¿Cómo medir la cabeza de una corriente de agua?

presionagua ¿Cómo medir la cabeza de una corriente de agua?Se conoce como cabeza de una corriente de agua a la distancia vertical que hay entre el punto donde se capta el agua y el punto donde se va a utilizar. Hay que calcular el desnivel a partir del punto de entrada de la tubería por la que se canalizaría el agua hasta el punto de salida donde se situará la turbina hidráulica. Es, pues, una medida del desnivel de la canalización. Se expresa la medida en metros.
Para medir la cabeza hay dos formas prácticas de hacerlo:
dot ¿Cómo medir la cabeza de una corriente de agua? Usando un nivel y barras verticales. El método es sencillo. Con la ayuda de un nivel se puede ver la línea horizontal. En las barras verticales se puede medir la diferencia de cota del punto más alto al más bajo. En el caso que el desnivel sea muy grande habrá que dividir la distancia en varias partes y sumar el resultado total. En el caso de ser un desnivel complicado de medir habrá que realizar el cálculo usando la técnica topográfica.manometro ¿Cómo medir la cabeza de una corriente de agua?
dot ¿Cómo medir la cabeza de una corriente de agua? Midiendo la presión. La medida se puede hacer con un manómetro. Teniendo en cuenta que se cumple, de forma aproximada, que cada 1Kg/cm2 de presión son 10 metros de altura el resto es hacer la correspondiente proporción en función de la lectura que da el manómetro. El diámetro de la tubería o la manguera que usemos para hacer la medición no influye para nada en los cálculos a excepción de que hubiera algún consumo indeseable en algún punto (normalmente suele ser una pérdida).

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¿Cómo medir el caudal de una corriente de agua?

Saber medir el caudal de una corriente de agua va bien para determinar si el sistema que pensamos construir es viable. El caudal es una medida que se expresa en volumen que pasa por un determinado punto durante un determinado tiempo. Las unidades más habituales son los litros por segundo (l/seg) o los metros cúbicos por segundo (m3/seg) para grandes corrientes de agua. Como los niveles de agua pueden cambiar según la época del año convendrá realizar varias mediciones y hacer un promedio.caudal1 300x200 ¿Cómo medir el caudal de una corriente de agua?
dot ¿Cómo medir el caudal de una corriente de agua? Medir un caudal en función de cuánto tiempo tarda en llenarse un recipiente. Este método se usa para medir corrientes de agua muy pequeñas.  Primero habría que construir una pequeña presa con una única sola tubería de salida. Luego hay que colocar un recipiente que tenga un volumen que se conozca al final de la tubería. Con un cronómetro hay que medir el tiempo que se tarda en llenar el recipiente. El cálculo final a realizar es dividir el volumen del recipiente por el tiempo que se ha tardado en llenarse. Por ejemplo:
Datos: un cubo de 15 litros y tarda 5 segundos en llenarse.
Caudal: 15 litros / 5 segundos = 3 litros/segundo.caudal2 300x191 ¿Cómo medir el caudal de una corriente de agua?
dot ¿Cómo medir el caudal de una corriente de agua? Medir el caudal con una boya. Este método se usa para medir caudales en grandes ríos. El sistema necesita disponer dos datos preliminares para realizar el cálculo: la superficie de una sección del río y la velocidad del agua.
- Para medir la superficie de una sección de un río se puede disponer un listón o una cuerda bien nivelado que vaya de lado a lado del río. Sobre el listón hay que medir la anchura del río y se multiplica por la profundidad media. Lo más complicado puede ser medir la profundidad media. Para ello, se suelen hacer varias mediciones en intérvalos regulares sobre el listón y mirar la profundidad en cada punto. Los datos obtenidos se promedian.caudal3 ¿Cómo medir el caudal de una corriente de agua?
- Para medir la velocidad del agua se determina en la orilla una distancia conocida y con la ayuda de una boya se calcula el tiempo que tarda en recorrer la distancia. Suele ser necesario registrar varios tiempos y hacer un promedio. La velocidad del río es el resultado de dividir la distancia recorrida por el tiempo empleado. Como el lecho del río provoca una fricción al agua en movimiento suele pasar que el agua del fondo va un poco más lenta que la de la superficie. Para evitar este error, el resultado se corrige con un factor de 0,83 que ofrecerá una cifra más exacta.
Datos: la boya va a 0,5 metros por segundo y la sección del río da una superficie de 0,3 metros cuadrados.
Caudal: 0,83 x 0,5 m/seg x 0,3 m2 = 0,124 m3/seg = 124 litros/seg.

