1. ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO
PROYECTO INTEGRADOR DE SABERES
“OPTIMIZACIÓN DE LA PRODUCCIÓN
DE ENERGÍA ELECTRICA CON LA IMPLEMENTACIÓN DE
CENTRALES HIDROELECTRICAS SECUENCIALES”
TUTORA
Ing.: María Isabel Uvidia
ESTUDIANTES RESPONSABLES
Erick Galarza
Jonathan Jurado
Renato Pazmiño
RIOBAMBA - ECUADOR
Oscar Nacimba
2013
Edwin Sislema
David Taday

2. TEMA
OPTIMIZACIÓN DE LA PRODUCCIÓN
DE ENERGÍA ELECTRICA CON LA
IMPLEMENTACIÓN DE
CENTRALES HIDROELECTRICAS SECUENCIALES

3. OBJETIVO
PRINCIPAL
 Construir centrales hidroeléctricas secuenciales para aprovechar los
las fuentes hídricas y mejorar la producción de energía a nivel
Nacional.
ESPECÍFICOS
 Situar a las centrales hidroeléctricas como pilares en la producción de
energía en el país.
 Dar a conocer los beneficios de la reutilización del agua en las
principales centrales hidroeléctricas
 Lograr el abastecimiento de energía eléctrica para todos los rincones
del país
 Contribuir con nuevos procesos para generar energía de maneras no
contaminantes que podrán ser aplicados en todo el mundo.

4. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
En el Ecuador se ha podido contar con las centrales hidroeléctricas para generar
energía la misma que utiliza la energía del paso del agua la, pero debido a los
cambios en el comportamiento del planeta a causa de la contaminación
ambiental se debe considerar que existirá épocas de estiaje lo cual dificulta la
generación de energía para el país lo que significa una falta de abastecimiento
de electricidad para toda una sociedad que está en constante crecimiento.
Debido a que el agua no sufre ningún cambio físico se la esta desaprovechando
por lo que deberíamos trabajarla las veces que sean posibles; es por esto que se
debería considerar la construcción de centrales hidroeléctricas Secuenciales cuyo
objetivo es aprovechar el paso de la misma mientras se cuente con un caudal de
agua apropiado.

5. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
“¿Por qué no optar por la construcción de centrales hidroeléctricas
secuenciales en que aprovechara una misma fuente hídrica con la
finalidad de aprovechar el agua y sobre todo mejorar la producción de
energía para todo el país.”

6. JUSTIFICACIÓN
La construcción de las centrales secuenciales se ve justificada en la demanda de
energía que aun aqueja al país Un beneficio obvio del proyecto hidroeléctrico es la
energía eléctrica, la misma que puede apoyar el desarrollo económico y mejorar la
calidad de la vida en el área servida. Los proyectos hidroeléctricos requieren
mucha mano de obra y ofrecen oportunidades de empleo.
El uso de sistemas capaces de generar energía de forma limpia y sostenible está
teniendo en los últimos años un gran crecimiento debido, en buena medida, al
empuje recibido por la confirmación de los problemas de cambio climático y
agotamiento de los recursos a los que se enfrenta nuestro planeta.

7. HIPÓTESIS
La implementación de “Centrales hidroeléctricas secuenciales” ayudará a
sacar más provecho a las fuentes Hídricas mientras esto sea posible lo
cual optimizará la producción de energía eléctrica que abastecerá de
electricidad a todos los rincones del país

8. PROPUESTA DEL PROYECTO
ESTUDIO DEL DIAGNÓSTICO
Entre estas etapas hemos pasado por lo que es el diagnóstico que no es
más que buscar una problemática que sea relevante a la carrera que
hemos decidido estudiar y plantear una solución, solución que en la
segunda etapa el que buscar información relevante y concreta fácil de
entender
A demás se ha podido notar que el proyecto en el que se trabaja desde
un punto ambientalista se está demostrando que las centrales
hidroeléctricas son pilares fundamentales en la generación limpia de
energía eléctrica.

9. FACTIBILIDAD

El proyecto es factible ya que se adentra en los métodos de generación de
energía por métodos limpios renovables, en este caso aprovechando la
energía cinética del agua.

Si hablamos del tiempo en el que estamos el proyecto presenta una
expectativa de contrarrestar los efectos de la contaminación ambiental por la
que estamos pasando en la actualidad como por ejemplo las épocas de estiaje
que se pueden dar; con la construcción de las Centrales Hidroeléctricas
Secuenciales se sacara provecho a un misma fuente hídrica almenas cuando
en ésta exista agua.

El proyecto es factible ya que creara nuevos puestos de trabajo ya sea para
operadores de las centrales así como para dar mantenimiento.

10. DISEÑO DE LA PROPUESTA
Para el diseño y construcción de una Central Hidroeléctrica se estima que
su costa varia entre los 18 hasta más de 100 millones por lo que
entendemos que las Centrales secuenciales no excederá los 5 millones
ya que siempre se mantendrá como una altura de máximo 25 m. para la
colocación de las turbinas de tipo Kaplan con las cuales van a trabajar
Dada la factibilidad de proyecto, se ha decidido construir una Maqueta
que tendrá como función demostrar el funcionamiento de una Central y
principalmente servirá como aplicativo de la investigación que se llevó a
cabo. Dando a conocer el objetivo principal que tuvo el proyecto con el
fin de obtener resultados y poder llegar a optar por conclusiones

11. Construcción del aplicativo
El objetivo de este, es representar el funcionamiento de las Centrales
Hidroeléctricas Secuenciales.

