GENERADOR HIDRÁULICO JUSTIFICACIÓN

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Para iniciar la elaboración de este proyecto de tipo experimental, principalmente se hizo una búsqueda de información en diversas fuentes: páginas de internet y libros; para así saber y poder respaldar el principio en el que se basa el proyecto ya mencionado.

Conociendo los siguientes conceptos básicos:

Hidráulica: Es una rama de la física y la ingeniería que se encarga del estudio de las propiedades mecánicas de los fluidos. Los conceptos de la Mecánica de fluidos se resumen en tres capítulos: estática, cinemática y dinámica. En la estática se estudia el agua en reposo; en la cinemática se trata de las líneas de flujo y de las trayectorias, en la dinámica se estudian las fuerzas que producen el movimiento de agua.

Principio de conservación de la energía. El principio de conservación de la energía indica que la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma de una forma en otra. En estas transformaciones, la energía total permanece constante; es decir, la energía total es la misma antes y después de cada transformación. En este prototipo las energías que experimentan transformación son:

- Energía potencial: Es la energía que se le puede asociar a un cuerpo o sistema conservativo en virtud de su posición.

- Energía cinética: La energía cinética es una magnitud escalar asociada al movimiento de cada una de las partículas del sistema.

- Energía mecánica: Es la energía que se debe a la posición y al movimiento de un cuerpo, por lo tanto, es la suma de la energía potencial y cinética de un sistema mecánico.

- Energía hidráulica: Es aquella que se obtiene del aprovechamiento de la energía cinética y potencial de la corriente del agua, saltos de agua o mareas.

Es un tipo de energía verde debido a que su impacto ambiental es mínimo y usa la fuerza hídrica sin represarla, en caso contrario es considerada sólo una forma de energía renovable.

Se puede transformar a muy diferentes escalas, existen desde hace siglos pequeñas explotaciones en las que la corriente de un río mueve un rotor de palas y genera un movimiento aplicado, por ejemplo, en molinos rurales. Sin embargo, la utilización más significativa la constituyen las centrales hidroeléctricas de presas, aunque estas últimas no son consideradas formas de energía verde por el alto impacto ambiental que producen.

Cuando el Sol calienta la Tierra, además de generar corrientes de aire, hace que el agua del mar, principalmente, se evapore, ascienda por el aire y se mueva hacia las regiones montañosas para luego caer en forma de lluvia. Esta agua se puede colectar y retener mediante presas. Parte del agua almacenada se deja salir para que se mueva los álabes de una turbina engranada con un generador de energía eléctrica.

Dichas características hacen que sea significativa en regiones donde existe una combinación adecuada de lluvias, desniveles geológicos y orografía favorable para la construcción de represas. La energía hidráulica se obtiene a partir de la energía potencial y cinética contenida en masas de aguan que transportan los ríos, provenientes de la lluvia y del deshielo. El agua en su caída, entre dos niveles del cauce se hace pasar por una turbina hidráulica la cual transmite la energía a un alternador el cual la convierte en energía eléctrica.

- Ventajas

- Se trata de una energía renovable y limpia, de alto rendimiento energético.

- Es una energía inagotable.

- Es ecológica.

- Debido al ciclo del agua su disponibilidad es inagotable.

- Es una energía totalmente limpia, no emite gases, no produce emisiones tóxicas, y no causa ningún tipo de lluvia ácida.

- Permite el almacenamiento de agua para abastecer fácilmente actividades recreativas o sistemas de riesgo.

- Se pueden regular los controles de flujo en caso de que haya riesgo de una inundación.

- Ventajas económicas

La gran ventaja de la energía hidráulica o hidroeléctrica es la eliminación parcial de los costes de combustible. El coste de operar una planta hidráulica es casi inmune a la volatilidad de los combustibles fósiles como la gasolina, el carbón o gas natural. Además, no hay necesidad de importar combustibles de otros países.

Las plantas hidráulicas también tienden a tener vidas económicas más largas que las plantas eléctricas que utilizan combustibles. Hay plantas hidráulicas que siguen operando después de 50 a 99 años. Los costos de operación son bajos porque las plantas están automatizadas y tienen pocas personas durante su operación normal.

Como las plantas hidráulicas no queman combustibles, no producen directamente dióxido de carbono, muy poco dióxido de carbono es producido durante el periodo de construcción de las plantas, pero es poco; especialmente en comparación a las emisiones de una planta equivalente que quema combustibles.

Principio de Bernoulli: También denominado ecuación de Bernoulli o Trinomio de Bernoulli. Describe el comportamiento de un flujo laminar moviéndose a lo largo de una corriente de agua. Fue expuesto por Daniel Bernoulli. Expresa que en un fluido ideal (sin viscosidad ni rozamiento) en régimen de circulación por un conducto, la energía que posee el fluido permanece constante a lo largo de su recorrido. La energía de un fluido en cualquier momento consta de tres componentes:

- Cinética: Es la energía debida a la velocidad que posea el fluido.

- Potencial gravitacional: Es la energía debido a la altitud que un fluido posea.

- Energía de flujo: Es la energía que un fluido contiene debido a la presión que posee.

Gasto hidráulico: También se llama ecuación de continuidad, representa la conservación de la masa: significa que la masa no puede ser creada ni destruida. Sólo se puede transformar, similar a la conservación de la energía, para un fluido incomprensible, es decir, de densidad constante. La ecuación de continuidad se reduce a: G=AV.

La misma cantidad de fluido que entra por un lado del tubo, es la que sale por el otro lado en el mismo intervalo de tiempo.

MATERIALES

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