PROPUESTA PARA LA ELABORACIÓN DEL DISEÑO DE MINI TURBINAS HIDRÁULICAS PARA LA GENERACIÓN ELÉCTRICA, PARTIENDO CON EL DISEÑO DE UN PROTOTIPO DE MINI TURBINA CON CAPACIDAD DE GENERACIÓN DE 100 KW, UTILIZANDO CRITERIOS DE INGENIERÍA INVERSA CON RECURSOS DE INGENIERÍA NACIONAL Turbina Mitchell-Banki Ing. Rafael Montes rafaelmontes61@gmail.com 1.- Introducción Las sanciones económicas y bloqueos tecnológicos que pesan sobre el país, actualmente están afectando el sistema eléctrico nacional. Estas sanciones, se traducen en limitaciones para la adquisición de materiales y equipos, necesarios para el mantenimiento y la sustitución de componentes, que exigen los procesos de mantenimiento del sistema Hidroeléctrico y Termoeléctrico, conducidos por la Corporación Eléctrica Nacional, S.A (CORPOELEC) La generación hidroeléctrica, requiere de turbinas hidroeléctricas que transformen la energía potencial acumulada en nuestro sistema hídrico, en energía eléctrica. Estas turbinas hidráulicas, tan necesarias para nuestro proceso de desarrollo, motivado a nuestras limitaciones tecnológicas, no son fabricadas en el país y el presente proyecto de investigación y desarrollo, se propone a fabricar en el país un prototipo de Mini turbina tipo Mitchell-Banki, con capacidad de generación de hasta 100 Kw. Este tipo de turbina hidráulica, dependiendo de las necesidades y disponibilidad de caudal hídrico, es posible diseñarlas y fabricarlas con capacidades de hasta 2.000 Kw de potencia eléctrica. Los caudales necesarios que requieran estas turbinas, se pueden obtener en la región central del país y en especial en el Estado Miranda. El proyecto, consistirá partiendo de los principios de desarrollo de ingeniería inversa y del Manual técnico de diseño, estandarización y fabricación de equipos para pequeñas centrales hidroeléctricas, publicado por la OLADE, elaborar un diseño de turbina con capacidad de 100 Kw. Para su diseño, se deberán realizar los cálculos necesarios y una ingeniería de básica que sirva a futuro para la elaboración de una ingeniería de detalle con suficiente información, para ser enviados a talleres de fabricación. 2.- Justificación Venezuela pertenece al grupo mayoritario de países subdesarrollados. Los bienes y equipos tecnológicos que sostiene su aparato productivo, tienen su origen en los países occidentales. Esta condición, actualmente dificulta la adquisición de equipos y repuestos, por nuestras industrias básicas, PDVSA y las empresas de servicios. La mayoría de los Ing. Rafael Montes rafaelmontes61@gmail.com procesos de producción, igualmente están atadas a licencias y patentes que están atados al consumo y suministros de aditivos, catalizadores, productos químicos y otros consumibles, que son necesarios para esos procesos de producción. Todo este suministro está subordinado a las decisiones y caprichos de países hostiles a nuestra república, exponiendo nuestras instalaciones industriales y de servicio a una severa crisis existencial, solo con el propósito de subordinar nuestra soberanía a sus intereses geopolíticos y corporativos. La única salida que tiene Venezuela es revertir paulatinamente esta situación de dependencia tecnológica. Uno de los servicios sometidos a esta guerra económica, es el servicio de generación eléctrica, colocándose CORPOELEC como objetivo de guerra. Veamos: La infraestructura eléctrica nacional, constituida por la generación hidroeléctrica del Guri de aproximadamente un 80% y una generación termoeléctrica de 19%, se fue construyendo a lo largo de los años con la instalación de equipos mecánicos, eléctricos e instrumentales, fundamentalmente de procedencia extraterritorial. Es decir, la mayoría de los equipos necesarios para la generación de energía eléctrica, no fueron adquiridos ni fabricados en el país. No existe una infraestructura metalmecánica que sirva de soporte al sistema eléctrico nacional. Esta omisión, nos deja indefensos para enfrentar la crisis de generación, transporte y distribución de energía eléctrica. Actualmente, en todas las regiones del país, hay fallas, apagones, racionamientos y otras limitaciones eléctricas. El único camino que nos queda, es apropiarnos de tecnologías ya probadas, e iniciar en forma escalonada la fabricación de estos