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Componentes básicos de un sistema hidráulico

canaldeagua Componentes básicos de un sistema hidráulicodot Componentes básicos de un sistema hidráulico Concepto: El funcionamiento de un sistema hidroeléctrico consiste en en conectar una serie de componentes de tal forma que el agua que fluye por un extremo genera electricidad por el otro. La manera más eficaz de aprovechar la energía del agua en movimiento es con una turbina hidráulica. El agua fácilmente convierte su fuerza al moverse en una energía que puede hacer girar un eje. Esta energía, a su vez, fácilmente se transforma en energía eléctrica usando un generador.
dot Componentes básicos de un sistema hidráulico Cálculos previos: Para empezar a proyectar un sistema hidroeléctrico es necesario disponer dos datos básicos: el caudal que determina cuánta agua se va a disponer y la cabeza que es el desnivel que existe entre el punto de captación de agua y el punto donde se va a utilizar. Estos dos datos esenciales van a determinar una serie de características técnicas que deberá tener el conjunto del equipo: diámetro de la tubería, turbina, velocidad de rotación y potencia del generador.
Azud y Pozo de las Escaleras 300x225 Componentes básicos de un sistema hidráulicodot Componentes básicos de un sistema hidráulico Desvío del agua: En el punto inicial hay que construir un desvío para el agua. Se conoce con el nombre de azud. Suele ser una arqueta o una pequeña presa que forman un estanque profundo. Hay que crear un caudal suave en este punto. Suele ser necesario, en la mayoría de las ocasiones, disponer un filtro para limpiar de suciedad el agua. El agua sucia puede estropear la turbina muy rápidamente. No hay que captar la totalidad del agua porque se puede perjudicar la fauna y la flora del curso del agua. Hay que dejar pasar un mínimo ecológico.
dot Componentes básicos de un sistema hidráulico Tuberías: Se hace fluir el agua de la captación a la turbina mediante una tubería o un canal. Al entrar en un espacio reducido el agua va adquiriendo presión a medida que la fuerza de la gravedad la transporta. El diámetro, la longitud y el desnivel influyen en la eficacia del sistema.
ruedahidraulica Componentes básicos de un sistema hidráulicodot Componentes básicos de un sistema hidráulico Turbina: Es una pieza importante del equipo. Va a sufrir desgaste porque es la que gira y está en contacto con el agua. La eficacia del sistema depende de su diseño y en especial de los puntos de entrada y salida. Hay dos tipos de turbina:
- Las turbinas de reacción son las que se sumerjen dentro del agua. Se emplean en sistemas de cabeza baja y caudal elevado.
- Las turbinas de impulso son las que funcionan con una parte fuera del agua y se mueven por chorros de alta velocidad. Se emplean con sistemas de cabeza alta y utilizan toberas que producen los chorros de alta velocidad.
dot Componentes básicos de un sistema hidráulico Generador: Es el aparato que acciona la turbina. Es interesante que el generador gire de forma que sea lo más constante posible. Debe incluir un sistema de desconexión de emergencia. Es interesante que esta instalación vaya protegida en el interior de una central por motivos de seguridad.
dot Componentes básicos de un sistema hidráulico Canal de descarga: Es la canalización que devuelve el agua a su curso natural. Si parte del canal de descarga es una tubería sellada por debajo de la turbina se aumenta la cabeza.

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Construye tu propia turbina eólica

