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.

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.



Competencias a desarrollar

1. Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio

2. Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética

3. Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado

Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía.

4. Conocimiento en materias básicas y tecnológicas, que les capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías, y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.

5. Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la Ingeniería.

6. Conocimientos para la realización de mediciones, cálculos, valoraciones, tasaciones, peritaciones, estudios, informes, planes de labores y otros trabajos análogos.

Adquirir los conocimientos fundamentales de las 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.



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

• Final Assessment System
• Tools and qualification percentages:
  • Written test to be taken (%): 70
  • Realization of Practical Work (exercises, cases or problems) (%): 5
  • Individual works (%): 10
  • Team projects (problem solving, project design)) (%): 8
  • Exhibition of works, readings ... (%): 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 y de un ejercicio tipo)

T2 – Realización de casos prácticas 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.

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.

Apuntes de clase

Basic bibliography

• 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