Es objeto de esta asignatura es estudiar el proceso y la ingeniería básica para el diseño de los distintos elementos para la transformación de la energía potencial del agua captada en su medio natural en energía mecánica.

El alumno debe alcanzar a conocer todos los conceptos relacionados con el aprovechamiento y manejo de la energía de origen hidráulico y los principios básicos sobre la gestión hidroeléctrica en el mercado energético global.



Vinculación con el módulo: La mecánica de fluidos como disciplina envolvente del conocimiento de la hidráulica y de las máquinas hidráulicas es el área de conocimiento fundamental que deberá acreditar el alumno para la óptima asimilación de los conocimientos de la asignatura.

La hidráulica marcará las pautas para el desarrollo de las obras hidráulicas asociadas a una central: Tipología de presas-embalses, obras de toma, canales, chimeneas de equilibrio, pozos de carga, tuberías forzadas, turbinas, conductos de aspiración, obras de restitución y aparellaje hidráulico relacionado



Coordinación

Horizontal: Se trata de una asignatura que se imparte una vez desarrollada la disciplina de la mecánica de fluidos.

Vertical: Supone un aprendizaje fundamental para abordar ulteriores disciplinas relacionadas con la Gestión de los Recursos Hidráulicos y la Explotación y Mantenimiento de Sistemas Hidráulicos, asignaturas de cursos superiores.

Competencia de Módulo: M04 - Optatividad

- M040P5: Capacidad para desarrollos, proyectos y estudios avanzados en el ámbito de la Ingeniería Energética, con un alto grado de autonomía.



Resultados de aprendizaje:



- Realización de proyectos y estudios avanzados sobre centrales fluidomecánicas

Tema1: Introducción a la energía hidroeléctrica: Antecedentes históricos. Definiciones y unidades. La energía hidroeléctrica en el contexto energético nacional. Oferta energética, demanda y curvas de carga. La energía hidroeléctrica en el marco de las energías renovables.

Tema 2: Ecuaciones fundamentales de la mecánica de fluidos personalizadas para su aplicación a las transformaciones energéticas de origen hidráulico

Principio de transporte de Reynolds. Ecuaciones de continuidad Ecuaciones de la cantidad de movimiento. Ecuación de Bernoulli. Flujo de agua en canales y tuberías.

Tema 3: Centrales hidroeléctricas y las turbinas hidráulicas.

Concepto de salto. Caudales turbinados. Esquemas de aprovechamiento. Turbinas de acción y de reacción. Elementos de una turbina. Triángulo de velocidades. Curvas características. Velocidad específica. cavitación. Introducción a la teoría de semejanza. Criterios de selección de turbinas.

Tema4: Tipos de aprovechamientos hidroeléctricos:

Transferencia en el tiempo de la oferta hídrica. Regulación de la energía disponible (diaria, semanal, mensual anual). Energía garantizada. Concepto de productividad y coeficiente de eficacia. Centrales de gran salto. Centrales pié de presa. Centrales de hilo de agua. Centrales con elemento compensador. Minicentrales.

Tema5: Elementos constitutivos de un aprovechamiento hidroeléctrico:

Presas de embalse: Tipología y órganos de desagüe. Obras de toma. Diseño de canales y conducciones de baja presión. Diseño de cámaras de carga y chimeneas de equilibrio en régimen de oscilación en masa. Diseño de tuberías forzadas. Sala de turbinas. Disposición de turbinas según tipos. Tubería de aspiración Obras de restitución. Regulación y control

Tema 6: Aspectos económicos de centrales de mediana potencia (hasta 15 MW)

Nociones de hidroeconomía. Dimensiones óptimas de las instalaciones y sus costes. Amortización y retorno de la inversión de las inversiones.

Durante el transcurso de la asignatura se propondrán casos prácticos (unos para resolverlos de forma individual y otros en grupo), que serán expuestos en clase

Asimismo, a medida que avanzara la asignatura se realizará un trabajo sobre una Central Fluidomecánica ya existente aplicando los conocimientos tramsitidos en las clases magistrales.

“En el caso de que las condiciones sanitarias impidan la realización de una actividad docente y/o evaluación presencial, se activará una modalidad no presencial de la que los/las estudiantes serán informados puntualmente.”

Para aprobar la asignatura la calificación final debe de ser mínimo 5,0.

• Sistema de Evaluación Final
• Herramientas y porcentajes de calificación:
  • Prueba escrita a desarrollar (%): 70
  • Realización de prácticas (ejercicios, casos o problemas) (%): 5
  • Trabajos individuales (%): 10
  • Trabajos en equipo (resolución de problemas, diseño de proyectos) (%): 8
  • Exposición de trabajos, lecturas… (%): 5
  • Asistencia a Prácticas de Campo (%): 2

EVALUACIÓN y TAREAS

Existen 5 tareas evaluables con diferente peso en la nota final:

T1 – Examen final: 70 % (que constará de una parte de teoría 30 % y de un ejercicio tipo 40%)

T2 – Realización de casos prácticos y su exposición 10%

T3 – Trabajos individuales: 10 %

T4 – Trabajos en equipo: 8 %

T5 - Prácticas de campo: 2 %

Para aprobar la asignatura la calificación final debe de ser mínimo 5,0.

La prueba de examen final será la misma en todos los grupos de la asignatura.

Cuando no sea posible mantener el sistema de evaluación fijado se establece un sistema que permite acreditar la consecución de conocimientos y competencias inherentes a la asignatura: en este caso consta de una única prueba final escrita configurada de tal forma que comprende el 100% de la asignatura.

La prueba de examen final será la misma en todos los grupos de la asignatura.

Apuntes de clase

Bibliografía básica

• Mecánica de fluidos y aplicaciones en ingeniería. Joseph Franzini. Mc Graw Hill

• Hidráulica de canales abiertos. Ven Te Chow.Mc Graw Hill

• Turbomáquinas Hidráulicas. Claudio Mataix. Ediciones ICAI

• Presas de embalse y saltos de agua. Gómez Navarro.

• Centrales Hidroeléctricas. Editorial Paraninfo.

• Minicentrales Hidroeléctricas: Martinez Serrano