turbina casera Construye tu propia turbina eólicaEn este artículo relaciono el conjunto de piezas necesario para poder construirse uno mismo una turbina eólica.
dot Construye tu propia turbina eólica Aspas. La ingeniería aeronáutica actual calcula que con los diseños actuales como mucho se puede aprovechar un 50% de la energía del viento. Es por este motivo, que es importante contar con unas buenas aspas y lo más grandes posibles. En principio, cuanto menos viento exista en la zona las aspas mayores deben ser las aspas. Para las aspas existen diferentes opciones: las más económicas tienen un ángulo constante de ataque y de anchura mientras que las complejas varían su anchura y se retuercen sobre sí. Cuanto mejor sea el aspa más eficiente será la turbina. También tendremos que el conjunto hará menos ruido con vientos fuertes y las aspas girarán con más facilidad.
dot Construye tu propia turbina eólica Veleta. Conviene disponer una veleta en el conjunto para que las aspas se encaren lo más centradas posibles a la dirección del viento.
turbila eolica diy1 300x225 Construye tu propia turbina eólicadot Construye tu propia turbina eólica Generador eléctrico. Igual no da esa sensación pero, en realidad, las aspas giran bastante despacio: a unas 200 rpm (vueltas por minuto) como mucho. Es el motivo por el que únicamente se puede usar un tipo de generador eléctrico: el alternador de imán permanente (PMA). Empieza a generar energía útil a partir de los 50 rpm y suele ofrecer una eficacia del 90%. El generador ideal debe de tener las siguientes características:
- El alternador que sea multifase y que produzca energía contínua. Es el que mejor pone en marcha el sistema.
- Comprobar que la eficacia sea la correcta.
- Usar rectificadores para pasar la corriente alterna que se genera a corriente contínua que podrá cargar las baterías.
dot Construye tu propia turbina eólica Protección contra las altas velocidades. Es muy importante que todas las turbinas eólicas cuenten con un sistema de emergencia para evitar los desperfectos ocasionados por los vientos intensos. Para ello se usan varios diseños posibles: intervenir en la inclinación de las aspas, plegado de cola, plegado de inclinación trasera o cambiar la flexión de las aspas. Sea lo que sea, se trata que la turbina no gire en exceso y no se dañen las partes mecánicas.
dot Construye tu propia turbina eólica Sistemas de desconexión. Es bueno poder desconectar el sistema manualmente para poder limpiar la turbina o protegerla del tiempo. La desconexión se puede poder hacer tanto del sistema eléctrico como del mecánico.
wind power generator wind turbine generator 2KW Construye tu propia turbina eólicadot Construye tu propia turbina eólica Torre. La torre debe ser muy sólida. Parece mentira la fuerza que puede llegar a tener el viento y lo fácil que es doblar una estructura de acero. Cuanto más alta sea la torre más reforzada debe ser. Todo es poco. Para alturas de torres de más de 10 metros es preciso una estructura muy resistente.
dot Construye tu propia turbina eólica Instalación eléctrica. Hay dos sistemas eléctricos posibles:
- Sistema conectado directamente a la red nacional. Es para grandes turbinas. Están compuestos por la turbina y un convertidor.
- Almacenamiento en baterías. La ventaja del almacenamiento en baterías es que la energía se conserva para poder ser utilizada un tiempo después. En estos casos el voltaje es un múltiplo de 12 voltios. Es bueno que el banco de baterías esté cerca de la turbina eólica.

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Energía eólica

turbila eolica diy 300x225 Energía eólicadot Energía eólica Fundamento: La energía eólica procede de la acción del Sol que calienta la tierra de forma desigual provocando con ello corrientes de aire de las zonas frías hacia las calientes. Una turbina eólica utiliza el viento para crear electricidad. El viento hace girar unas aspas que, a su vez, hacen girar una serie de imanes junto a bobinas de cobre de forma tal que se genera electricidad.
dot Energía eólica Viento: El viento no se puede considerar como una energía constante ya que no siempre sopla. Así, la energía eólica es bueno que forme parte de una combinación de métodos para obtener energía. Se suele complementar con la energía solar bastante bien. Caso de usar la energía eólica como una única fuente de energía lo interesante es acumularla en baterías.energy ball 300x198 Energía eólica
dot Energía eólica Velocidad del viento: Importa y mucho. La energía que se puede obtener con una turbina eólica es proporcional al cubo de la velocidad del viento. Por lo tanto, aunque no se reciba mucho viento con un tipo adecuado de turbina es posible generar mucha electricidad.
dot Energía eólica Turbulencias: Es otro factor importante a tener en cuenta. Las turbulencias están provocadas por obstáculos cerca del suelo o cerca de él. El viento pasa de ser un flujo uniforme procedente de una dirección a formar espirales. Éstas provocan cambios bruscos de velocidad y dirección. Algo nada recomendable para una turbina eólica. La clave para una buena producción eléctrica es que el viento sea lo más constante posible. Es lo que se conoce técnicamente como el viento laminar. Por lo tanto, cuantas menos turbulencias mejor y esto es porque cambian la dirección de la turbina constantemente y eso le hace perder eficiencia. Los cambios hacen que la velocidad del rotor fluctúe haciendo que se reduzca la producción y aumente el desgaste del equipo.
dot Energía eólica Problemas: Las turbinas eólicas provocan ruidos.

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