Resumen una turbina hidráulica es accionada por el agua en movimiento, una vez que ésta es debidamente encauzada hacia el elemento de turbina denominado distribuidor,
descargar 79.29 Kb.
|
R  EPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL BOLIVARIANA UNEFA NÚCLEO – LARA REACTORES NUCLEARES Vs TURBINAS HIDRAULICAS Profesor: Betzy Terán Autores: Barrios Johan C.I: 17.941.366 Crespo Jeffica C.I: 17.942.900 Montilla Jorge C.I: 19.147.751 Leal Gerardo C.I: 18.952.152 Sección: 7T1IE BARQUISIMETO, JUNIO DE 2010 R EPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL BOLIVARIANA UNEFA NÚCLEO – LARA REACTORES NUCLEARES vs. TURBINAS HIDRAULICAS RESUMEN Una turbina hidráulica es accionada por el agua en movimiento, una vez que ésta es debidamente encauzada hacia el elemento de turbina denominado distribuidor, el cual, circularmente, distribuye, regula y dirige un caudal de agua que tiende a incidir, con mayor o menor amplitud, hacia el centro del círculo descrito, sobre un rotor o rueda móvil conocida con el nombre de rodete, que, conjuntamente con el eje en el que está montado, ha de estar perfectamente equilibrado dinámica y estáticamente. Un reactor nuclear es un dispositivo en donde se produce una reacción nuclear controlada. Se puede utilizar para la obtención de energía en las denominadas centrales nucleares, la producción de materiales fisionables, como el plutonio, para ser usados en armamento nuclear, la propulsión de buques o de satélites artificiales o la investigación. Una central nuclear puede tener varios reactores. Actualmente solo producen energía de forma comercial los reactores nucleares de fisión, aunque existen reactores nucleares de fusión experimentales. Es preciso saber una pequeña definición de cada componente que se va a estudiar, esto nos da una idea de lo que se va a tratar a lo largo del trabajo, además nos ayuda a poder realizar las comparaciones previstas; como lo son sus ventajas y desventajas, sus costos de inversión, sus tipos de mantenimiento, entre otros; para así cumplir con el objetivo del mismo. INTRODUCCIÓN Los inicios para la obtención y transformación de la energía nuclear datan de los años 1930-1945, cuando se obtuvo en forma artificial y controlada esta forma de energía, para la construcción de la primera bomba atómica. En este sentido, existe una creencia común de asociar a los reactores nucleares exclusivamente con la generación de energía eléctrica, lo cual representa su principal uso, más, el valor aportado en campos como la medicina, la agricultura y muchos otros, sobrepasan lo cuantificable, especialmente por el crecimiento continuo de los productos de investigación en estos ámbitos. La turbina, es una palabra relacionada con el torbellino creado por un fluido, se entiende todo dispositivo mecánico capaz de convertir en trabajo, en la forma de movimiento de rotación, la energía cinética presente en masas de agua, vapor o gas, al encontrarse éstas dotadas de una determinada velocidad de desplazamiento. Vamos a centrarnos en el estudio exclusivo de las denominadas turbinas hidráulicas, expresión que identifica a las máquinas motrices accionadas por el agua, instaladas en tas Centrales Hidroeléctricas. En base a la consideración anterior, podemos decir que turbina hidráulica es la máquina destinada a transformar la energía hidráulica, de una corriente o salto de agua, en energía mecánica. Por lo tanto, toda turbina convierte la energía del agua, manifestada bien en su forma de presión (energía potencial o de posición) como en la de velocidad (energía cinética), en el trabajo mecánico existente en un eje de rotación. Ventajas y Desventajas de los Reactores Nucleares Ventajas de los reactores nucleares
Desventajas de los reactores nucleares
Ventajas y desventajas de las turbinas hidráulicasVentajas de las turbinas hidráulicas
Desventajas de las turbinas hidráulicas
Tabla #01. Cuadro Comparativo entre los costos de la turbina hidráulica Vs. Reactor nuclear Eficiencia de un Reactor Nuclear Se denomina ciclo del combustible nuclear al conjunto de operaciones necesarias para la fabricación del combustible destinado a las centrales nucleares, así como al tratamiento del combustible gastado producido por la operación de las mismas. En el caso del uranio, el ciclo cerrado incluye la minería, la producción de concentrados de uranio, el enriquecimiento (si procede), la fabricación de los elementos combustibles, su empleo en el reactor y la reelaboración de los elementos combustibles irradiados, para recuperar el uranio remanente y el plutonio producido, separando ambos de los residuos de alta actividad que hay que evacuar definitivamente. Si el combustible irradiado no se reelabora es considerado en su totalidad como residuo radiactivo, lo que se denomina ciclo abierto, con lo que no se completa el denominado ciclo del combustible nuclear. Eficiencia de una Turbina Hidráulica Para conocer la eficiencia se estudia la tendencia de la máxima eficiencia como función de la velocidad. Estos son valores óptimos y se aplican a grandes turbinas, las pequeñas, no importan cuán bien diseñadas o construidas estén no deben producir valores tan elevados como estos. Una razón para esta diferencia entre las turbinas grandes y pequeñas es la de las fugas relativas. Para una turbina grande las pérdidas de fugas son muy pequeñas, del orden del 1 %, mientras que para los rodetes pequeños las distancias de compensación en los anillos de sellaje no pueden ser reducidas en proporción con otras dimensiones, y por esto las fugas se convierten en un valor porcentual grande. También para la misma velocidad, la fricción del fluido en el flujo a través de pequeños pasajes es mayor que la velocidad a través de pasajes más largos, mayormente por la gran rugosidad relativa. El efecto del tamaño en la eficiencia de la turbina es de importancia en la transferencia de resultados de prueba en pequeños modelos a sus prototipos. Para el caso de las turbinas Francis y de Hélice esto puede ser hecho a través de la formula de Moody que se muestra a continuación:  Esto sólo puede ser aplicado a máquinas homologas. También hay un aumento de la fricción del fluido en los pasajes largos y estrechos del rodete, característicos de rodetes Francis de baja velocidad específica. A altas velocidades específicas este efecto disminuye en importancia y hay un aumento de eficiencia. Pero una velocidad específica muy elevada incrementa la fricción del fluido producto de una elevada fricción relativa a través del rodete. También la pérdida de energía cinética en la descarga es mayor, por lo que la eficiencia disminuye y entonces las turbinas de Hélice se convierten en más deseables. Las pérdidas de Energía en una turbina de reacción pueden ser simplemente descritas en:
Todas estas pérdidas varían en diferentes maneras, y no es posible tenerlas a todas en un valor mínimo en un mismo punto. La eficiencia de la turbina será máxima cuando todas estas pérdidas sean mínimas. Eficiencia Mecánica La eficiencia mecánica de la turbina es la relación de la potencia obtenida en el eje con la potencia de entrada al mismo. Las dos potencias se diferencian por la cantidad de pérdidas de Fricción en el eje y por las pérdidas para vencer el arrastre del agua muerta en las superficies exteriores del rodete. Estas pérdidas se consideran como mecánicas. Evidentemente la eficiencia de la turbina es:  Eficiencia de algunas Turbinas
Tabla #02. Eficiencia mecánica de algunas turbinas hidráulicas
Tabla #03. Cuadro comparativo entre la rentabilidad presentada para un reactor nuclear vs. Turbina hidráulica Mantenimientos
