PROTOCOLO. Carácter Modalidad Horas de estudio semestral (16 semanas) Conocimientos de mecánica de fluidos, instalaciones electromecánicas.

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1 PROGRAMA DE ESTUDIOS: CENTRALES HIDROELÉCTRICAS PROTOCOLO Fechas Mes/año Clave 1-SE-FC-03 Semestre 8vo Elaboración Nivel Licenciatura X Maestría Doctorado Aprobación Ciclo Integración Básico Superior X Aplicación Colegio H. y C.S. C. y T. X C. y H. Plan de estudios del que forma parte: Ingeniería en sistemas energéticos Propósito(s) general(es): Que el estudiante adquiera los conocimientos básicos que le permitan evaluar y analizar proyectos de Centrales Hidroeléctricas, mediante análisis de proyectos en el aula, formando de esta manera un recurso humano capaz de determinar la viabilidad de un proyecto. Carácter Modalidad Horas de estudio semestral (16 semanas) Indispensable Seminario Taller Con Docente Teóricas 48 Autónomas Teóricas 48 Curso X Curso-taller Prácticas 24 Prácticas 24 Optativa * X Laboratorio Clínica Carga horaria semanal: 4.5 Carga horaria semestral: 72 Asignaturas Previas Asignaturas Posteriores: Mecánica de fluidos, Evaluación de proyectos energéticos. Requerimientos para cursar la asignatura Conocimientos de mecánica de fluidos, instalaciones electromecánicas. Perfil deseable del profesor: Ingeniero especializado en energía con conocimientos en Centrales Hidroeléctricas. Academia responsable del programa: Programa de Energía Diseñador (es): M. en I. Raúl Amilcar Santos Magaña, M. en I. Fernando Gabriel Arroyo Cabañas, Dr. Álvaro Eduardo Lentz Herrera, Dr. Gerardo Canizal Jiménez. *Aquellas en las que se ofrece la posibilidad de cursar una de las asignaturas, para cubrir un requisito INDISPENSABLE será considerada INDISPENSABLE. Ingeniería en Sistemas Energéticos, Programa de Centrales hidroeléctricas 1

2 PROGRAMA DE ESTUDIOS CENTRALES HIDROELÉCTRICAS INTRODUCCIÓN Hoy día se ha hablado de la energía hidráulica como una de las posibles soluciones para satisfacer la demanda futura de energía eléctrica, ante el problema de escasez de los combustibles fósiles. Efectivamente la hidroelectricidad es una solución, sobre todo para los países en vías de desarrollo, que, a diferencia de los países desarrollados, aún no han explotado completamente este recurso. A pesar que las tecnologías que utilizan a los hidrocarburos como su combustible son las que predominan en la planeación de adición de capacidad, la energía hidráulica es una opción para los países que cuentan con este recurso, pero las exigencias para aprobar la construcción de una obra hidráulica cada vez son mayores, donde organismos internacionales, como el Banco Mundial y la Comisión Mundial de Represas, juegan un papel muy importante, interesándose en reglamentar la atención a aspectos socio-ambientales. Es importante formar recursos humanos especializados en esta área ya que es indudable la importancia que tendrá la energía hidráulica en algunos años para la generación de electricidad, y que tomen en cuenta las exigencias ambientales y sociales para reducir los posibles impactos. El curso aborda los conceptos básicos de la generación de electricidad con pequeñas centrales hidroeléctricas, y debido a la indudable importancia que tendrá la hidroelectricidad en algunos años se debe formar recursos humanos que realicen acciones que permitan hacer uso del recurso hidráulico de una manera sustentable, provocando los menores impactos ambientales y sociales. PROPÓSITOS GENERALES Que el estudiante posea los conocimientos básicos que le permitan evaluar y analizar proyectos de Centrales Hidroeléctricas, mediante análisis de proyectos en el aula, formando de esta manera un recurso humano capaz de determinar la viabilidad de un proyecto. UNIDAD 1. GENERALIDADES PLANEACIÓN ESPECÍFICA Que el estudiante analice los antecedentes y principales conceptos de la generación eléctrica por medio de energía hidráulica. Que conozca el desarrollo histórico de la hidroelectricidad en el mundo y en México, y cual es la situación actual de la misma Introducción Antecedentes. Ingeniería en Sistemas Energéticos, Programa de Centrales hidroeléctricas 2

3 1.3. Historia de las Centrales Hidroeléctricas Evolución histórica de las presas Evolución histórica de las turbinas y su aprovechamiento para la generación eléctrica Funcionamiento de una Central Hidroeléctrica. (Principio de funcionamiento y conceptos fundamentales) Contexto energético La hidroelectricidad en el mundo La hidroelectricidad en México (Situación actual). UNIDAD 2. POTENCIAL HIDROELÉCTRICO Que el estudiante analice y determine el potencial hidroeléctrico en una zona determinada Evaluación del potencial hidroeléctrico Potencial hidroeléctrico en el mundo Potencial hidroeléctrico en México Proyección de la demanda de energía Potencial hidroeléctrico técnica y económicamente viable Elementos para determinar el potencial hidroeléctrico Hidrometeorología Análisis hidrológico Análisis de máximas avenidas Transporte de sólidos. UNIDAD 3. COMPONENTES DE UNA CENTRAL HIDROELÉCTRICA Y SU FUNCIONAMIENTO Que el estudiante conozca los principales componentes de una Central Hidroeléctrica y su funcionamiento Componentes de una Central Hidroeléctrica Clasificación de las Centrales Hidroeléctricas Obras civiles Descripción de las obras Cortina Clasificación de la cortina Toma Desarenador Canal de aducción Cámara de carga Tubería forzada Casa de máquinas. Ingeniería en Sistemas Energéticos, Programa de Centrales hidroeléctricas 3

