual )residente quiere crear -polos. de desarrollo, lo cual no es totalmente acertado. 'l primer remedio es dispersar la energía para llevar la civili&ación a las dilatadas pampas y a los fecundos valles, pero nadie sabe o se atreve a reali&arlo. %uestros líderes temen cambiar de rumbo. Los economistas tampoco efect#an una acción reparadora" no hacen serias economías, no frenan el urbanismo, no reducen la burocracia estéril, no dan el impulso que el campo necesita. Las deudas dentro y fuera del país crecen y la mayor parte de las inversiones se destinan a engrandecer ciudades y a hacer en ellas la vida m!s f!cil y agradable, mediante viviendas, pavimentos, servicios de gas, petróleo, grandes carreteras, escuelas y hospitales" también con educación en las ciudades florecientes. (ntes los campos daban placer, hoy son lugar de tedio y de molestias. )ero lo peor es el servicio eléctrico. Son inmensas las sumas que se destinan para iluminar la vida y aliviar la labor, en el denominado 89(%I(L donde el bienestar es ya grande, porque abunda la electricidad que hace feli& a ni+os y vie$os, a burócratas y ociosos, a traba$adores y viciosos, y a una inmensa legión de $ubilados. 'n contraste, falta ese fluido en las etensas regiones donde se crea rique&a y donde el traba$o eige duro sacrificio. 'n el pasado, el campo era nuestro orgullo por su abundante producción y la calidad de sus frutos y ganados" en ellos la vida era ecelente. )ero la ley de arrendamiento cambió el curso de la historia. Los agricultores perdieron sus derechos, la producción no me$oró ni en calidad, ni en cantidad, ni en precio" los colonos siguieron su vida y su labor primitiva, en nada me$oraron sus labores y entonces unos campos decayeron, otros se agotaron, el abandono de hombres y de técnica se hi&o general, y la caída de grandes tierras fue definitiva. Boy es menester una revolución en el agro, no sólo para me$orar la calidad, aumentar los rendimientos y reducir los costos, sino también para industriali&ar sus frutos en el propio suelo y enviar a las urbes y a los mercados eternos, los productos con la preparación definitiva que los consumidores requieren. La industria sufre también por carencia de energía. 'l actual servicio p#blico no la fomenta, obligando a la mitad de las f!bricas a instalar sus equipos propios y a tener su propia producción con inversiones muy crecidas y con alto costo de servicio. Lo mismo pasa con el gas que en lugar de estimular la producción tiene como principal destino el bienestar urbano. Las f!bricas ubicadas donde a ellas conviene, para usar gas, tienen que instalar ca+erías de costo prohibitivo. /odo el esfuer&o y todos los recursos argentinos, se han destinado a la generación termoeléctrica para reducidos segmentos del país, olvidando a quienes tienen las tareas m!s penosas. Bacen ecepción de esta regla peque+os distritos con recursos hídricos mínimos muy bien utili&ados, que son &onas intermedias cuyas aguas no llegan al ^ K de la total del país, y casi toda ha sido aprovechada. 'n cambio, en la &ona noreste el agua puede rendir ocho veces el actual consumo nacional de energía, pero muy poco se ha estudiado. 'n la &ona patagónica las posibilidades son muy grandes pero apenas se conocen. >esde hace muchos a+os, se procura construir tres grandes obras hidroeléctricas para duplicar la dotación nacional, pero por influencia de proyectistas, o de consultores, o de banqueros etran$eros, toda su energía debe ser para el 89(%I(L, porque dentro de 32 a+os puede sentir escase&. Se invertir! en ellas, tal ve&, ;.222 millones de dólares, pero toda su electricidad ser! para el litoral, duplicando su dotación actual, agravando así la enfermedad m!s funesta de la economía argentina, que los médicos denominan macrocefalía. 'sto incita a preguntar0 \se podr! duplicar la población y mantener la vitalidad del litoral, si no se vigori&an las ;; provincias y se da gran aumento a las eportaciones tradicionales] Si se de$a que dicho mal siga creciendo, \habr! derecho a dudar de la capacidad o rectitud de quienes lo promueven] 'n (rgentina, esa enfermedad es histórica y la ha da+ado grandemente. _o solicito a nuestros gobernantes, que en materia eléctrica y para bien del país se cambie de rumbo totalmente, apresur!ndose a regular y aprovechar el agua y a distribuir con acierto su energía para robustecer los dos sistemas arterial y muscular del maltrecho organismo nacional. Seguir fomentando la macrocefalía es suicidarse, es decir, es condenarse. %uestro país necesita equilibrar su desarrollo con la mayor urgencia, pero su mal es muy hondo, comprende bancos, comercios, economía, gobierno y también política. )ara curar este #ltimo, yo propuse en noviembre de 3D@3 en la (cademia de *iencias =orales y )olíticas, que no hubiera sino tres tipos de distritos electorales0 grandes, medianos y peque+os de eligieran respectivamente, cada uno0 3;, D, y @ diputados. 'l candente problema de la cuenca del )lata, da a todos estos asuntos car!cter de verdadera urgencia. LA ANARQUIA ACTUAL 'n todo lo relacionado con el agua y la energía eléctrica, hay en nuestro país una verdadera anarquía que cada día se complica m!s. Se anuncian nuevos cambios. *uidado0 `tal ve& aumente la anarquíaa Lo primero es dictar normas que aseguren el equilibrio nacional. 'n ausencia del )arlamento, es un deber ciudadano advertir los errores a que nos lleva el desorden con que desde hace tiempo se mane$an nuestros ríos. /enemos técnicos y especialistas numerosos, llenos de aptitudes, distribuidos en varias docenas de organismos desconectados o dispares" cada uno reali&a su tarea pero falta un régimen org!nico, una conducción centrali&ada y una ley que todo lo sistematice. 'llos estudian con acierto sus propios problemas, pero falta la visión de un estadista que oriente el con$unto, se+ale los rumbos y sobreponiéndose a los intereses locales atienda con $usticia al total de la %ación. Boy el asunto se ha complicado grandemente, porque la promoción de la *uenca del )lata perturba el mane$o de problemas esencialmente técnicos, trascendentales y difíciles entreg!ndolos a funcionarios que no pueden tener su debido conocimiento. Son los especialistas del agua quienes deben estudiar esta materia y tomar las decisiones que convengan al país" ellos acudir!n cuando lo crean necesario, al =inisterio de 9elaciones 'teriores" sea en consulta o pidiendo su intervención y apoyo. 'l porvenir de nuestra patria eige abordar de inmediato la utili&ación del agua con sentido nacional, imitando la admirable lección de nuestros amigos del Irasil. 'llos no llevan toda la electricidad a las ciudades, trasladan las f!bricas y a los hombres tierra adentro. 'llos est!n reali&ando aceleradamente un plan grandioso para obtener de los afluentes del )lata una potencia 32 veces superior a toda nuestra dotación actual, con la cual podrían abastecer el %orte y el 'ste de nuestro país y a#n llegar a nuestra gran capital. *astigarían así nuestra indiferencia y mala orientación. %osotros podemos igualar al vecino, si a los 1 millones de ,:. de potencia termoeléctrica o nuclear hoy instalados o en e$ecución, agregamos las centrales proyectadas del *hocón, (pipé y Salto 8rande con ? millones de ,ilovatios, m!s die& centrales sobre los afluentes del 9ío de la )lata, que dar!n 31 millones y D millones de ,ilovatios de los numerosos torrentes que nacen al norte de nuestra cordillera. (dem!s, en el Sud, en el limite con *hile muchos de nuestros ríos se vuelcan al )acífico, donde los vecinos tienen pocas tierras irrigables, y no necesitan mucha potencia eléctrica. 'l calificado borge <. *. 9iva muestra en un interesante estudio, que desde el sud de =endo&a hasta la mitad norte de Santa *ru&, ba$an de los (ndes al (tl!ntica 3.;22 m 5 de agua por segundo" mientras corren hacia el <este volcando en el )acífico ocho veces mas agua. 'n cambio, nosotros tenemos en la )atagonia muchos millones de hect!reas y podemos, utili&ando esos ríos, evitar la dispendiosa quema de petróleo, si imitando al Irasil, también en esto, los desviamos hacia el 'ste, pero con permiso previo del due+o de las aguas. 'llos irrigarían a inmensos y fértiles desiertos. 4na solución armónica entre *hile y (rgentina, )ermitiría generar 1 ó 32 millones de F:., e irrigar muchos millones de hect!reas. /al política de hermandad y de pa& beneficiaría a la economía de ambos países hermanos. Sería me$or a#n entenderse también con el Irasil ba$o bases $ustas y ra&onables para que, respetando las leyes naturales, se prevea para el futuro una red y un servicio eléctrico $usticero para todo el cono sur de (mérica. 'sto teóricamente es f!cil, pero sólo puede ser creado por ingenieros sabios maduro y con visión de estadistas. 4na red de alto volta$e podría sellar la unión con nuestros dos vecinos, tal como en 'uropa, donde la electricidad asocia a naciones históricamente rivales que la civili&ación ha unido como son 7nglaterra, 'spa+a, 7talia, los países escandinavos y todo el continente central. )or supuesto que )araguay, Iolivia y sobre todo 4ruguay deberían tener intervención,. Sin embargo, cada país debe resolver primero su propio problema, previendo desde ahora un largo futuro mediante acuerdos que regir!n en su hora con beneficio para todos. 'l gran con$unto eléctrico antes se+alado, asegurar! a la (rgentina un potencial hidr!ulico de m!s de ?2 millones de ,ilovatios, d!ndonos así el agua, bastante potencia para satisfacer hasta fin de siglo las necesidades de una nación bien desarrollada. )ero la desorgani&ación, la anarquía y el menosprecio por el agua nos ha ocasionado muy graves consecuencias. =is reiterados conse$os han sido in#tiles" nada hemos aprendido de Irasil. 'llos en cambio, se han afirmado en su política y sue+an con desviar nuestros río al mar (tl!ntico. >esde hace casi medio siglo el caudaloso /iete, afluente del )aran!, lo vuelcan hacia el (tl!ntico. Los ingenieros que proyectaban esa atrevida obra vacilaron temiendo reclamos de aquellos a quienes al desviar las vertientes se impediría el m!imo aprovechamiento de sus ríos. )ero después de e$ecutada, los m!s calificados ciudadanos feste$aron con entusiasmo el triunfo. (nte nuestra indolencia, Irasil estudia hoy otras desviaciones similares" yo puedo citar una mayor a#n del río %egro, afluente del 7gua&#, y otra en el )aran! )anema, afluente también del )aran!" todas ellas pueden tal ve& quitar al )aran! en épocas de severos estia$es un tercio de su caudal y de su energía. /ambién se estudian otros desvíos del 4ruguay hacia el océano por su afluente *anoa y por el río bacuí. _o no asigno demasiada importancia a que, sin consultarnos, se hayan cerrado o no las compuertas del bupi!, pues ello puede corregirse con un simple golpe de palanca. 