Tabla #04. Cuadro Comparativo entre los mantenimientos de la turbina hidráulica Vs. Reactor nuclear Impacto ambiental de un reactor nuclear Los modelos utilizados por la industria nuclear, para estimar el impacto de las radiaciones en el cuerpo humano, parten de un cierto nivel de daño permitido. El uso del término "nivel de seguridad" por la industria nuclear, no supone niveles de exposición inocuos para la salud, sino niveles en los cuales inversiones de prevención exceden a los gastos de curación. Es más: recientes estudios sobre poblaciones "sobrevivientes a la bomba" muestran, que la exposición a ciertas radiaciones puede ser mucho más peligrosa de lo presentado en dichos modelos oficiales. Con frecuencia se intenta minimizar el impacto de la radioactividad artificial, comparándola con el nivel de radiación ambiental natural. El comportamiento químico y biológico de los radio isótopos artificiales provoca su concentración en la cadena alimenticia, o en ciertos órganos, en mayor grado que los naturales. Los organismos vivientes nunca tuvieron que evolucionar para soportar tales substancias. Por tanto, su presencia supone un riesgo mucho mayor de lo que muestra una comparación simplista de su radioactividad. En relación a la contaminación nuclear, no se puede recalcar suficientemente que lo que cuenta, biológicamente, es la suma a través del tiempo de todos los daños de todas las fuentes y eventos combinados que liberan venenos persistentes (radioactivos u otros) a la biosfera... Cada aporte a esta suma importa. Como parte de su operación normal, la producción nuclear libera radioactividad venenosa en el aire, tierra y agua. Las sustancias radioactivas emiten partículas alfa y beta y rayos gamma, los que pueden dañar a las células vivas. Una alta dosis de radiación puede conducir a la muerte en cuestión de días o semanas, y se sabe ahora que las dosis bajas de radiación son mucho más dañinas para la salud de lo que se pensaba anteriormente. La exposición prolongada a la llamada radiación de bajo nivel puede causar problemas graves y perdurables a la salud humana, tanto para las personas expuestas como para su descendencia Impacto ambiental de la turbina hidráulica La construcción de grandes embalses puede inundar importantes extensiones de terreno, obviamente en función de la topografía del terreno aguas arriba de la presa, lo que significa pérdida de tierras del valle, generalmente las más fértiles; Cambia los ecosistemas en el río aguas abajo. El agua que sale de las turbinas no tiene prácticamente sedimento. Esto puede resultar en la erosión de las márgenes de los ríos. Cuando las turbinas se abren y cierran repetidas veces, el caudal del río se modifica drásticamente causando una dramática alteración en los ecosistemas. Impacto social y económico
Tabla #05. Cuadro Comparativo entre los impactos sociales y económicos de la turbina hidráulica Vs. Reactor nuclear Situación presente y futura de los reactores nucleares existentes en el país El empleo de los reactores nucleares es muy amplio. En la agricultura, por ejemplo, entre centenares de otras aplicaciones, facilita la investigación de la fertilidad de los suelos o el mejoramiento genético de plantas y animales Con los recientes acuerdos suscritos con Rusia para el desarrollo de la energía nuclear, Venezuela retoma el camino que hace casi medio siglo la condujo a la vanguardia del desarrollo científico en Latinoamérica. Y es que, efectivamente, en 1960 fue inaugurado el Reactor Nuclear Experimental RV1 del Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas (IVIC). Esta usina, cuya construcción comenzó en 1956, por iniciativa del científico venezolano Humberto Fernández Morán, cuando el actual IVIC se denominaba Instituto Venezolano de Investigaciones Neurológicas y Cerebrales (IVNIC), fue la primera de su tipo en Latinoamérica y marcó un hito en el desarrollo científico regional. Tuvo un papel pionero en el desarrollo científico y tecnológico de la microscopia electrónica, y en estudios estructurales fisiológicos del cerebro. A comienzos de la presente década, el reactor nuclear, el RV-1, fue transformado reversiblemente en una planta de irradiación de rayos Gamma (PEGAMMA), a través de la cual el IVIC presta con acierto servicios de esterilización microbiológica de alimentos, materiales quirúrgicos y otros. En este reactor nuclear se “producían