Transformación y utilización de la energía hidráulica
El movimiento del fluido se realiza por conductos cerrados sobre los que se ejerce una
presión diferente a la atmosférica. Las fuerzas principales que intervienen son las de
presión.
Mediante sistemas apropiados, la energía hidráulica se puede transformar para utilizarla
ya sea como energía activa en la forma de presión o cinética, o en su forma de energía
de posición como depósito de almacenamiento en diferentes sectores de la economía
hidráulica: riegos, acueductos, centrales hidroeléctricas, sistemas de bombeo, etc.
Así, por ejemplo, la energía de posición de un embalse situado en la montaña, se
transforma en energía cinética y de presión capaz de hacer circular un caudal
determinado por un conducto, cuya energía activa remanente se utiliza para accionar
una turbina que la transforma en energía mecánica, la cual a su vez mediante un
generador, se convierte en energía eléctrica.
Por otro lado, se requiere de energía eléctrica para accionar una bomba y vencer un
desnivel entre el punto de succión y la descarga. El trabajo realizado en cada etapa,
gasta energía utilizable desde el punto de vista hidráulico y la transforma en energía
calorífica.
Pérdidas de energía
Al desplazarse el líquido de un punto a otro del conducto, la energía total va
disminuyendo debido a la fricción ocasionada por el movimiento del agua en la tubería,
o por pérdidas locales provocadas por piezas especiales y demás características de una
instalación, tales como curvas, válvulas, piezas de derivación, reducción o aumento de
diámetro, etc.
Cuando se trata de conductos cerrados, el único tipo de energía que puede perderse por
razón del movimiento del fluido es la energía de presión, ya que la energía cinética debe
permanecer constante si el área es constante para caudal constante, y la energía de
posición solo depende de los desniveles topográficos, tal como se ilustra en la Figura
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El desplazamiento del agua a través de un conducto, encuentra
resistencias que le demandan pérdida de energía las que son de dos tipos: pérdidas por
fricción que se consideran usualmente las pérdidas mayores y las pérdidas locales que
usualmente constituyen las pérdidas menores, también llamadas pérdidas poraditamentos o por accesorios.V²/2g).V²/2g).
Las pérdidas enumeradas son las siguientes:
1. Pérdida de carga local: entrada en el tubo (0.5
2. Pérdida de carga por fricción a lo largo del tramo I (medida por la inclinación de la
línea de energía).
3. Pérdida de carga local por contracción brusca.
4. Pérdida de carga por fricción a lo largo del tramo II (medida por la inclinación de la
línea de energía; es mayor en este tramo en que el diámetro es menor).
5. Pérdida de carga local debida al ensanchamiento brusco de sección.
6. Pérdida de carga por fricción a lo largo del tramo III.
7. Pérdida de carga local: salida de la tubería y entrada en el depósito
Entre los tramos I y II hay una caída en la línea piezométrica: parte de la energía de
presión se convierte en energía de velocidad, porque en el tramo II, de menor diámetro,
la velocidad se eleva; al pasar de II a III hay una recuperación por la razón inversa.