7mporta m!s se proyecte con sigilo obras que modifiquen seriamente los ríos inferiores o que las e$ecuten sin la debida vigilancia, porque luego ser! difícil y costoso corregirlas y suprimir sus peligros. 's pues indispensable y urgente evitar que aumente la confusión y el desorden. 'l problema del agua en este rincón del *ontinente es tan comple$o, que no conviene enredarlo me&cl!ndolo con otros asuntos muy diversos, ocultos ba$o la denominación de 3a cuenca del )lata. Lo esencial es ordenar las aguas, lo cual ser! posible y ser! benéfico si se procura primero regulari&ar los ríos para evitar desvastadoras crecientes, moderar los caudales m!imos y mínimos, considerar después que el agua es un elemento vital para hombres, animales y vegetales, que debe proveer el riego, a la salubridad, a la navegación y a la pesca. 6inalmente, generar energía para beneficiar equitativamente a todos los usuarios. /al sociedad eige mane$ar los ríos de acuerdo con normas $ustas preestablecidas, que aseguren la concordia entre todos los usuarios. >ebe también convenirse un plan de construcción y de mane$o de todas las obras ya e$ecutadas y las que se puedan reali&ar en el grandioso sistema en el que >ios nos ha asociado. 'stos mismos principios inspirar!n m!s tarde un plan que abarque todos los ríos del continente austral. La armonía, la amistad y la cooperación recíproca deben privar en las negociaciones para procurar en con$unto el desarrollo equilibrado de todos los países, aprovechando los beneficios que el agua proporciona" pero, repito, cada nación debe reali&ar primero su propia integración. %uestras aguas deben servir pronto a los campos poco poblados y a las f!bricas grandes y peque+as, a aldeas, pueblos y ciudades, coordinando todas las fuentes posibles de energía para distribuirla en beneficio de toda la %ación. (sí se procede hoy en todos los países, no sólo en los civili&ados sino también en los que est!n en desarrollo. Los créditos y débitos de ,ilo:ats entre naciones que esto ocasione, se pagan con ,ilo:ats, no con dinero. 'l plan integral que es indispensable debe prever la utili&ación del agua para generar muchísima energía, porque el progreso técnico ha suprimido las distancias y el fluido eléctrico vuela a miles de ,ilómetros, a tensiones muy elevadas. %uestro plan debe coordinar todas las fuentes de energía para lograr cada día, y cada hora, al menor costo, el mayor servicio p#blico. Sólo electrificando el con$unto del país ser! posible obtener un desarrollo grande y total y aumentar inmensamente la producción esencial. )ero como el agua rinde también otros beneficios de m!ima importancia, su consumo, tiene toda prioridad y es peligroso que priven sobre el mismo las conveniencias energéticas, como sucede ahora en (rgentina. COSTO DE LA ENERGIA ELECTRICA %uestro país ha vivido medio siglo perturbado por dos errores fundamentales que mucho han da+ado su desarrollo y su economía no sólo presente, sino también hacia el futuro. La primera es que la electricidad de origen térmico cuesta menos que la obtenida del agua. La segunda es que sólo las grandes ciudades y sus vecindades pueden pagar la lu& y la energía y, en consecuencia, inmensos campos fértiles deben seguir ociosos o dormidos y las industrias nuevas deben resolver sus problemas con su propio esfuer&o en para$es elegidos y le$anos. (nali&aré ambos errores a riesgo de fatigar a mis oyentes" pero confesada mi ignorancia, haré hablar a calificados epertos. (l proyectar la central de Salto 8rande, sobre el río 4ruguay, veinte delegados de $erarquía, uruguayos y argentinos, secundados por treinta y cuatro epertos muy calificados, casi todos de 6rancia, afirmaron que la central, cuya potencia ser! de 3.??2.222 ,:, costar!, incluyendo todas las obras, las líneas de transmisión a Iuenos (ires y =ontevideo y las esclusas de navegación, ucs. 312 millones menos que la térmica. )ero la eplotación de ésta, incluidos los gastos de combustible y renovación frecuente, costar! ucs. 5@,; millones por a+o y la hidr!ulica sólo ?,D millones. La economía anual, gracias al agua, ser! de 53,5 millones de dólares, con lo cual en pocos a+os se compensar! el mayor gasto inicial. 'l costo del ,:Hhora térmico ser! de 32,3 milésimos de dólar, mientras el hídricos ser! de A milésimos. =!s tarde, pagada central, éste costar! muchísimo menos. 'l ingeniero Giladrich estudia el caso y, con un método diverso, obtiene conclusiones similares. 'l compara el costo actuali#ado de la referida central y su línea de transporte con la de una similar de generación térmica instalada en Iuenos (ires y a$ust!ndolo en base al interés habitual del AK cuesta la instalación hidr!ulica 5CC millones de dólares, mientras la térmica es A2K m!s cara. Si la tasa de interés aumenta, el eceso disminuye, pero si se hace tan usurario que ning#n gobierno lo acepta y llega al 3;K, la central hidr!ulica costaría ?23 millones de dólares y la térmica sería de ?12 millones, es decir, siempre 32K m!s cara. 'n el peque+o %ihuil %V 777, de ?1.222 ,: de potencia, el costo del ,:Hh hidroeléctrico ser!, seg#n el calificado ingeniero =ari, de 3? milésimos de dólar, mientras el térmico seria de ;2 milésimos. 'l estudio de la central hidroeléctrica de (pipé, obra magnífica que transformar! a )araguay, y también a =isiones, *haco, 6ormosa, *orrientes, 'ntre 9íos y sectores importantes de Santa 6e, Santiago del 'stero y *órdoba, fue reali&ado por quince técnicos argentinos y paraguayos de la mayor $erarquía, incluyendo a los maestros )era&&o y Golpi, desgraciadamente fallecidos. 'lla servir! de puente para unir a dos países, crear! un inmenso lago, asegurar! la navegación, regar! muchísimos miles de hect!reas, fomentar! la pesca, civili&ar! inmensos territorios y generar! una potencia eléctrica de ;.322.222 ,ilovatios. 'l gasto total ser! de ?@A millones de dólares y generar! energía eléctrica a un costo de ?,35 milésimos de dólar cada ,ilovatio producido mientras se amorti&a la obra. )ero este proyecto, como el de Salto 8rande, tuvo un error de origen. 'igía transportar la energía a Iuenos (ires, despreocup!ndose del desarrollo de inmensas &onas llenas de posibilidades, lo cual obligó a agregar ;D2 millones de dólares por el costo de la red conductora con lo cual recargó en A2K el costo de la energía que, incluido pérdidas de transmisión, sube a A,;A milésimos de dólar. )ero la verdad es la primera cifra, ?,35 milésimos de dólar. 'l in$usto agregado proviene de la ignorancia y de la mala administración. La energía debe consumirse, ante todo, donde verdaderamente falta para impulsar &onas retardadas, es decir en la mayor parte de la superficie del país. Seg#n el referido estudio, a#n con ese gran error la generación térmica en Iuenos (ires ser! m!s cara. )ero la verdad es a#n m!s cruda" a los ;2 a+os, las obras ya pagadas, la energía hídrica costar! menos de un milésimo de dólar, o sea menos de la décima parte que la energía térmica, porque ésta seguir! siempre gastando combustible, mano de obra y renovación de los equipos esenciales cada ;2 ó 52 a+os. Se $ustifica así el ansia de Irasil por utili&ar sus ríos y se pone en evidencia el da+o que ha recibido nuestro país al menospreciar el agua, haciéndonos prisioneros del petróleo. Si los cuatro calificados testimonios anteriores no fueran suficientes, agregaré el de uno de los altos directivos de Bydronor que, después de detenido estudio, certifica la conveniencia de utili&ar el agua. 'amina primero el desarrollo del país, cuya inversión bruta interna equivale a 5.222 millones de dólares, pero m!s del ?2K lo gastan los gobiernos. Lamenta que el aumento del producto bruto sea muy escaso, menos del 3K, pues no traba$amos con la debida eficacia. Luego hace las interesantes observaciones siguientes0 Los dólares invertidos en equipos durables y de producción nos han costado m!s del doble de su precio. %uestras me$ores centrales térmicas costaron 12K m!s que el precio internacional y las hidr!ulicas también han tenido costos elevados. 'stamos dilapidando el ahorro nacional con gastos ineficientes, tal ve& por malos proyectos o precios locales altos, o mala financiación. *uando anali&a el costo de la energía afirma que una central hidr!ulica eige mayor inversión pero tiene gastos de eplotación mucho menores. Si la primera costara ;22 millones de dólares y la térmica 3;2, la inversión adicional sería C2 millones de dólares, pero los gastos de eplotación serían menores. Si por su menor inversión fuera sólo 1K y el costo del dinero sube al CK, la central térmica sería preferible. )ero luego observa que los c!lculos de los asesores ingleses deducen del costo de las obras sumas muy peque+as por control de crecientes, navegación y riego, sólo el DK de la inversión total, cuando valen mucho m!s. <b$eta el eval#o de la central térmica en ucs. 3?2 por ,ilo:at porque nunca se han instalado en el país a menos de 3@1 dólares. /ambién el gasto de eplotación lo prevén en cifras muy ba$as nunca hasta ahora por Segba. *oncluye afirmando que a pesar de estos errores, -la tasa de retorno obtenida por ellos, D,5K, es muy satisfactoria., $ustificando así la utili&ación del agua. 6inalmente, el referido funcionario afirma0 La licitación ya celebrada muestra que las obras del *hocón -costar!n menos de lo previsto. por asesores ingleses" ellos también omiten agregar al costo de la central térmica -la inversión necesaria para producir el petróleo que ella consumir!., estimando en @2 millones de dólares en los cuatro primeros a+os y después 1 millones de dólares m!s por a+o. 's interesante que un funcionario destacado corri$a así a los altos asesores for!neos. 'llo demuestra que estos delicados asuntos que afectan el porvenir del país deben mane$arlos ingenieros y estadistas animados de verdadero espíritu argentino. 