4 Canal de carga Obras electromecánicas Turbinas Clasificación de las turbinas hidráulicas Estructuras del esquema de aprovechamiento Subestación de salida y llegada Línea de transmisión y/o subtransmisión Equipo de telecomunicaciones. UNIDAD 4. IMPACTOS PRODUCIDOS POR UNA CENTRAL HIDROELÉCTRICA Que el estudiante conozca los principales impactos ambientales y sociales que se producen en las diferentes etapas de la vida de una Central Hidroeléctrica, y las acciones que han demostrado ser eficientes para prevenir o minimizar los impactos Impactos Ambientales Impactos Sociales Principales acciones para prevenir o corregir impactos producidos por una central hidroeléctrica. UNIDAD 5. ANÁLISIS DE INVERSIÓN Que el estudiante realice análisis económico de un proyecto hidroeléctrico, con el fin de que el estudiante pueda determinar su viabilidad económica Costo Obra civil Costo Obra electromecánica Análisis de costos unitarios 5.4. Análisis económico. METODOLOGÍA PARA EL CURSO La parte inicial de cada una de las unidades del curso será expositiva para establecer las generalidades del mismo y brindarles un marco teórico del tema, posteriormente se afianzarán los conocimientos vistos en cada unidad mediante el desarrollo de ejemplos prácticos en clase. Los estudiantes deberán realizar investigación bibliográfica de cada uno de los temas vistos; se les proporcionará material adicional en forma de tareas y ejercicios, para que desarrollen sus habilidades en el manejo de los temas del curso, así como asesorías, cuya finalidad será brindarles apoyo para la elaboración de proyectos, donde pondrán en práctica los conocimientos adquiridos en esta asignatura. Ingeniería en Sistemas Energéticos, Programa de Centrales hidroeléctricas 4

5 EVALUACIONES EVALUACIÓN DIAGNÓSTICA Los estudiantes de la asignatura deberán tener conocimientos de Mecánica de Fluidos, Ingeniería Económica. Se sugiere que sea un examen práctico con problemas relacionados con dichas asignaturas. EVALUACIÓN FORMATIVA Debido al contenido de los temas se recomienda realizar evaluaciones formativas al final de cada unidad, para verificar que los estudiantes se hayan apropiado los conocimientos básicos. Se recomienda realizar una evaluación formativa general al finalizar el curso, para que el estudiante demuestre sus habilidades y conocimientos, y le sirva como preparación previa a la certificación. EVALUACIÓN PARA CERTIFICACIÓN La evaluación de certificación se propone que sea en dos partes; la primera parte consistirá en una evaluación teórica en la cual los estudiantes deberán demostrar haberse apropiado de los siguientes conceptos: Principio de operación de una Central Hidroeléctrica. Principales componentes de una central hidroeléctrica y su funcionamiento. Y la determinación de potencial hidroeléctrico. La segunda parte consistirá en un proyecto en el cual realicen el dimensionamiento de una Central hidroeléctrica y su viabilidad económica. BIBLIOGRAFÍA BÁSICA Hall, W.A., y J. A. Dracup, ingeniería de sistemas y recursos hidráulicos, CECSA, Warnic, C. C., Hydropower engineering, Prentice-Hall, Linsley, R.K., Franzini, J. B., Ingeniería de los recursos hidráulicos, Zoppeti, G, Centrales Hidroeléctricas, Ed. Gustavo Pili S.A. México, Otto J. Helweg, Recursos Hidráulicos, Limusa, Viejo Zubicaray, M., Turbinas y plantas generadoras, Limusa, México Grupo Formación de empresas eléctricas, Centrales Hidroeléctricas 1, Conceptos y componentes hidráulicos, Madrid Paraninfo, Grupo formación de empresas eléctricas, Centrales Hidroeléctricas 2, Turbinas hidráulicas, Madrid Paraninfo, Arreguin F.I., Herrera C., Merengo H., y Paz Soldán G.A. El desarrollo de las presas en México. Memorias. Asociación Mexicana de Hidráulica (AMH) e instituto Mexicano de la Tecnología del agua, México, Comisión Federal de Electricidad (CFE). Subdirección de programación. Gerencia de Evaluación y programación de inversiones. Costos y parámetros de referencia para la formulación de proyectos de inversión en el sector eléctrico. México D. F. CFE Comisión Nacional para el ahorro de energía (CONAE). Estudio de la situación de la minihidráulica nacional y potencial en una región de los estados de Veracruz y Puebla. Septiembre Ingeniería en Sistemas Energéticos, Programa de Centrales hidroeléctricas 5

6 International Energy Agency. Hydropower and the Environment Effectiveness of Mitigation Measures. IEA Annex III-Subtask 6. Mayo Cernea Michael M. Hydropower Dams and social impacts: A Sociological Perspective, Environmentally Sustainable Development, The World Bank, January Ingeniería en Sistemas Energéticos, Programa de Centrales hidroeléctricas 6