La maquete tiene un embalse que alimenta a la central principal, más
adelante se encuentran construidas otras Centrales que pasaran a llamarse
pequeña mini o micro centrales, dependerá de la caida con al se cuenta

Se ha implementado los transformadores, en donde se representa cables de
alta y baja tensión

La Central Principal cuenta con un embalse, representando el tipo de
centrales que Ecuador posee. Así mismo también el rio debe estar forrado con
plástico, y direccionarlo a la parte del borde de la maqueta para que
desemboque el agua.

12. MATERIALES

Espuma flex

Temperas

Papel lustre (para las pista)

Palitos circulares de caoba y balsa de 1mm.(para armar las torres de alta tensión)

Royos de papel higiénico (para remojarlo con agua y goma, y arrugar la superficie de la maqueta para la apariencia del
relieve de la tierra)

Casita armable

Cartón dúplex

Cartón

Plástico o cualquier otro material duro e impermeable.

Árbol para maquetas

Focos led

Cable negro delgado.

Baterías

Pegamento; goma, silicona

13. APLICACIÓN PRACTICA DE LA
PROPUESTA

14. PROCEDIMIENTO
Para el diseño y construcción de una Central Hidroeléctrica Secuencial se requerirá de
dos elementos:

Un caudal de agua “Q”

Una carga “H”
Es esencial saber el caudal con el que se piensa trabajar para definir el equipamiento a
instalar, de forma que la energía producida sea la máxima posible en función de la
fuente hídrica
Al igual que el caudal el salto es fundamental para diseñar una Central, esta debe ser
la máxima emitida por la topografía del suelo.

15. CALCULOS


16. 

17. 

18. En el ejemplo, anterior suponiendo que todas las centrales constaban de tres
turbinas se tiene:
Central Hidroeléctrica # 1
3 x 40 MW = 120 MW
Central Hidroeléctrica # 2
3 x 9.6 MW = 28.8 MW
Central Hidroeléctrica # 3
3 x 1.76 MW =.5.28 MW

19. 
ENERGIA TOTAL GENERADA APROVECHANDO UNA MISMA FUENTE HIDRICA:
Pt = P1 + P2 + P3
Pt = (120 + 28.8 + 5.28) MW
Pt = 154.08 MW

20. CONCLUSIONES

La construcción de las centrales secuenciales es una alternativa para evitar otras
formas de generación de energías contaminantes y situar a las centrales
hidroeléctricas como pilares en la producción de energía en el país.

Nuestro proyecto busca generar más energía eléctrica aprovechando una misma
fuente hídrica, siempre y cuando éste cumpla con las condiciones previamente
obtenidas que es que posea un caudal mínimo para su trabajo.

La construcción de las Centrales Hidroeléctricas Secuenciales permitirá un
crecimiento del sector laboral ya sea para su manejo o para su mantenimiento y
reparación de las partes mecánicas como turbinas y/o generadores.

21. CONCLUSIONES

Gracias a las Centrales Hidroeléctricas secuenciales se ha podido incrementar la
producción de Energía eléctrica casi un 30 % en una misma fuente Hídrica.

Casi un 30 % de Energía adicional se producirá, permitiendo de esta manera
almacenarla y utilizarla en épocas de estiaje evitando de esta manera evitar los
apagones y promoviendo una condición de Buen Vivir para la Sociedad.

22. RECOMENDACIONES

Las Centrales Hidroeléctricas secuenciales tendrán un mejor
rendimiento si estas se las construye con una altura mayor a los 15m,
caso contrario la energía producida no lograra cubrir lo invertido a
largo plazo.

En todas las Centrales secuenciales que se vayan a construir deberán
poseer una bomba de tipo Kaplan ya que la geografía de las fuentes
hídricas no perite construir otro embalse de la misma magnitud que la
principal

23. BIBLIOGRAFIA

Ortiz R. “Pequeñas Centrales Hidroeléctricas”. Bogotá: Mc Graw-Hill, 2001.

Stephen Chapman, “Maquinas eléctricas” (3ra Edición), editorial Mc Graw-Hill, 2000

Harper Gilberto, “Manual de instalaciones eléctricas residentes e industriales”, (2da Edición)

Oscar Mallitasi G. “Modelación y diseño para centrales Hidroeléctricas”, Ecuador, 2008

Organización Latinoamérica (OLADE). Lineamientos generales en el desarrollo de Pequeñas
Centrales Hidroeléctricas

Olade, “Manual de diseño estandarizado y fabricación de equipos de centrales Hidroeléctricas
pequeñas

Tecnología Industrial I. Batxillerat. McGrawHill. Joseph, Hoyos, Garravé, Vila. 1998.

CORDOVA, Roberto. “Breve historia de las turbinas hidráulicas”, Revista “Desde la Ciencia”

24. LINKOGRAFÍA
Centrales Hidroeléctricas - Hidroeléctrica

http://www1.ceit.es/asignaturas/ecologia/trabajos/ehidraul/p5.htm
Tipos de Turbinas

http://www.dcc.uchile.cl/~luribe/turbinas.html

http://www1.ceit.es/asignaturas/ecologia/trabajos/ehidraul/p6.htm

http://cipres.cec.uchile.cl/~cavera/francis/caracfun.htm

http://cipres.cec.uchile.cl/~cavera/francis/turfran.htm
Componentes

http://www.coiim.es/enla/Industria/presas_hidraulic1.htm

http://www.codeso.com/MCHE2.html

http://www3.rincondelvago.com/apuntes/descarga.php?00025242

http://www3.rincondelvago.com/apuntes/descarga.php?00001557

http://www3.rincondelvago.com/apuntes/descarga.php?00001332

25. ANEXOS