'n este caso los referidos asesores est!n dotados de amplísimos poderes y de generosos beneficios, a pesar de lo cual menosprecian las grandes venta$as de la obra hidr!ulica y asignan muy poca importancia a las inundaciones catastróficas que amena&an a las valiosas instalaciones y cultivos desarrollados en 9ío %egro. 'sto no hubiera sucedido si ellos tuvieran en el *omahue sus vidas o sus bienes. *omo no tienen amor por el país, tampoco asignan valor al riego que, bien mane$ado, puede contribuir poderosamente al desarrollo regional y nacional. 'rrores de esta clase son eplicables y frecuentes en los dict!menes de etran$eros. )or mi parte debo agregar que no sólo la tasa del interés del préstamo encarece la obra. Bay otros obst!culos. Se impone por quinta ve& la intervención de conse$eros prescindiendo de los costosos dict!menes anteriores. Se obliga a que la energía venga en línea recta a engrandecer las urbes populosas. Se eige que las obras se encomienden a entidades for!neas y que las m!quinas y muchos materiales sean importados. /odo encarece la energía hidr!ulica y conspira contra el desarrollo nacional. )ero los c!lculos anteriores sobre el costo de la energía son a#n m!s defectuosos" miden el costo en Iuenos (ires, olvidando que nuestros ;? millones de habitantes tienen todos idénticas necesidades y derechos, es decir, que la energía debe ser para el país entero. Sus costo debe medirse en sus fuentes, en los generadores, en los diques o yacimientos de gas o de petróleo. =ientras haya suficiente agua, el costo de la energía en su fuente, pasados los ;2 a+os, ser! casi gratuita. ( la térmica deber! recurrirse en ciertos momentos del diagrama de consumo para combinar ambas fuentes y sacar de ellas el mayor provecho con el menor costo. La energía debe ofrecerse a quien la quiera y ense+arle a quien no sabe utili&arla. 'l costo de la energía para el industrial o campesino debe ser el mínimo, para las urbes debe aumentar seg#n sea su rique&a y su grande&a. 'n (rgentina el consumo eléctrico industrial es el 52K en Irasil es el @@K. 'spero que estas informaciones ense+ar!n a los incrédulos que, a pesar de la dialéctica de los asesores y vendedores for!neos, la energía del agua en los primeros ;2 a+os es m!s barata que la térmica, pero cuando los diques quedan como una ganancia definitiva, la electricidad del agua se hace casi gratuita por los siglos de los siglos. LA RED ELECTRICA NACIONAL >os siglos atr!s el mangrullo servía para deslindar campos y detener la indiada. 4n siglo después los alambres de acero cercaron las estancias" entonces sobraron los gauchos que cuidaban el ganado. Boy el cable eléctrico todo lo transforma, pero (rgentina no se adapta a#n a la civili&ación moderna. La electricidad es indispensable en campos y ciudades, en el comercio y en el traba$o, en la diversión y en la vida. Las nuevas técnicas la eigen para aumentar la producción, reducir los costos y hacer la labor humana liviana y rendidora. Si el país quiere recuperar su grandioso pasado, necesita energía abundante y economía en la cresta de las monta+as, en los fondos de los po&os y en las tierras fértiles o secas. Si falta o es cara en las ciudades, poco sufre la economía nacional, pero sin ella los campos duermen y las industrias dispersas por todo el territorio no pueden subsistir. )ara que el país progrese es menester que abunde la energía en las &onas donde se producen bienes esenciales y sobre todo eportables. 'n consecuencia, las redes eléctricas deben cubrir todo el territorio patrio para servir con abundancia y baratura a f!bricas y minas, a grandes y peque+as gran$as donde son hoy indispensables todos los elementos que eige la producción declina. La energía debe ser distribuida con igual intensidad por toda la %ación. 's, pues, urgente dise+ar una red que cubra el país entero, cuyo estudio debe ser hecho por argentinos, con toda urgencia y con el mayor cuidado. Bace un tercio de siglo fui responsable del proyecto de la red nacional de caminos, que presentaba grandes dificultades, pero fue resuelto con éito. 'l problema eléctrico tiene gran analogía. 4na red de altísimo volta$e debe dise+arse antes de construir sus ramas, pues pueden resultar equivocadas. >icha red debe conectar todas las centrales generadoras eistentes, térmicas, hídricas, grandes y peque+as, proyectadas o previsibles" ella deber! conducir energía eternamente para vitali&ar y engrandecer a &onas hoy dormidas. >eber!n conectarse también las centrales privadas, pues todas deben cooperar. La red debe servir a todos los sectores del país con $usticia y con acierto, previendo amplios desarrollos para el porvenir. >espués vendr!n las redes de distribución complementarias para vigori&ar a los distritos menores. %ada debe postergarse. 's necesario y es urgente que el fluido eléctrico, cada día m!s vital para la vida y mucho m!s vital para el traba$o, sirva con provecho a la totalidad del país y saque de la oscuridad y de la impotencia a quienes deben labrar la rique&a nacional. >icho servicio necesita una >irección %acional que acumule toda la energía y la distribuya cuidando corregir el mal desarrollo imperante. 'lla debe basarse en una ley nacional que respetando los derechos y conveniencias de las provincias promueva y ponga orden en los comple$os problemas del agua en primer término y después de la energía. =ientras eista el régimen federal establecido en la *onstitución, las provincias tienen autoridad en su territorio y no pueden aceptar que organismo libérrimos o semiprivados prescindan de la voluntad y, m!s a#n, de la necesidad de las &onas interiores y vivan sin control de parlamentos, tribunales de cuentas, fiscalías provinciales o nacionales y sin la inspección de sociedades anónimas. 'sto traer!, tarde o temprano, serios contratiempos. *ada provincia tiene derecho a cuidar su agua y a eigir su cuota de despacho eléctrico para que el equilibrio eista y cada habitante pueda reclamar cu!nto desee. Sus gobernadores deben tener plena autoridad en la distribución y, tal ve&, en la facturación. (sí sucede en todo país civili&ado. La >irección %acional debe ser la responsable de la producción eléctrica total y de su $usto reparto a las provincias. EL DESARROLLO NACIONAL )ero no podemos olvidar que el agua es esencial para la vida" su uso en las ciudades y en los campos debe tener toda primacía después de regulari&ado su régimen para evitar crecientes destructoras. Siguen la navegación y la pesca. Luego la generación de energía. 'l ,ilo:at es un subproducto valioso. )ara resolver tan esencial problema no basta con pedir limosna al etran$ero" es previo ecitar la fe y el patriotismo de los propios argentinos. 'se es nuestro gran recurso. La crueldad y el desorden durante la tiranía y la inflación que estafaba a los ahorristas obligó a escapar a muchas reservas monetarias nuestras. Boy debemos inspirar fe a quienes huyeron" ellos volver!n y robustecer!n nuestras finan&as en cuanto comprendan que aquí puede estar bien seguros, porque en todo el mundo ya no quedan monedas sanas. 'l orden impera hoy en el país, sus finan&as est!n bien mane$adas pero la economía sigue mal porque nuestra producción b!sica poco aumenta. Bacemos un esfuer&o etraordinario por improvisar industrias primitivas sin base sólida, sin refinada técnica y sin espíritu moderno, creyendo ingenuamente que son ellas lograremos gran deseportaciones. >ebemos cambiar el rumbo de nuestro esfuer&o y dedicarnos a incrementar nuestra producción tradicional que es hoy el D2K de la eportación total. Si todas nuestras ventas al eterior se duplicaran, aquéllas darían menos de un centenar de millones de dólares, mientras éstas rendirían die& veces m!s. %uestra producción b!sica derivada del campo y del ganado puede f!cilmente duplicar y en muchos rubros crecer m!s, me$orando su calidad y reduciendo sus precios. Si sólo duplicara, como el consumo no crece, la eportación ser! triple" entonces nuestros óptimos frutos derribar!n todas las barreras. Bay, pues, urgencia en aumentar y moderni&ar la labor de las tierras interiores de producción muy variada, sean de riego o de secano. Boy el mundo se transforma, la población no sólo crece en todas partes, sino que quiere comer m!s y me$or. 'l =ercado *om#n 'uropeo hace un esfuer&o etraordinario para que su producción de alimentos cre&ca, pero sus fuer&as se agotan y tendr! que pedir muy pronto nuestra ayuda como era en el pasado. La hora eige vitali&ar nuestro agro estimulando la vida campesina con electricidad y con todas las regalías de la civili&ación moderna y, pare&ca una parado$a, aumentar los $ornales eigiendo m!s rendimiento para reba$ar los costos. 'sa es la 9evolución que hace falta en (rgentina. 'lla debe frenar a las grandes capitales eigiéndoles moderación y economía" no m!s electricidad, gas y petróleo ni m!s atractivos en las urbes. 'l país necesita un esfuer&o m!s valiente" las grandes ciudades deben hacer un heroico sacrificio. 'n mi sentir, es la #nica manera de recuperar la pasada grande&a. COOPERACION O SUPERVISION FORANEA 'stas quimeras provocar!n sonrisas, pero no son $ustificadas. Son el sue+o de quien conoce la realidad de la vida y tiene amor por su país. Los ideales descubren grandes derroteros. La realidad mensurable siempre es peque+a. La ayuda for!nea contribuye en cierta medida a acelerar nuestro desarrollo, pero debe usarse con cautela y aceptarse con prudencia, pues, seg#n hemos visto, trae duras eigencias. )ara financiar obras hidroeléctricas ellas han sido siempre tan severas que en el #nico caso importante que promete éito las sumas ofrecidas son tan peque+as y las condiciones son tan rígidas que incitan a preguntar0 \por qué nuestras obras hidroeléctricas no consiguen auilio eterno] /odos los países de (mérica reciben decidido apoyo para utili&ar sus aguas, lo que les permite vivir y traba$ar cómodamente sin usar petróleo, es decir, sin quemar divisas. 'n 'gipto hubo una severa lucha entre occidentales y rusos por el gran dique de (suan, con el triunfo de estos #ltimos. 'l resultado es que el =editerr!neo ha de$ado de ser un mar occidental. La reciente visita del presidente del Ianco =undial de 9econstrucción y 6omento, se+or 9obert =c%amara, que mucho ense+a, ha motivado mi correspondencia con él. (l *hocón poco le aumenta su eigua cuota de ucs. A2 millones, pero a Irasil, donde su visita fue muy r!pida, bastaron pocas horas para anunciar nuevos préstamos para acelerar su grandioso plan hidroeléctrico en plena marcha, el cual se e$ecuta con el apoyo constante de los bancos etran$eros desde poco después de la primera guerra mundial. 'sto autori&a a preguntar0 \)or qué, para aprovechar el agua, nos falta la cooperación financiera eterna, mientras se nos acuerda con m!s facilidad para centrales térmicas en las enormes urbes o en los pueblos, sean ellas grandes o peque+as] \*u!l puede ser la causa de nuestros reiterados fracasos] \Ser! culpa eclusivamente nuestra, por falta de aptitud o de visión de nuestros estadistas y técnicos] \< ser! la gravitación poderosa de los negociantes de combustibles y de equipos termoeléctricos] \< son oscuras ra&ones de política internacional] 'l presidente del I7>, >r. 6elipe Berrera, mostrando en =endo&a la claridad de su $uicio, ha declarado en muchos casos los empresarios locales se sienten imposibilitados de volcar sus ahorros en las mismas regiones donde han sido generados" ellos fueron eportadores netos de capital financiado el desarrollo de &onas m!s din!micas dentro del propio país, pero no pueden reaccionar ante la persistente succión de recursos que sobre ellas e$ercen las regiones metropolitanas. 'sas palabras parecen refle$ar nuestro fracaso en el *omahue, cuyas eportaciones de peras y man&anas generan las divisas necesarias para financiar su gran dique, pero no pueden tener ese destino. /oda su energía debe ser para la región metropolitana. 'l auilio for!neo suele ser generoso para producir energía térmica o para ampliar sus redes de distribución, es decir, para aumentar la demanda" también para otras reali&aciones, sean esenciales, sean suntuarias o sin ninguna urgencia. )ero para quitar al agua su energía destructora y convertirla en el fluido eléctrico que es indispensable para cumplir la tarea de abastecer a la humanidad famélica, la negativa tena& viene del pasado y es difícil encontrar su causa. 'n esta semana se anuncia otro préstamo en dólares para una red de distribución eléctrica en el país. *uando se obtiene un préstamo para centrales hídricas, la tasa de interés nunca es muy ba$a, pero se le agregan eigencias que mucho dificultan y encarecen. 'n el caso ya referido del *hocón se han hecho proyectos por calificados especialistas nuestros, que han sido luego retocados o complementados por comisiones for!neas que han costado mucho dinero y han hecho perder a+os y encarecido las obras. *reo que son ya cinco las frondosas comisiones que han actuado, algunas para estudios ilusorios de factibilidad o para crear complicaciones dentro y fuera del país. 'n ellas siempre se eagera las conveniencias de las centrales térmicas o se imponen gastos ecesivos o doble burocracia, una etran$era y otra argentina, la cual tendr! seguramente la parte esencial de la tarea. Basta los estudios de laboratorio que debían hacerse en el país con un costoso equipo regalado, ser!n e$ecutados en Londres, aumentando los gastos en divisas cuando se han hecho en 8renoble estudios bastante completos. (dem!s nos obligan a importar equipos e instalaciones que pueden y deben hacerse aquí con economía de divisas para fomentar el traba$o y la industria nacional. (parece también la eigencia in$usta de contratar las obras con empresas etran$eras cuando se trata de una labor de gran tama+o pero sin mayores dificultades técnicas, por lo cual volumen de obra es grande se debe dividir en varios contratos menores, pero eso no agrada a los asesores o banqueros. (nte la protesta de nuestros empresarios se ha adoptado un procedimiento mito, asociado a empresas etran$eras con firmas del país" éstas tendr!n a su cargo tal ve& la cuarta parte del total y seguramente la m!s penosa. 'ste balance final es triste, nuestro ingenieros que tanto han hecho en el país triunfando en las m!s diversas ramas de la profesión, incluso en materia hidroeléctrica tienen aquí cerrado su camino. =uchas de las dificultades pueden ser consecuencia de la burocracia internacional que con toda ra&ón critica el )residente 'lecto Sr. %ion cuando en declaraciones recientes reconoce la eistencia de organismos super nacionales que todo planifican. Bay en efectos normas de la llamada (yuda para el )rogreso y de otros organismos financieros internacionales que traban la acción de nuestros ingenieros, empresarios e industriales, también el transporte en nuestros barcos y en el comercio internacional. 'llas detienen en lo interno la acción de todo lo que vincule la periferia con los centros" ellas no procuran que la parte mayor de los beneficios logrados queden en el país al cual se ayuda. LA CUENCA DEL PLATA La utili&ación del agua abre un hori&onte inmenso. )ueden ser para nosotros 3D presas, algunas gigantescas en los ríos )aran! y 4ruguay que sumadas representan casi die& veces la potencia total termoeléctrica que hoy tenemos y si las normas no cambian ser!n también tarea para las empresas etran$eras. (lgunos países de Latinoamérica ya est!n instalando aquí sus sucursales y por supuesto emplear!n a nuestros me$ores técnicos que encuentran cerradas las puertas en su casa. La importancia de este asunto es muy grande. Los dos grandes río referidos y sus m#ltiples afluentes presentan innumerables problemas. Se va a construir en ellos dentro y fuera del país muchos diques colosales. *ada uno presenta graves y diversos riegos. 'n el país nadie conoce los tramos altos de estos ríos y nadie ha pensado en los peligros que ya eisten o en lo que ellos van a producir si hay defectos en los proyectos o su e$ecución no es cuidadosa. *ada semana los diarios anuncian en diversas regiones del planeta un diluvio, un tornado o un terremoto que provoca cat!strofes a veces muy terribles para los tramos ba$os de sus cuencas. )or consiguiente no es prudente seguir parlamentando y menos firmar compromisos sin larga meditación y estudio. 's indispensable un período de investigación que deben reali&ar con urgencia los m!s calificados ingenieros de (rgentina para que ellos den conse$os, o prolongan decisiones. 'igir una tregua es pues indispensable. %uestra negligencia desde antiguo en este importante asunto ha sido grande. `)obre país el nuestroa `Qué ba$o hemos caídoa La pregonada ayuda para los subdesarrollados de (mérica se nos niega para los ob$etivos que verdaderamente la requieren. )ido disculpa a los presentes si hay en mi vo& o en mis palabras un poco de pasión. )ero mi muy larga vida al servicio del país y de mi profesión con muchas tareas reali&adas que puede haber errores, pero ning#n fracaso, me da derecho a hacer oír mi clamor ante el calificado auditorio de esta prestigiosa (cademia. A N E - O I Iuenos (ires, ;; de <ctubre de 3D@C Sr. ?obert Ec .amara )residente del Canco 6nternacional de ?econstrucción y ,omento (?+9F&&6A. >e mi consideración0 Su discurso del #ltimo vienes para ;2 países latinoamericanos fue muy bueno. 'l mismo basta para probar que Gd. un verdadero estadista. )ero no todos los países de Latinoamérica tienen idéntica situación. (rgentina no es un país subdesarrollado" es un país mal desarrollado. Iuenos (ires es la *apital m!s grande del mundo en relación con la población de su país en el cual una peque+a sección es muy próspera y el C2K restante permanece a#n como al principio de este siglo. 'n todo el mundo los campesinos $óvenes y m!s a#n las mu$eres, de$an el campo temprano y escapan a las grandes ciudades a go&ar de la vida. 'n nuestro país este problema es m!imo y uno de los m!s difíciles de resolver. La población de nuestro campos desea vivir civili&ada con electricidad, peque+os caminos de vecindad, escuelas, hospitales y placeres. (yudar a la secciones ricas es aumentar las diferencias de nivel. >ice Gd. en su discurso que es necesario ayudar a las gran$as y a las estancias. (quí se hace todo lo contrario. *asi todos los adelantos importantes son para las grandes ciudades y nada para la campa+a que produce D2K de nuestros productos de eportación. \)or qué es esto] \'s una falla de nuestros gobiernos] \< de los banqueros] \< de nuestros conse$eros for!neos] 's una muy peque+a sección de nuestro país, menos del 32K de la población vive en la abundancia y el placer" ella recibe m!s de 3222 ,ilovatiosHhora per c!pita mientras que la mitad de nuestras provincias solamente recibe 322 ,:Hh y cinco menos de 12 ,:Hh y una gran parte nada recibe. 4na peque+a y rica sección del país dispone hoy ; millones de ,ilovatios y en 3DC2 tendr! casi 1 millones. )ero nada de importancia se ha planeado para las inmensas y pobres &onas decadentes. La energía del nuevo *hocón,
[email protected] ,:, en lugar de dar electricidad a mucha provincias ser! traída en dos líneas de transmisión paralelas directamente al 8ran Iuenos (ires. =i conse$o es dividirla en dos transmisiones distintas, una por Iahía Ilanca, %ecochea, =ar del )lata, /andil, (&ul y muchas gran$as y f!bricas de la &ona, y la segunda cortando la )ampa, Sud de *órdoba y llegando a 9osario sobre ecelentes tierras ansiosas de lu& y energía. La ra&ón invocada es que sólo Iuenos (ires puede pagar los 122 millones de dólares que es menester gastar. 'sto no es verdad, la gran ciudad puede producir gran cantidad de pesos de papel, pero la deuda ser! en dólares y solamente los ganados y los granos pueden producir dólares. Lo mismo suceder! con las otras dos grandes represas. Salto 8rande y (pipé" toda la electricidad ser! para Iuenos (ires. \)or qué] \)or qué] %uestro país es el #nico en el mundo que nunca pudo obtener préstamos for!neos para la hidroelectricidad, oblig!ndonos a malgastar nuestro escaso y caro petróleo. \*u!l es la ra&ón] (rgentina puede f!cilmente doblar su producción de alimentos a menos precio, y eso le permitir! eportar tres veces m!s que ahora" pero la población debe aumentar y quedarse m!s ahora" pero la población debe aumentar y quedarse en esas tierras, d!ndole el riego, la electricidad y otros elementos que le falten. 'ntonces los alimentos podr!n ser industriali&ados en el lugar y salir listos para eportación directa a los consumidores etran$eros. 'sto me$orar! nuestra situación y ser! de gran ayuda para las secciones pobres del mundo. )uedo decir con autoridad estas cosas porque durante mi larga vida he servido a mi país en importantes ocupaciones y actividades industriales en la mayoría de las provincias, aprendiendo así a conocer la situación real" ello me autori&a a aconse$ar lo que considero m!s urgente y #til. =is ideas las he repetido muchas veces sin ning#n éito. *uando en 3D@; fue aprobada la -(lian&a para el )rogreso. demostré que toda la ayuda etran$era debía destinarse a nuestras provincias subdesarrolladas, pero lo poco reali&ado fue en dirección contraria. 'n su gira por el país Gd. Ba visto sólo las secciones me$or desarrolladas y con abundante electricidad para hoy o para ma+ana, pero no ha inspeccionado inmensos sectores dormidos y abandonados de nuestro gran país. *on sólo el agua del 9ío %egro se pueden irrigar dos millones de hect!reas, pero de acuerdo a los planes de los asesores for!neos, solamente en el a+o ;222 un tercio de ellas ser!n fertili&adas. *omo argentino que ama a su país permítaseme pedir que se otorguen préstamos para el fortalecimiento de nuestra economía, es decir para0 a) me$orar la vida de nuestros hombres m!s pobres y nuestras provincias en retroceso" b) me$orar la producción e industriali&ar los productos requeridos por el mundo, y c) multiplicar por tres nuestras eportaciones lo cual har! m!s f!cil pagar las deudas al etran$ero. Le ruego ecuse esta larga carta, pero ella es motivada por el amor a mi país y por mi certe&a de que Gd. tienen amplia capacidad para interpretar estos hechos. Lo saluda cordialmente, @ustiniano +llende )osse A N E - O II (?+9F&&6A. I(%*< 7%/'9%(*7<%(L >' 9'*<%S/94**7<% _ 6<='%/< 53 de <ctubre de 3D@C 7ng. b. (llende )osse Sarmiento A@A, @V piso Iuenos (ires (rgentina 'stimado 7ngeniero (llende )osse0 'l Sr. =c%amara me ha solicitado agrade&ca a Gd. su carta de fecha ;; de <ctubre y en particular su amable comentario sobre su discurso del día 3C. Be leído su carta con interés y me gustaría comentar brevemente dos puntos. *omprendiendo su preocupación por la tendencia de los campesinos hacia la ciudad, pero no desearía subestimar el esfuer&o que se est! reali&ando en las provincias para desarrollar fuentes naturales, proveer la necesaria infraestructura y aumentar las perspectivas de hacer prosperar y me$orar las condiciones de vida de la población rural. ( este respecto la construcción de caminos y las me$oras a través del campo en los cuales el Ianco 7nternacional trata de ayudar al 8obierno, es un buen e$emplo. <tro e$emplo con el cual en el Ianco estamos familiari&ados, es la inversión para el desarrollo en las estancias con ob$eto de acrecentar la producción de carne para eportación. Gd. menciona la incapacidad de (rgentina en el pasado de obtener préstamos etran$eros para el desarrollo hidroeléctrico. *on el crecimiento de la demanda de energía esto es ahora posible. >entro de pocos meses ser! comen&ado 'l *hocón, en parte con la financiación esperada del etran$ero. 'ste proyecto asegurar! una adecuada dotación de energía para el funcionamiento de las industrias y servicios p#blicos del !rea del 8ran Iuenos (irees, proveyendo empleos a una parte substancial de la población del país. (l mismo tiempo 'l *hocón e$ercer! un completo control de las inundaciones en el Galle de 9ío %egro y podr! por medio de esto fomentar el establecimiento y desarrollo agrícola en esa parte de (rgentina. 8racias por su carta. 8erald (lter >irector >epartamento Bemisferio <ccidental I(%*< 7%/'9%(*7<%(L >' 9'*<%/94**7d% _ 6<='%/< A N E - O III Sr. ?obert S. Ec.amara )residente del Canco 6nternacional de ?econstrucción y ,omento (grade&co su carta de fecha 53 de <ctubre enviada por el Sr. 8erald (lter. Seg#n ella algunas me$oras en los campos y la construcción del *hocón har!n mucho bien a mi país. _o así lo espero, pero nuestros problemas son muy comple$os. /raba$ando como $oven ingeniero en los países del %orte durante los a+os 3D32, ;2 y 52, aprendí que la vida es una continua lucha, que demanda incansables esfuer&os. 'stuve en los grandes imperios en sus días de gloria y en sus caídas ruidosas. Boy ellos tiemblan por su moneda. (lemania, la m!s vencida y castigada, es la m!s consolidada. (l comien&o de este siglo (rgentina go&aba de rique&as antes acumuladas, pero en 3D?5 cayó muy hondo y ahora procura levantarse. _a he estudiado mucho sus problemas, buscando soluciones. =is advertencias p#blicas se confirman cada día" algunas &onas renacen pero el desequilibrio aumenta, los sectores peque+os y ricos progresan pero los grandes y pobres siguen cayendo. *omo vuestras decisiones tienen tanta influencia en Latinoamérica, es indispensable haceros conocer la realidad porque a pesar de vuestra calidad probada de estadista, no podéis comprender bien nuestra situación en un corto cuelo guiado por quienes deben procurar el éito de los asuntos a su cargo y porque -'l =ilagro (rgentino. es difícil de lograr. Lo eplicaré brevemente. 3a Gigantesca Eetrópoli. e 'l crecimiento del país no es un éito" su inmensa capital lo abruma" a esa enfermedad, muy difícil de curar, los médicos la llaman -macrocefalía.. >icho mal se agrava porque muchas &onas interiores llenas de recursos retroceden. 'llas traba$an para que la urbe cre&ca. 'l país es poderoso pero sus óptimas praderas est!n desiertas. >urante un siglo la población de su capital ha crecido 5@ veces, la de cuatro provincias grandes la mitad, y el resto del país la quinta parte. )ero son las urbes las que crecen" mientras en mucho campos, a#n los ecelentes, la población disminuye. 'n 'stados 4nidos, Lashington y las *apitales de todos sus 'stados son pueblos bien peque+os. (yudar a la gran urbe no es curar" es agravar el mal. La opción, Iuenos (ires o el >esierto, atenta contra la integridad nacional. (raba"o y conomía. e %uestros =inistros est!n alcan&ando una victoria al poner en orden las finan&as del país. 'so est! bien, pero no reducen con energía los gastos p#blicos. %o se atreven a decir que debemos gastar menos, traba$ar m!s, usar me$ores técnicas. 'l (L(L* resulta una ilusión porque nuestros $ornales y normas de vida son los m!s elevados de Latinoamérica. Los #ltimos gobiernos han fomentado industrias anticuadas y sin base sólida, logrando así reducir las importaciones, pero nuestra prosperidad sólo vendr! duplicando la producción de nuestros campos con una cuidadosa industriali&ación de sus frutos. *onviene producir acero, aluminio, celulosa, papel y derivados de petróleo para reducir las importaciones, pero mientras menos compremos, el vender ser! m!s difícil. 'vitemos quemar nuestro escaso y costoso petróleo pues pronto los po&os han de agotarse de$ando sólo profundos hoyos en el suelo. *onservémoslo para tiempos difíciles que sin duda volver!n. 9esamparo de las rique#as básicas. e %uestra me$or fuente de recursos, granos y ganado, no aumenta. La producción promedio que antes era una tonelada por hect!rea, sólo creció 52K cuando en muchos países ha doblado y a#n triplicado. La producción de trigo, maí& y lino desde 3D;1 a 3D?? llegaba a 3@ millones de toneladas por a+o, pero en los ;2 a+os siguientes no llegó a 32. Luego ha subido, tal ve& llegue hoy a 31 millones. >urante el tiempo de desorden político ba$ó a A?2.222 toneladas y entonces hasta el pan se puso escaso. 'n el #ltimo apenas se acercó a 31 millones, o sea menos que medio siglo atr!s cuando todos los campos rinden m!s y cuando nuestra población consumidora es cuatro veces mayor. Boy se anuncia que en el a+o ;222 la población del 8ran Iuenos (ires se habr! duplicado. \Quién la proveer! de víveres] 'n consecuencia las eportaciones merman. >espués de 3D32 en los primeros 31 a+os fueron en promedio @ =. de toneladas por a+o. 'n los 31 siguientes subieron a 33 =. pero en los ;1 de decadencia ba$aron a ? =. y en un a+o muy malo a A?3.222 toneladas. 9ecién ahora logramos eportar D =. 'n lino éramos los #nicos eportadores del mundo cuando producíamos ; =. de toneladas, pero durante la dictadura ba$ó a ;22.222 y ahora casi nada vendemos al eterior. *uarenta y tres a+os atr!s eport!bamos @C2.222 ton. por a+o de carne refrigerada. Boy apenas la mitad. %uestro dilema es eportar o perecer. 6eli&mente nuestros gran$eros me$oran su traba$o lentamente, pero contin#an vendiendo materia prima en ve& de industriali&arla en el lugar y entregarla lista para el consumo. %uestras posibilidades son muy grandes. Si estimulamos la producción de granos y ganado éstas duplicar!n en pocos a+os y las eportaciones se har!n tres veces mayores y nuestro desarrollo ser! notable. )ero si contin#a en el mundo el régimen de precios políticos, la eportación ser! difícil y aumentar!n los males de este planeta. +gua y electricidad. e Ba sido un gran error menospreciar los ríos que pueden cuadruplicar nuestros regadíos y darnos, a mínimo costo, toda la electricidad en aumento que necesit!remos hasta fin de siglo. La distribución de energía en el país ha sido per$udicial e in$usta. (ctuali&aré mis informes anteriores. 'n la ciudad de Iuenos (ires, la producción anual es 3.A?2 ,m.Hhora per c!pita, mientras en tres provincias es 122 y en las restantes el promedio es 3?2 ,:. )ero hay 5 de éstas en que la generación es apenas C2 ,:. 'n la mayoría de nuestras buenas tierras es cero. )or eso las me$ores gran$as est!n subdesarrolladas. Sin embargo se les aumentan los impuestos. =e$or sería proveerlas de electricidad y eigirles traba$ar m!s con me$ores técnicas. Los campesinos necesitan electricidad para producir m!s, mientras las urbes la reclaman para vivir me$or. 'n San buan, =endo&a y La 9io$a claman hoy por agua" temen perder cosechas y ganados. 'n el Sur de Iuenos (ires donde hay canales y equipos listos para m!s irrigación, se que$an porque el agua fertili&a pocas hect!reas. 'ntonces el 8obernador de Iuenos (ires protesta porque todo es para la 8ran *iudad pero no para el centro y el sud de su provincia. l &hocón G &erro &olorado. >espués de largas dilaciones, muchos informes y grandes gastos, la construcción de esta gran obra ha comen&ado, pero requiere algunas observaciones0 a) La represa de *erro *olorado est! postergada cuando es muy urgente proteger de terribles inundaciones al grande y rico valle del *omahué. b) La transmisión de energía eléctrica a Iuenos (ires es in$usta y adem!s inconveniente para el país y para los banqueros" no ayuda a las &onas subdesarrolladas. La ra&ón invocada que sólo Iuenos (ires puede pagar la deuda for!nea, es falsa" la 8ran *iudad en lugar de producir dólares, gasta mucha moneda etran$era. 'n cambio las eportaciones de peras y man&anas de 9ío %egro fueron el a+o pasado de ?? millones de dólares, lo cual sobra para pagar en cinco a+os los préstamos etran$eros que se gastar!n en 32 a+os y se pagar!n en ;1. (rgentina necesita un sistema de transmisión de energía eléctrica para todo el país porque todos sus ciudadanos tienen igual derecho de recibir lu& y energía. c) 'l 8ran *hocón y la mayoría de sus equipos no necesita ni ingenieros ni empresas etran$eras que aumentan los gastos, impiden nuestro propio desarrollo y nos convierten en un país subgobernado. 'l >esafío 6or!neo no puede derrotarnos. d) La epansión de riegos no debe postergarse. %uestras cuencas.J Son 3@ las represas que pueden construirse en el sector argentino de la *uenca del )lata y muchas m!s en los ríos del <este. /odas son urgentes. 'llas traer!n nuevos desarrollos y en pocos a+os pagar!n el dinero gastado no sólo en moneda nacional sino también etran$era. )ero debemos evitar nuevos errores. La gran cantidad de energía que ser! general no debe ser para Iuenos (ires, sería malo para nosotros y también para los banqueros. 's urgente proveer de lu& y energía a los ciudadanos y traba$adores de todas las provincias" así habr! nuevos desarrollos, nuevas industrias, nuevas gran$as y m!s eportaciones. \)or qué todos los países de Sudamérica pueden fertili&ar sus desiertos y (rgentina no] \)erturba nuestro desarrollo el eslabón (gap) etran$ero] Salto 8rande y (pipé dar!n prosperidad a )araguay, 4ruguay y a die& provincias nuestras. *ada río del <este crear! islas d fertilidad entre monta+as y desiertos. Ser! un cambio etraordinario. *ada represa producir! muchos productos ecelentes y valiosos. *onclusión. e )ara recobrar nuestra pasada grande&a necesitamos llevar población, electricidad, equipos y me$or standard de vida a las tierras interiores y moderar el crecimiento de las ciudades, frenar las empresas estatales y reordenar las industrias deficientes o mal equipadas. 's hora de producir, no de disfrutar. 'l crédito for!neo sólo debe promover la producción eportable. Los préstamos en pesos pueden usarse para construir viviendas que se vender!n en pesos. )ero si son en moneda etran$era deben servir para desarrollar minas, gran$as, sembrados, ganado o materiales eportables que producir!n divisas. La prosperidad del deudor asegura el pago al acreedor. Si los etran$eros nos prestan dinero para desarrollar nuestro rico suelo, ellos cobrar!n puntualmente. )ero si es para acelerar la etracción de petróleo no, porque éste se quema. _o pido que los promotores for!neos recono&can capacidad a los ingenieros e industriales argentinos. )ido también que los beneficios de la (yuda 6or!nea para el )rogreso sean todos para nuestro país, no para los intermediarios. )erdóneme 4d. estas ingenuas verdades" son el resultado de mi eperiencia y patriotismo. Los saluda con la mayor consideración. @. +llende )osse ALGUNOS DATOS CARATERISTICOS: *itemos, a título de e$emplo, datos principales de algunas centrales hidroeléctricas. *entral 6utaleuf#, de la 'mpresa del 'stado (gua y 'nergía 'léctrica0 Salto normal de operación0 3?A,1 mts. *audal normal0 C5,;C mts 5 Hs para cada m!quina. )otencia nominal de carga grupo0 33; =L y 33C =G(. /ipo de turbina0 6rancis. )otencia total instalada0 ??C =L (cuatro grupos). Gelocidad de rotación0 ;52,C 9)=. 6actor de potencia0 2,D1. /ensión de generación0 35,C FG. 6recuencia0 12 cHs. *entral Salto 8rande, de la *omisión =ita de (rgentina y 4ruguay0 Salto normal de operación0 ;1,A mts. *audal normal0 112 mts 5 Hs para cada m!quina. )otencia nominal de carga grupo0 351 =L y 312 =G(. /ipo de turbina0 Faplan. )otencia total instalada0 3.@;2 =L (doce grupos). Gelocidad de rotación0 A1 9)=. 6actor de potencia0 2,D2. /ensión de generación0 3;,1 FG. 6recuencia0 12 cHs. ( efectos de apreciar la variación del rendimiento con la carga, veamos que para las turbinas de 6utaleuf#, los rendimientos son0 a 322 K de la carga, D?,A K a D2 K de la carga, D?,5 K a C2 K de la carga, D;,A K E'#$./a 0i"$1%i)a . 's la energía que se obtiene de la caída del agua desde cierta altura a un nivel inferior lo que provoca el movimiento de ruedas hidr!ulicas o turbinas. La hidroelectricidad es un recurso natural disponible en las &onas que presentan suficiente cantidad de agua. Su desarrollo requiere construir pantanos, presas, canales de derivación, y la instalación de grandes turbinas y equipamiento para generar electricidad. /odo ello implica la inversión de grandes sumas de dinero, por lo que no resulta competitiva en regiones donde el carbón o el petróleo son baratos, aunque el coste de mantenimiento de una central térmica, debido al combustible, sea m!s caro que el de una central hidroeléctrica. Sin embargo, el peso de las consideraciones medioambientales centra la atención en estas fuentes de energía renovables. P$#sa No$$is 'n 3D55, el *ongreso de 'stados 4nidos creó un organismo, llamado (utoridad del Galle del /ennesse, para desarrollar los recursos naturales de la &ona. La presa %orris del río *linch, que vemos aquí, fue una de las primeras construidas. Se acabó en 3D5@, y recibió el nombre de 8eorge Lilliam %orris, creador del citado organismo. T%$2i'as 0i"$1%i)as T%$2i'as 0i"$1%i)as Las turbinas hidr!ulicas se emplean para aprovechar la energía del agua en movimiento. La turbina Faplan es seme$ante a la hélice de un barco. Las amplias palas o !labes de la turbina son impulsadas por agua a alta presión liberada por una compuerta. La turbina )elton es un modelo del siglo f7f cuyo funcionamiento es m!s parecido al de un molino de agua tradicional. La rueda gira cuando el agua procedente del conducto for&ado golpea sus paletas o !labes. 'l agua sale a gran presión por la tobera e impulsa los !labes que hacen girar un e$e. 'l tipo m!s antiguo y m!s simple de turbina hidr!ulica es la rueda hidr!ulica, utili&ada por primera ve& en 8recia y utili&ada durante la antig[edad y la edad media para moler cereales. *onsistía en un e$e vertical con un con$unto de aspas o palas radiales situadas en una corriente de agua a gran velocidad. La potencia de la rueda era de unos 2,1 caballos de vapor (*G). La rueda hidr!ulica hori&ontal (o sea, un e$e hori&ontal conectado a una rueda de palas vertical), descrita por primera ve& por el arquitecto e ingeniero romano =arco Gitruvio )olión en el siglo 7 a.*., tenía el segmento inferior de la rueda de palas insertada en la corriente, y actuaba como una rueda hidr!ulica de empu$e inferior. Bacia el siglo 77 d.*. se empe&ó a utili&ar en las regiones monta+osas la rueda hidr!ulica de empu$e superior. 'n este caso, el agua se vertía sobre las palas desde arriba, y se obtenía energía adicional de la inercia del agua en su caída. 'n la edad media la potencia m!ima de la rueda, fabricada con madera, aumentó de 5 a 12 *G. La transición de la rueda hidr!ulica a la turbina es sobre todo sem!ntica. 'l primer intento de formular la base teórica para el dise+o de ruedas hidr!ulicas en el siglo fG777 corresponde al ingeniero civil brit!nico bohn Smeaton, que demostró que la rueda de empu$e superior era m!s efica&. Sin embargo, el ingeniero militar francés bean Gictor )oncelet dise+ó una rueda de empu$e inferior cuyas palas curvadas aumentaban el rendimiento casi un A2K. 'l uso de esta m!quina se etendió r!pidamente. <tro ingeniero militar francés, *laude Iurdin, inventó el término turbina, como parte de un an!lisis teórico en que se daba una gran importancia a la velocidad de rotación. Ienoit 6ourneyron, un alumno de Iurdin en la 'scuela de =inería de Saint gtienne, dise+ó y construyó ruedas que alcan&aban velocidades de rotación de @2 r.p.m. (revoluciones por minuto) o m!s y que proporcionaban hasta 12 *G en las factorías metal#rgicas francesas. )or #ltimo, 6ourneyron construyó turbinas que traba$aban a ;.522 r.p.m., desarrollando @2 *G y un rendimiento de m!s del C2K. ( pesar de esta eficiencia ecepcional, la turbina de 6ourneyron tenía algunos inconvenientes causados por el flu$o centrífugo del agua que la atravesaba. 'sto provocaba problemas si se reducía el flu$o de agua o su carga. 'l ingeniero estadounidense nacido en 8ran Ireta+a bames I. 6rancis dise+ó una turbina en la que el flu$o se producía hacia el interior. La llamada turbina de reacción o turbina 6rancis se convirtió en la turbina hidr!ulica m!s utili&ada con presiones de agua, o alturas de caída, equivalentes a una columna de agua de 32 a 322 m. 'ste tipo de turbina funciona debido a la epansión del agua mientras fluye a través de los espacios entre las palas, lo que produce una fuer&a neta, o reacción, con un componente tangencial que pone la rueda en movimiento. La rueda )elton, cuyo nombre proviene del ingeniero estadounidense Lester (llen )elton, se empe&ó a aplicar durante la segunda mitad del siglo f7f, en instalaciones donde la presión del agua era equivalente a una columna de agua de entre D2 y D22 m. 'n este tipo de turbinas el agua se conduce desde un depósito a gran altura a través de un canal o una conducción for&ada hasta una boquilla eyectora que convierte la energía cinética del agua en un chorro a presión. >ado que la acción de la rueda )elton depende del impulso del chorro sobre ella, en lugar de la reacción del agua en epansión, este tipo de turbina se denomina también turbina de acción. 'l aumento de las necesidades de energía hidroeléctrica durante los albores del siglo ff puso de manifiesto la necesidad de turbinas que pudieran aprovechar caídas de agua de 5 a D m, que podrían utili&arse en muchos ríos construyendo peque+os embalses de agua. 'n 3D35, el ingeniero austríaco Gi,tor Faplan planteó por primera ve& la turbina de hélice, que act#a al contrario que la hélice de un barco. Faplan me$oró la turbina haciendo que las palas pudieran pivotar sobre su e$e. Los distintos !ngulos de las palas aumentaban el rendimiento a$ustando el !ngulo al volumen de la caída de agua. )ara mantener una salida constante de volta$e en una instalación hidroeléctrica la velocidad de la turbina debe mantenerse constante, independientemente de las variaciones de la presión del agua que las mueve. 'sto requiere gran n#mero de controles que, tanto en la turbina de 6rancis como en la de Faplan, varían el !ngulo de las palas. 'n las instalaciones de ruedas )elton, el flu$o del agua se controla abriendo y cerrando las boquillas eyectoras. 'n este caso, se utili&a una boquilla de derivación de descarga, dado que los cambios r!pidos de corriente en canales de caída largos podrían producir aumentos repentinos en la presión, llamados martillos de agua, que pueden ser muy da+inos. *on estos a$ustes, se mantiene constante el flu$o de agua a través de las boquillas. )ara ello se cierran las boquillas de descarga, lo que se hace con mucha lentitud para evitar martillos de agua. A(a')#s #' # "is#3o "# as !%$2i'as La tendencia en las turbinas hidr!ulicas modernas es utili&ar caídas mayores y m!quinas m!s grandes. Seg#n el tama+o de la unidad, las turbinas Faplan se utili&an en caídas de unos @2 m, y en el caso de las turbinas 6rancis de hasta @32 m. La instalación de caída m!s alta del mundo (3.AA2 m) se encuentra en 9eissec,, en (ustria, y las turbinas m!s grandes del mundo est!n en una planta generadora de la presa de 7taip#, entre )araguay y Irasil, donde se utili&an 3C turbinas de tipo 6rancis de A22 =L de potencia cada una, que consiguen un total de 3;.@22 =L. =uchas de las peque+as instalaciones en presas construidas antes de 3D52 han sido abandonadas debido a su alto coste de mantenimiento y la mano de obra que requieren. Sin embargo, el aumento de los costos de los combustibles fósiles ha hecho volver la mirada hacia este tipo de sistemas de poca caída. *on el desarrollo de turbinas de hélice normali&adas con e$es casi hori&ontales, las instalaciones peque+as han recuperado su atractivo original. Se han dise+ado turbinas que act#an como bombas cuando funcionan a la inversa, invirtiendo el generador eléctrico para que funcione como un motor. >ado que no es posible almacenar la energía eléctrica de forma económica, este tipo de bombas turbina se utili&a para bombear agua hacia los embalses, aprovechando la energía eléctrica generada por las centrales nucleares y térmicas durante las horas de poco consumo. 'l agua embalsada se emplea de nuevo para generar energía eléctrica durante las horas de consumo elevado. 'n los #ltimos a+os se han desarrollado turbinas para caídas de hasta @22 m y con capacidades de m!s de ?22 =L. P$#sa Los motivos principales para construir presas son concentrar el agua del río en un sitio determinado, lo que permite generar electricidad, regular el agua y dirigirla hacia canales y sistemas de abastecimiento, aumentar la profundidad de los ríos para hacerlos navegables, controlar el caudal de agua durante los periodos de inundaciones y sequía, y crear pantanos para actividades recreativas. =uchas presas desempe+an varias de estas funciones. La primera presa de la que se tiene constancia se construyó en 'gipto en el ?222 a.*. para desviar el cauce del %ilo y proporcionar m!s terreno a la ciudad de =enfis. =uchas presas de tierra antiguas, como las construidas por los babilonios, formaban parte de un comple$o sistema de riego que transformaba regiones no productivas en fértiles vegas capaces de mantener a grandes poblaciones. =uy pocas de m!s de un siglo de antig[edad se mantienen en pie debido a los destro&os de las inundaciones periódicas. La construcción de presas de altura y capacidad de almacenamiento considerables, casi indestructibles, se hi&o posible gracias al desarrollo del cemento )ortland, del hormigón, y al uso de m!quinas para mover tierra y equipamiento para el transporte de materiales. 'l control y la utili&ación del agua mediante presas afecta de modo importante las posibilidades económicas de grandes !reas. Dis#3o "# a p$#sa 4na presa debe ser impermeable las filtraciones a través o por deba$o de ella deben ser controladas al m!imo para evitar la salida del agua y el deterioro de la propia estructura. >ebe estar construida de forma que resista las fuer&as que se e$ercen sobre ella. 'stas fuer&as que los ingenieros deben tener en cuenta son0 la gravedad (que empu$a a la presa hacia aba$o) la presión hidrost!tica (la fuer&a que e$erce el agua contenida), la presión hidrost!tica en la base (que produce una fuer&a vertical hacia arriba que reduce el peso de la presa), la fuer&a que e$ercería el agua si se helase, y las tensiones de la tierra, incluyendo los efectos de los sismos. *uando se valora el me$or empla&amiento para construir una presa, el riesgo de terremotos forma parte del an!lisis geológico. (dem!s, los geólogos deben determinar qué tipo de terreno est! epuesto a filtraciones y cu!l puede soportar el peso de la presa y el agua que contendr! detr!s de ella. (n!lisis geológicos inadecuados han tenido consecuencias catastróficas. 4n e$emplo es el desastre ocurrido con la presa Gaiont, en los (lpes italianos. 'l D de octubre de 3D@5 perdieron la vida ?.222 personas cuando un desprendimiento de rocas detr!s de la presa produ$o una enorme ola que rebasó los ;@1 m de la estructura de hormigón. La fuer&a de esta ola, al caer desde una altura tan grande, devastó varios ,ilómetros de valle río aba$o. Garios factores geológicos fueron responsables del desprendimiento, sobre todo el debilitamiento de las paredes de roca, inestable en el agua embalsada. A!%$a "# a p$#sa P$#sa "# a$)o "# 4a$i2a La presa de Fariba est! situada en la frontera entre Mambia y Mimbab:e. )ermite controlar las inundaciones y produce energía hidroeléctrica para ambos países. 4na carretera p#blica recorre el borde de la presa, que separa el lago Fariba del río Mambe&e. La característica forma de arco de la presa, distribuye uniformemente la presión del agua a lo largo de la estructura. La altura de la presa est! limitada por la topografía de su empla&amiento, aunque otros factores pueden determinar una altura m!ima menor. Si la función principal de la presa es la obtención de energía la altura es un factor crítico, ya que la energía potencial del agua embalsada es mayor cuanto mayor es la altura a la que se encuentra. Si la presa es de contención el factor m!s importante es la capacidad de almacenamiento. 'l volumen de agua embalsada es mayor cuanto m!s alta es la presa. <tros factores son la utilidad y el valor de las tierras que quedar!n sumergidas, y si las aguas afectar!n a importantes vías de comunicación. Ai(ia"#$os >espués de determinar el nivel del embalse en condiciones normales, hay que establecer los procedimientos que aseguren que este nivel no se supere. Los aliviaderos son necesarios para descargar el ecedente de agua para que éste no da+e la presa, la central eléctrica ni la ribera del río delante de la presa. 'l tipo de aliviadero m!s com#n es el derrame. 'ste sistema consiste en que una &ona de la parte superior es m!s ba$a. )ara permitir el aprovechamiento m!imo de la capacidad de almacenamiento estas partes m!s ba$as est!n cerradas con unas compuertas móviles. 'n algunas presas, los ecedentes de agua son tan grandes que hay aliviaderos en todo el ancho de la presa, de forma que la estructura es una sucesión de pilares que su$etan compuertas levadi&as. <tro tipo de aliviadero es el salto de agua, un canal de hormigón ancho, con mucha pendiente, que se construye en la base de algunas presas de altura moderada. Las grandes presas de bóveda construidas en ca+ones rocosos río aba$o paredes demasiado inclinadas para utili&ar aliviaderos de derrame. 4n e$emplo de esto es la presa Boover, en el río *olorado (''44), en la que se utili&an vertederos de po&o, que consisten en un conducto vertical que conduce agua del embalse, cuando el nivel es alto, hasta un conducto hori&ontal que atraviesa la presa y la lleva río aba$o. D#sa.%a"#$os (dem!s de los aliviaderos, que aseguran que el embalse no rebase la presa, los desaguaderos son necesarios para etraer de modo constante agua del embalse. 'l agua etraída puede descargarse río aba$o, puede llevarse a los generadores para obtener energía hidroeléctrica o puede utili&arse para riego. Los desaguaderos son conductos o t#neles cuyas entradas se encuentran a la altura del nivel mínimo del embalse. 'stas tomas poseen unas compuertas o v!lvulas que regulan la entrada de agua. P$o!#))i*' )o'!$a a #$osi*' Bay que evitar que el agua que se envía río aba$o erosione la base de la presa. )ara reducir la velocidad del agua se construyen unos embalses llamados cuencas amortiguadoras, que forman parte de las estructura de la presa. 'isten dos tipos de estructura que se utili&an para disipar la energía destructiva que lleva el agua al caer. 4no en el que el flu$o r!pido y de poca profundidad que ba$a de la presa se convierte en un flu$o profundo y lento al hacerlo pasar por una falda hori&ontal o poco inclinada de hormigón, construida río aba$o desde la base de la presa. 'n el otro tipo la base de la presa tiene una forma que desvía el flu$o, que ba$a a gran velocidad, hacia arriba y lo hace girar. 'ste giro disipa la energía destructiva del agua. Tipos "# p$#sa Las presas se clasifican seg#n la forma de su estructura y los materiales empleados. Las grandes presas pueden ser de hormigón o de elementos sin trabar. Las presas de hormigón m!s comunes son de gravedad, de bóveda y de contrafuertes. Las presas de elementos sin trabar pueden ser de piedra o de tierra. /ambién se construyen presas mitas, por e$emplo de gravedad y de piedra, para conseguir mayor estabilidad. (dem!s, una presa de tierra puede tener una estructura de gravedad de hormigón que soporte los aliviaderos. La elección del tipo de presa m!s adecuado para un empla&amiento concreto se determina mediante estudios de ingeniería y consideraciones económicas. 'l coste de cada tipo de presa depende de la disponibilidad en las cercanías de los materiales para su construcción y de las facilidades para su transporte. =uchas veces sólo las características del terreno determinan la elección del tipo de estructura. )resas de gravedad Las presas de gravedad son estructuras de hormigón de sección triangular" la base es ancha y se va estrechando hacia la parte superior" la cara que da al embalse es pr!cticamente vertical. Gistas desde arriba son rectas o de curva suave. La estabilidad de estas presas radica en su propio peso. 's el tipo de construcción m!s duradero y el que requiere menor mantenimiento. Su altura suele estar limitada por la resistencia del terreno. >ebido a su peso las presas de gravedad de m!s de ;2 m de altura se construyen sobre roca. La presa 8rande >ience, en Sui&a, que se terminó de construir en 3D@;, tiene una altura de ;C? m y es una de las m!s grandes del mundo. /iene una estructura de hormigón de gravedad de A22 m de longitud, construida sobre roca. )resas de bóveda 'ste tipo de presa utili&a los fundamentos teóricos de la bóveda. La curvatura presenta una conveidad dirigida hacia el embalse, así la carga se distribuye por toda la presa hacia los etremos" las paredes de los estrechos valles y ca+ones donde se suele construir este tipo de presa. 'n condiciones favorables, esta estructura necesita menos hormigón que la de gravedad, pero es difícil encontrar empla&amientos donde se puedan construir. )resas de contrafuertes Las presas de contrafuertes tienen una pared que soporta el agua y una serie de contrafuertes o pilares, de forma triangular, que su$etan la pared y transmiten la carga del agua a la base. 'stas presas precisan de un 51 a un 12K del hormigón que necesitaría una de gravedad de tama+o similar. Bay varios tipos de presa de contrafuertes0 los m!s comunes son de planchas uniformes y de bóvedas m#ltiples. 'n las de planchas uniformes el elemento que contiene el agua es un con$unto de planchas que cubren la superficie entre los contrafuertes. 'n las de bóvedas m#ltiples, éstas permiten que los contrafuertes estén m!s espaciados. ( pesar del ahorro de hormigón las presas de contrafuertes no son siempre m!s económicas que las de gravedad. 'l coste de las complicadas estructuras para for$ar el hormigón y la instalación de refuer&os de acero suele equivaler al ahorro en materiales de construcción. )ero este tipo de presa es necesario en terrenos poco estables. )resas de elementos sin trabar Las presas de piedra o tierra y los diques son las estructuras m!s usadas para contener agua. 'n su construcción se utili&a desde arcilla hasta grandes piedras. Las presas de tierra y piedra utili&an materiales naturales con la mínima transformación, aunque la disponibilidad de materiales utili&ables en los alrededores condiciona la elección de este tipo de presa. 'l desarrollo de las ecavadoras y otras grandes m!quinas ha hecho que este tipo de presas compita en costes con las de hormigón. La escasa estabilidad de estos materiales obliga a que la anchura de la base de este tipo de presas sea de cuatro a siete veces mayor que su altura. La cuantía de filtraciones es inversamente proporcional a la distancia que debe recorrer el agua" por lo tanto, la ancha base debe estar bien asentada sobre un terreno cimentado. Las presas de elementos sin trabar pueden estar construidas con materiales impermeables en su totalidad, como arcilla, o estar formadas por un n#cleo de material impermeable refor&ado por los dos lados con materiales m!s permeables, como arena, grava o roca. 'l n#cleo debe etenderse hasta bastante m!s aba$o de la base para evitar filtraciones. Co's!$%))i*' "# p$#sas S#))i*' !$a's(#$sa "# %'a p$#sa 'n las presas se genera electricidad liberando un flu$o controlado de agua a alta presión a través de un conducto for&ado. 'l agua impulsa unas turbinas que mueven los generadores y producen así una corriente eléctrica. ( continuación, esta corriente elevada de ba$a tensión pasa por un elevador de tensión que la transforma en una corriente reducida de alta tensión. La corriente se transporta por cables de alta tensión hasta las subestaciones eléctricas donde se reduce la tensión para ser empleada por los usuarios. 'l agua sale de la presa por el desag[e. 4n aspecto importante de la construcción de presas es la desecación y preparación de los cimientos. La desecación se consigue normalmente mediante una o varias ataguías, dise+adas para eliminar el agua del terreno donde se va a construir la presa. Las ataguías pueden ser presas de tierra o con$untos de chapas de acero asentadas sobre pilotes y su$etas con tierra. /ambién se deben construir ataguías a los lados del río para evitar el desbordamiento de su curso antes y después de la presa, y t#neles rodeando la presa para conducir el agua. 'stos t#neles pueden aprovecharse cuando se haya terminado la presa. Si las condiciones topogr!ficas impiden la construcción de t#neles, la presa se debe reali&ar en dos etapas. )rimero se instala una ataguía que deseca la mitad del ancho del río y se construye la base de esa mitad de la presa. >espués se elimina esta ataguía y se construye una en la otra mitad. La construcción de grandes presas puede durar m!s de siete a+os" la posibilidad de que se produ&can inundaciones durante este periodo constituye un serio problema. 'l plan hidroeléctrico de las /res 8argantas, en construcción en la cuenca del río _ang&i biang (_angJtsé), en *hina, incluye una presa de ; ,m. de longitud y 322 m de anchura. 'sta es la construcción m!s grande reali&ada en *hina desde la 8ran =uralla" se etender! @22 ,m. río arriba, y constituir! el embalse m!s largo del mundo. 'l plan de las /res 8argantas proporcionar! energía a Shanghai y a toda la cuenca del río _ang&i biang. /ambién proteger! a los 32 millones de personas que viven río aba$o de las inundaciones periódicas que asolan esta &ona, donde se cultivan las dos terceras partes del arro& que se produce en *hina. (dem!s har! navegable el río m!s arriba de las gargantas. 'l embalse inundar! la garganta filing y despla&ar! a 3,; millones de habitantes. His!o$ia Los antiguos romanos y griegos aprovechaban ya la energía del agua" utili&aban ruedas hidr!ulicas para moler trigo. Sin embargo, la posibilidad de emplear esclavos y animales de carga retrasó su aplicación generali&ada hasta el siglo f77. >urante la edad media, las grandes ruedas hidr!ulicas de madera desarrollaban una potencia m!ima de cincuenta caballos. La energía hidroeléctrica debe su mayor desarrollo al ingeniero civil brit!nico bohn Smeaton, que construyó por ve& primera grandes ruedas hidr!ulicas de hierro colado. La hidroelectricidad tuvo mucha importancia durante la 9evolución 7ndustrial. 7mpulsó las industrias tetil y del cuero y los talleres de construcción de m!quinas a principios del siglo f7f. (unque las m!quinas de vapor ya estaban perfeccionadas, el carbón era escaso y la madera poco satisfactoria como combustible. La energía hidr!ulica ayudó al crecimiento de las nuevas ciudades industriales que se crearon en 'uropa y (mérica hasta la construcción de canales a mediados del siglo f7f, que proporcionaron carbón a ba$o precio. Las presas y los canales eran necesarios para la instalación de ruedas hidr!ulicas sucesivas cuando el desnivel era mayor de cinco metros. La construcción de grandes presas de contención todavía no era posible" el ba$o caudal de agua durante el verano y el oto+o, unido a las heladas en invierno, obligaron a sustituir las ruedas hidr!ulicas por m!quinas de vapor en cuanto se pudo disponer de carbón. D#sa$$oo "# a #'#$./a 0i"$o#5)!$i)a G#'#$a"o$#s #5)!$i)os 'stos generadores de la presa Ionneville, en <regón ('stados 4nidos) producen electricidad mediante turbinas movidas por agua. La primera central hidroeléctrica se construyó en 3CC2 en %orthumberland, 8ran Ireta+a. 'l renacimiento de la energía hidr!ulica se produ$o por el desarrollo del generador eléctrico, seguido del perfeccionamiento de la turbina hidr!ulica y debido al aumento de la demanda de electricidad a principios del siglo ff. 'n 3D;2 las centrales hidroeléctricas generaban ya una parte importante de la producción total de electricidad. La tecnología de las principales instalaciones se ha mantenido igual durante el siglo ff. Las centrales dependen de un gran embalse de agua contenido por una presa. 'l caudal de agua se controla y se puede mantener casi constante. 'l agua se transporta por unos conductos o tuberías for&adas, controlados con v!lvulas y turbinas para adecuar el flu$o de agua con respecto a la demanda de electricidad. 'l agua que entra en la turbina sale por los canales de descarga. Los generadores est!n situados $usto encima de las turbinas y conectados con !rboles verticales. 'l dise+o de las turbinas depende del caudal de agua" las turbinas 6rancis se utili&an para caudales grandes y saltos medios y ba$os, y las turbinas )elton para grandes saltos y peque+os caudales. (dem!s de las centrales situadas en presas de contención, que dependen del embalse de grandes cantidades de agua, eisten algunas centrales que se basan en la caída natural del agua, cuando el caudal es uniforme. 'stas instalaciones se llaman de agua fluente. 4na de ellas es la de las *ataratas del %i!gara, situada en la frontera entre 'stados 4nidos y *anad!. ( principios de la década de los noventa, las primeras potencias productoras de hidroelectricidad eran *anad! y 'stados 4nidos. *anad! obtiene un @2K de su electricidad de centrales hidr!ulicas. 'n todo el mundo, la hidroelectricidad representa aproimadamente la cuarta parte de la producción total de electricidad, y su importancia sigue en aumento. Los países en los que constituye fuente de electricidad m!s importante son %oruega (DDK), Maire (DAK) y Irasil (D@K). La central de 7taip#, en el río )aran!, est! situada entre Irasil y )araguay" se inauguró en 3DC; y tiene la mayor capacidad generadora del mundo. P$#sa "# I!aip6 'n esta fotografía aérea puede observarse la presa de 7taip#, proyecto con$unto de Irasil y )araguay sobre las aguas del río )aran!, y su central hidroeléctrica, la mayor del mundo, de la que se obtienen importantes recursos energéticos para ambos países y el con$unto regional. *on una altura de 3D@ m, y C ,m. de largo, cuenta con 3? vertederos que act#an como cataratas artificiales. *omo referencia, la presa 8rand *oulee, en 'stados 4nidos, genera unos @.122 =: y es una de las m!s grandes. 'n algunos países se han instalado centrales peque+as, con capacidad para generar entre un ,ilovatio y un megavatio. 'n muchas regiones de *hina, por e$emplo, estas peque+as presas son la principal fuente de electricidad. <tras naciones en vías de desarrollo est!n utili&ando este sistema con buenos resultados. S(% L<9'%M< *()< 8(LL'8<.