Desarrollo de microturbina hidrocinética como respuesta a la necesidad de generación de energía con fuentes renovables con menores impactos ambientales

• Autores: Bartoli Rios, Valentina
• Año de publicación: 2025
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis de maestría
• Colaborador/a o director/a de tesis: Reyna, Teresa María
• Materia: Trabajo Final (MGER); Maestría en Generación de Energías Renovables; Turbinas
• Institución: Universidad Nacional de Córdoba

Trabajo Final (MGER)--FCEFyN- UNC, 2025 Palabras Claves: Energías Renovables - Microturbinas – Turbinas Hidrocinéticas Keywords: Renewable Energies - Microturbines - Hydrokinetic Turbines
Fil: Bartoli Rios, Valentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina.
El uso de las energías renovables se encuentra ampliamente difundido y cada vez más demandado por la sociedad. A raíz de esto, surge la necesidad de ampliar el conocimiento en esta rama, con el objetivo de proponer soluciones desde la ingeniería para satisfacer las necesidades de la población, generando los menores impactos ambientales posibles. Las centrales hidroeléctricas de pequeña escala pueden ser una buena respuesta frente a dicho problema. Estas pueden ser instaladas en cualquier lugar que cuente con un curso de agua adecuado, siempre y cuando se cumplan ciertas características específicas. Las condiciones ambientales del sitio en cuestión determinarán el tipo de máquina hidráulica que se debe emplear para garantizar el óptimo aprovechamiento del recurso hídrico. A medida que la sociedad crece y se desarrolla va aumentando su demanda energética. Así, para abastecer esa gran demanda, debe crecer la oferta, con lo que se consumen más y más los recursos necesarios para su generación. En la actualidad, las energías renovables complementan a las no renovables, que han predominado en el mercado energético durante varios años. Sin embargo, la sociedad es cada día más consciente de la importancia de generar un cambio en la matriz energética aumentando la generación con fuentes renovables. Así, el desarrollo de las energías renovables es la consecuencia previsible de una mirada al tema energético desde la perspectiva de la sustentabilidad. (Reyna et al., 2013) El presente trabajo tiene como objetivo principal el diseño preliminar de una turbina de pequeña potencia para el aprovechamiento de la energía cinética de una corriente de agua de río para la obtención de una energía eléctrica limpia, segura y renovable. En particular se analizará el diseño de una turbina hidrocinética tipo Darrieus, que permita aprovechar en forma óptima la energía cinética de éstos. Se tomará como base los fundamentos teóricos de las ya ampliamente estudiadas turbinas eólicas y cuyas diferencias más notables, respecto de las turbinas hidro-cinéticas, son la velocidad y densidad del fluido. Si bien es cierto no se podrá extraer el 100% de la energía de la corriente del río se busca aprovechar la mayor cantidad posible, gracias al diseño óptimo de la turbina. Previo al diseño de la turbomáquina se evalúan distintos sitios de la provincia de Córdoba para la posible instalación. Para ello se definen las características necesarias para el emplazamiento de una central de hidroeléctrica de pequeña escala, siendo el tramo inicial del río Suquía el sitio escogido. A fin de evaluar el comportamiento de la turbina diseñada, se realiza una modelación utilizando el software Flow Simulation de SolidWorks. Las mismas permiten observar las modificaciones que pude sufrir el flujo de agua del rio en presencia de la máquina, y evaluar como esto puede impactar en el ecosistema.
The use of renewable energies is widely disseminated and increasingly demanded by society. As a result, the need arises to expand knowledge in this field, with the objective of proposing engineering solutions to meet the needs of the population while generating the least possible environmental impact. Small-scale hydroelectric plants can be an effective response to this problem. These can be installed in any location with an adequate watercourse, provided that specific characteristics are met. The environmental conditions of the site in question will determine the type of hydraulic machine to be used to ensure optimal utilization of the water resource. As society grows and develops, its energy demand increases. Thus, to meet this high demand, the supply must grow, consuming more and more resources necessary for its generation. Currently, renewable energies complement non-renewable ones, which have dominated the energy market for several years. However, society is increasingly aware of the importance of generating a change in the energy matrix by increasing generation from renewable sources. Therefore, the development of renewable energies is the foreseeable consequence of looking at the energy issue from a sustainability perspective. (Reyna et al., 2013) The main objective of this work is the preliminary design of a small-capacity turbine to harness the kinetic energy of a river's current to obtain clean, safe, and renewable electrical energy. In particular, the design of a Darrieus-type hydrokinetic turbine will be analysed, which allows optimal utilization of the kinetic energy of such watercourses. The theoretical foundations of the widely studied wind turbines will be used as a basis, with the most notable differences from hydrokinetic turbines being the speed and density of the fluid. While it is true that 100% of the energy from the river current cannot be extracted, the goal is to harness as much as possible through the optimal design of the turbine. Prior to the design of the turbomachine, various sites in the province of Córdoba will be evaluated for possible installation. The necessary characteristics for the installation of a small-scale hydroelectric plant will be defined, with the initial section of the Suquía River being selected as the site. In order to evaluate the behaviour of the designed turbine, modelling will be carried out using SolidWorks Flow Simulation software. This will allow observation of the modifications the river's water flow may undergo in the presence of the machine, and assessment of how this may impact the ecosystem.
Fil: Bartoli Rios, Valentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina.