En este primer bloque te introducirás al estudio de la hidráulica, iniciando con los usos del agua, las técnicas que se han empleado a lo largo de la historia para su aprovechamiento, así como los sistemas de medición de caudales en conducciones abiertas (por ejemplo: riachuelos, ríos y canales) y en conducciones cerradas (por ejemplo: drenajes y tuberías de agua potable). Debido a que las condiciones de sus espacios, las presiones y la forma de conducción son distintas, la forma de medir sus caudales también lo es. Concluirás conociendo cómo se miden las presiones del agua.
Con respecto al segundo tema de este bloque, lo primero que debes saber es que las turbomáquinas sirven para movilizar el agua y que se constituyen básicamente por un rotor por el que pasa el fluido; al salir éste del aparato debe hacerlo con mayor presión de la que entró. Esto es debido a que el agua es impulsada por la turbomáquina, o, en su defecto, es absorbida por ésta, puede ser que también se emplee la turbomáquina para detener un poco el flujo y bajar la presión del agua.
Finalizarás con el estudio de las turbinas hidráulicas, las cuales son una forma de las turbomáquinas cuya característica principal es que la potencia es cedida al fluido, esto es, la energía empleada en la propia turbomáquina impulsa de forma constante al agua para que ésta se mueva de manera adecuada. Centrarás tu atención en los tipos de turbinas hidráulicas de impulso y de reacción.
Para conocer más acerca de estas temáticas, te invitamos a consultar los siguientes recursos:
A manera de introducción, consulta las páginas 28 a 32, 74 a 76, 83, 85, 87 a 90, 93, y 102 a 104 del documento “Estadísticas del agua en México 2018”, en: https://agua.org.mx/biblioteca/. En ellas, se presentan de forma resumida y gráfica las estadísticas del agua en México, incluyendo: la situación de los recursos hidráulicos (las cuencas y acuíferos) y el agua renovable; además, muestra los usos del agua indicando cómo se clasifican y los usos agrupados consuntivos y no consuntivos, así como, el grado de presión y el agua virtual. Más adelante, se resume la infraestructura hidráulica con la que se cuenta en el país para proporcionar agua a los usuarios nacionales y los instrumentos de gestión del agua. Si deseas conocer algunas proyecciones de los escenarios futuros con base en las tendencias a 2030, puedes revisar las páginas 183 a 194.
Ahora que ya conoces el panorama general del agua a nivel nacional, observa el video “La hidráulica y la mecánica de fluidos: historia, ciencia y técnica | | UPV”, en: https://youtu.be/YPMkBANXYt8. En este recurso se realiza un recorrido histórico de algunas aplicaciones técnicas del agua, los avances científicos que han dado lugar a la hidráulica hasta la actualidad y su relación con la mecánica de la fluidos.
El caudal se define como la cantidad de fluido que circula por la conducción en un determinado tiempo y para conocer los sistema de medición en conducciones abiertas y cerradas consulta la presentación dinámica “Medidas en flujo de fluidos”, en: https://es.slideshare.net/danielaarias52/clase-. Ahí se explica cómo se mide el caudal con la canaleta Parshall y vertederos en el caso de sistemas abiertos; además, de cómo se mide en sistemas cerrados empleando medidores de presión diferencia, ultrasónicos y magnéticos. Finalmente, se puntualiza qué es un medidor de agua y los tipos que existen.
Sigue con la revisión del documento “Medición de presión”, en: http://www.webdelprofesor.ula.ve/, en que reseñan los instrumentos que se utilizan en las medidas de presión del agua exponiendo la forma de funcionar de los sensores y se muestra una tabla comparativa de sus características y ventajas.
Para conocer las generalidades de las turbomáquinas lee las páginas 5 a 8 y 66 a 75 del documento “Máquinas hidráulicas, teoría y problemas”, en: https://repositorio.upct.es/xmlui/. Aquí se define qué son las turbomáquinas hidráulicas, mencionando sus elementos característicos y los tipos que existen. Posteriormente, se explica la teoría general de las turbomáquinas hidráulicas, así como el teorema y ecuación de Euler.
Continúa tu aprendizaje con la lectura de las páginas 3 a 15 del documento “Turbinas hidráulicas”, en: http://www.jimic.cl/appv/Congreso/PDF/, donde se explica qué son las turbinas hidráulicas, los tipos que existen indicando cómo funciona cada uno de ellos y se resumen su estudio general en términos del movimiento del agua, la pérdida de carga, los diagramas de presiones, los coeficientes óptimos de velocidad, el grado de reacción y la ecuación fundamental de las turbinas, rendimientos y potencias.
Para finalizar, consulta las páginas 162-169 del documento “Máquinas hidráulicas, teoría y problemas”, en: https://repositorio.upct.es/xmlui/, donde se expone el tema de fenómenos de cavitación en turbomáquinas en general que aplican tanto para bombas como para turbinas y, posteriormente, especifica las salvedades que se producen en las turbinas de reacción.