radioisótopos para aplicaciones médicas”, Los radioisótopos son elementos que se utilizan en la medicina nuclear, como en la radioterapia y la radiología. Con esta tecnología se garantiza un diagnóstico más preciso y tratamiento para enfermedades como el cáncer. Al no poseer este reactor nuclear, Venezuela debe comprar estos elementos a países como Argentina. Así se inició la experiencia venezolana en el manejo de este tipo de energía que, en un futuro próximo, será potenciada por los acuerdos establecidos por el Gobierno venezolano con Rusia y otros países como Bielorrusia e Irán. Situación presente y futura de las turbinas hidráulicas existentes en el país El desarrollo de las turbinas hidráulicas, ha de jugar un papel importante en el abaratamiento de los costos y accesibilidad a las fuentes de energía, así como en la sustitución de los combustibles fósiles debido a sus altos costos. Aunque el desarrollo de una turbina requiere costos de inversión inicial relativamente bajo, comparadas con reactores nucleares de igual capacidad, se ha demostrado que a largo plazo son más económicas respecto al consumo, con una mayor vida útil, sin estar sujetas a los incrementos en los precios de combustibles y mantenimiento durante su operación. Es por ello que esencialmente la Empresa EDELCA se ha avocado en los últimos años a la construcción y a la elaboración de proyectos de desarrollos hidroeléctricos en la región sur del país (Edo. Bolívar y Amazonas), con el objetivo fundamental del desarrollo hidroeléctrico y conservación integral de la cuenca del Río Caroní, tanto para grandes como para pequeños potenciales de energía. (FERNÁNDEZ, S. 1992) Entre los principales proyectos y desarrollos hidroeléctricos encontrados en los estados sur del país, tenemos: En operación:
En construcción:
Conclusión Los reactores nucleares, más allá de la generación de electricidad, presentan como valor agregado el estímulo a la tecnología y el disponer de materiales, equipos y métodos basados en la radioactividad, los cuales son fundamentales en la medicina moderna y en muchos otros ámbitos; estas fuentes de energía, acompañadas de apropiados proyectos de energía eólica, garantizarán a futuro un superávit energético, que con un uso racional y un apropiado programa de mantenimiento de los sistemas de transmisión y distribución, podría permitirle a Venezuela, ser el futuro exportador por excelencia de hidrógeno. Una turbina hidráulica es una turbomáquina motora hidráulica, que aprovecha la energía de un fluido que pasa a través de ella para producir un movimiento de rotación que, transferido mediante un eje, mueve directamente una máquina o bien un generador que transforma la energía mecánica en eléctrica, así son el órgano fundamental de una Central hidroeléctrica. El desarrollo de las turbinas hidráulicas, ha de jugar un papel importante en el abaratamiento de los costos y accesibilidad a las fuentes de energía, así como en la sustitución de los combustibles fósiles debido a sus altos costos. Aunque el desarrollo de una turbina requiere costos de inversión inicial relativamente bajo, comparadas con reactores nucleares de igual capacidad, se ha demostrado que a largo plazo son más económicas respecto al consumo, con una mayor vida útil, sin estar sujetas a los incrementos en los precios de combustibles y mantenimiento durante su operación. REFERENCIAS S. A (2010). Turbina_Francis#Ventajas_y_desventajas. Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/. [Consulta Junio 2010] S. A (2010). centrales-hidroelectricas_3. Disponible en: http://html.rincondelvago.com/. [Consulta Junio 2010] S. A (2010). Discusi.sobre_los_problemas_ambientales. Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki. [Consulta Junio 2010] S. A (2010). trabajos10/pain/pain. Disponible en: http://www.monografias.com/. [Consulta Junio 2010] S. A (2010). Medio-Ambiente/La-Energia-Nuclear-a-Debate. Disponible en: http://www.formaselect.com/areas-tematicas/. [Consulta Junio 2010] |