equipos en el país. Esto se traducirá en desarrollo e independencia tecnológica. Es impostergable la necesidad de crear nuestra propia tecnología, que comiencen a revertir los efectos de esas sanciones. Este proyecto, intenta iniciar ese camino, construir en el país turbinas de generación eléctrica de mayor intensidad tecnológica. Es decir, Turbinas de vapor y Turbinas de gas. En nuestro caso, con el diseño de una Mini turbina con capacidad de generación de 100 Kw de potencia. Partiendo de los criterios que definen la ingeniería reversa, se pueden desarrollar réplicas Ing. Rafael Montes rafaelmontes61@gmail.com de cualquier tipo de turbinas. Pero la prudencia, aconseja que este proceso se inicie en forma escalonada, con experiencias conocidas y con pequeños pasos. En este caso, me propongo a diseñar un prototipo de Mini turbina de 100 Kw de potencia. Para el desarrollo de los cálculos, dimensionamiento y generación de la ingeniería básica, se utilizarán los ‘Apuntes para un manual técnico de diseño, estandarización y fabricación de equipos para pequeñas centrales hidroeléctricas’’, publicado por la OLADE para Diseño de Turbinas Michel-Banki. El trabajo deberá ser complementado con la definición de los procesos de fabricación, normas de fabricación, calidad de materiales, tratamientos térmicos, dureza, acabados de superficie y recubrimientos. 3.- Objetivos 3.1.- Objetivo General Diseño de una turbina hidráulica de generación eléctrica con una capacidad de 100 Kw de potencia. 3.2.- Objetivos específicos - Elaborar los cálculos necesarios que requiere una turbina hidráulica tipo Mitchel-Banki de aproximadamente 100 Kw de potencia. Para lograr este objetivo, se utilizará como apoyo los ‘’Apuntes para un manual técnico de diseño, estandarización y fabricación de equipos para pequeñas centrales hidroeléctricas’’, publicado por la OLADE. - Elaborar planos básicos que sirvan para el posterior diseño de turbinas adaptadas a condiciones de sitio y de caudal. - Establecer costos de fabricación de una turbina hidráulica de 100 Kw de potencia y proyectar sus costos en el caso que sea objeto de una fabricación en serie. 4.- Alcance del proyecto 4.1.- Determinación de las condiciones de diseño y operación. Generación de una hoja de datos. 4.2.- Cálculos mecánicos y dimensionamiento de la turbina. 4.3.- Determinación de normas de fabricación. 4.4.- Elaboración de planos de Ingeniería básica. Ing. Rafael Montes rafaelmontes61@gmail.com 4.5.- Selección de los materiales de cada una de las partes de la turbina, tratamientos térmicos, dureza. 4.6.- Elaboración de lista de materiales. 4.7.- Determinación de los sistemas de instrumentación y control. 4.8.- Determinación de los acabados de superficie y recubrimientos. 4.9.- Estimación de costos Clase II. 5.- Caudales hidrográficos del Edo. Miranda con potencial uso para generación eléctrica con Mini turbinas Mitchel-Banki Longitud (Km) Caudal (Mt3/seg) Cuenca Quebrada Sebucan Río Tocome 7 7 1 1 Río Guaire Río Guaire Cañón del río Guaire viejas estaciones de El Encantado, Los Naranjos y Estación Lira 72 Nombre de la fuente de agua Río Caurimare Quebrada Maripérez Río Pacairigua Río Caucagua (Izcaragua y Araira) Quebrada Agua de maiz Quebrada Baruta Quebrada chacaito Quebrada la Boyera Quebrada la Guairita Quebrada sebucan Quebrada Sorocaima Río del norte Río San Pedro Río Tocome 7 5 7 6 6 12 7 3 5 7 Tuy 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Río Guaire Río Guaire Tuy Tuy Río Guaire Río Guaire Río Guaire Río Guaire Río Guaire Río Guaire Río Guaire Tuy Río Guaire Río Guaire Ing. Rafael Montes rafaelmontes61@gmail.com 6.- Estimado de costos y tiempos Los costos estimados para este proyecto se estructurarán de la siguiente manera: - Ingeniería: El alcance de la ingeniería se extienden desde la elaboración de la hoja de datos, cálculos mecánicos y planos de diseño básico. Costo estimado de 8.000 US$ - El tiempo para la elaboración del presente proyecto es de 2 meses. 7.- Bibliografía - Apuntes para un manual técnico de diseño, estandarización y fabricación de equipos para pequeñas centrales hidroeléctricas, publicado por la OLADE (Organización Latinoamericana de Energía) para Diseño de Turbinas Michel-Banki. Ing. Rafael Montes rafaelmontes61@gmail.com
