HISTORIA

Lester Allan Pelton

Inventor estadounidense que ideó las modernas turbinas usadas en la generación de energía hidroeléctrica.

Durante su etapa como minero aprendió las técnicas empleadas en la época para generar la energía necesaria en el proceso de trituración del mineral y en el bombeo de aire al interior de la mina.

El primer mecanismo utilizado fueron las ruedas de agua, similares al molino de cereal convencional, y después las máquinas de vapor, pero los inconvenientes que presentaban ambos métodos llevó a la introducción de turbinas, consistentes en unas ruedas hidráulicas con álabes o paletas sobre las que incidía un chorro de agua lanzado a gran velocidad.

Observando el funcionamiento de una de estas turbinas, Pelton dio por casualidad con un método que hacía mucho más eficaz el mecanismo de la turbina: si el chorro, en vez de golpear en el centro de las paletas, lo hacía en su borde, el flujo de agua salía de nuevo en dirección inversa y hacía que la turbina adquiriese mayor velocidad.

DEFINICION DE TURBINA PELTON

Se conocen como turbinas de presión por ser ésta constante en la zona del rodete, de chorro libre, de impulsión o de admisión parcial debido a que es sólo afectada por el agua una parte de la periferia del rodete. Así mismo entran en la clasificación de turbinas tangenciales y turbinas de acción. Su utilización es idónea en saltos de gran altura (alrededor de 200 m y mayores) y caudales relativamente pequeños (hasta 10 m3/s aproximadamente).

CARACTERISTICAS

Por razones hidroneumáticas y por sencillez de construcción son de buen rendimiento para amplios márgenes de caudal (entre 30 % y 100 % del caudal máximo). Por ello se colocan pocas unidades en cada central que requiere turbinas de estas características.

Pueden ser instaladas con el eje en posición vertical u horizontal, siendo esta última disposición la más adecuada.

COMPONENTES DE LA TURBINA PELTON

Los componentes esenciales de una turbina Pelton siguiendo la trayectoria del agua a través de la misma son:

1.- Carcasa.

2.- Generador.

3.- Rodete.

4.- Eje.

5.- Deflector.

6.- Cojinete.

7.- Manómetro.

8.- Regulación y control.

9.- Inyector.

DISTRIBUIDOR

PARTES CONSTITUTIVAS DEL DISTRIBUIDOR

El distribuidor consta de las siguientes partes:

Cámara de distribución Inyector Tobera Aguja Deflector Equipo regulador de

velocidad

CAMARA DE DISTRIBUIDOR

Nota: Brida es el elemento que une dos componentes de un sistema de tuberías, permitiendo ser desmontado sin operaciones destructivas.

INYECTOR

EQUIPO REGULADOR DE VELOCIDAD

ROTOR O RODETE

Es la pieza clave donde se transforma la energía hidráulica del agua, en su forma cinética, en energía mecánica o, dicho de otra manera, en trabajo según la forma de movimiento de rotación.

ELEMENTOS DEL RODETE DE LA TURBINA

Rueda motriz.

Está unida rígidamente al eje, montada en el mismo por medio de chavetas y anclajes adecuados. Su periferia está mecanizada apropiadamente para ser soporte de los denominados cangilones.

Cangilones, alabes, cucharas o palas.

Son piezas de bronce o de acero especial para evitar, dentro de lo posible, las corrosiones y cavitaciones. Están diseñados para recibir el empuje directo del chorro de agua. Su forma es similar a la de una doble cuchara, con una arista interior lo más afilada posible y situada centralmente en dirección perpendicular hacia el eje, de modo que divide al cangilón en dos partes simétricas de gran concavidad cada una, siendo sobre dicha arista donde incide el chorro de agua.

CARCASA

FUNCIONAMIENTO DE LA TURBINA PELTON

La sucesiva transformación de la energía se efectúa del modo siguiente: La energía potencial gravitatoria del agua embalsada o energía de presión hasta los orificios de las toberas, se convierte prácticamente sin pérdidas, en energía cinética al salir el agua a través de dichos orificios en forma de chorros libres a una velocidad que corresponde a toda la altura del salto útil. Estando referida ésta, para el caso concreto de las turbinas Pelton, al centro de los chorros considerados.

VENTAJAS

Mas robustas.

Menos peligro de erosión de los alabes.

Reparaciones mas sencillas.

Regulación de presión y velocidad mas fácil.

Mejores rendimientos a cargas parciales.

Infraestructura mas sencilla.

Gira con alta velocidad, entonces se puede conectar el generador en forma directa, sin pérdidas de transmisión mecánica

DESVENTAJAS

Altura mínima para su funcionamiento: 20 Metros.

Costo de instalación inicial.

El impacto ambiental es grande en caso de grandes centrales hidroeléctricas.

Requiere de múltiples inyectores para grandes caudales.