Universidad Nacional Autónoma de México Centro de Investigación en Energía Programa de Estudio Hidroenergía 6 10 Asignatura Clave Semestre Créditos Formación profesional Ciclo Sistemas Energéticos Área Asignatura: Horas: Total Horas: Obligatoria X Teóricas 4 Semana 6 Optativa Prácticas 2 16 semanas 96 Modalidad: Seriación obligatoria antecedente: Presencial Teórica ninguna Seriación obligatoria consecuente: ninguna Objetivos del curso: El alumno recibirá una perspectiva histórica del uso de la hidroenergía, cuáles son las fuentes naturales de agua terrestre y marinas; cómo se evalúa el recurso. Además, se proporcionará al alumno el conocimiento del aprovechamiento de la hidrología terrestre tradicional para producción de energía mecánica y eléctrica y los principios de los más recientes desarrollos tecnológicos para aprovechar la energía marina, tanto la mecánica de olas y mareas, así como los gradientes térmico y salino.
Temario No. Nombre Horas PARTE 1. HIDROENERGÍA TERRESTRE Conceptos generales de hidráulica 6 Turbinas hidráulicas 12 Hidroelectricidad continental 8 PARTE 1. HIDROENERGÍA TERRESTRE Mareas-Barreras 10 Corrientes marinas 10 Energía de las olas 10 Otras energías marinas 8 Subtotal 64 Prácticas de laboratorio 32 Total 96 PARTE 1. HIDROENERGÍA TERRESTRE 1 Conceptos generales de hidráulica Objetivo: El alumno comprenderá la teoría del funcionamiento de las turbomáquinas hidráulicas y cómo se integra una central hidroeléctrica. 1.1 Energía y potencia del agua de un sistema hidráulico. 1.2 Componentes principales de una central hidroeléctrica. Cargas bruta y neta. 1.3 Clasificación y descripción general de las turbomáquinas. 1.4 Teoría general del funcionamiento. Ecuación de Euler. 1.5 Teoría de la similitud en turbomáquinas. Velocidad específica. 1.6 Clasificación de las centrales hidroeléctricas 2 Turbinas mini y micro-hidráulicas Objetivo: El alumno seleccionará las turbinas adecuadas para una pequeña central hidroeléctrica.
2.1 Clasificación de turbinas 2.2 Gasto, carga y potencia de diseño 2.3 Número y tipo de unidades 2.4 Dimensiones principales de la turbina 2.5 Turbinas de ultra baja carga 3 Hidroelectricidad terrestre Objetivo: El alumno será capaz de evaluar un sitio para un posible desarrollo hidroeléctrico de pequeña escala. Posteriormente podrá seleccionar el equipo necesario para la generación eléctrica y finalmente también deberá distinguir y evaluar las ventajas y desventajas de las plantas de mini y micro generación hidroeléctrica. 3.1 Potencial de las pequeñas centrales hidroeléctricas 3.2 Evaluación hidrológica de un sitio 3.3 Elección de un sistema (al filo de corriente, tipo de embalse, tipo de turbina, equipo generador) 3.4 Consideraciones ambientales 3.4.1 Efectos hidrológicos 3.4.2 Embalses 3.4.3 Efectos sociales 3.5 Aspectos financieros y económicos PARTE 2. HIDROENERGÍA MARINA 4 Maremotríz Objetivo: El alumno conocerá el potencial energético que se encuentra en los mares y océanos mediante represas de contención de mareas en estuarios. También conocerá los aspectos físicos y tecnológicos más desarrollados, así como sus consecuencias ambientales y sus factores económicos. 4.1 Recurso potencial 4.2 Aspectos tecnológicos (Introducción, Naturaleza del recurso, Física Básica, Generación eléctrica) 4.3 Aspectos ambientales 4.4 Factores económicos 5 Corrientes marinas
Objetivo: Independientemente del origen de una corriente marina el alumno conocerá el potencial de aprovechamiento energético de estas corrientes y de sus tecnologías más desarrolladas. También conocerá los aspectos físicos y tecnológicos más avanzados, así como sus consecuencias ambientales y sus factores económicos. 5.1 Tipos de corrientes: De mareas De gradiente térmico De gradiente salino 5.2 Recurso potencial 5.3 Tecnologías 5.4 Aspectos ambientales 5.5 Aspectos económicos 6 Energía de las olas Objetivo: El alumno conocerá el potencial de aprovechamiento energético que se encuentra en el movimiento ondulatorio del agua en los mares y océanos y el potencial tecnológicamente explotable. Y conocerá los aspectos físicos y tecnológicos más desarrollados así como sus consecuencias ambientales y factores económicos. 6.1 Recurso potencial 6.2 Tecnologías 6.2.1 Fijas 6.2.2 Flotantes: Pelamis 6.3 Aspectos ambientales 6.4 Aspectos económicos 7 Otras energías marinas Objetivo: El alumno conocerá el potencial de aprovechamiento energético no mecánico de los mares y océanos, mediante la conversión de la energía térmica del océano debido a su gradiente de temperatura dependiente de la profundidad y al aprovechamiento del gradiente de salinidad del agua que proporciona diferencias en presión osmótica. 7.1 Gradiente Térmico (OTEC): Potencial y tecnologías
7.2 Gradiente salino: Potencial y tecnologías 7.3 Aspectos ambientales 7.4 Aspectos económicos Bibliografía Básica: Gardea V., Humberto "Aprovechamientos Hidroeléctricos y de Bombeo" Editorial Trillas, México, 1993. I al V. Mataix, Claudio. "Mécanica de Fluidos y Máquinas Hidráulicas" Editorial Harla, México, 1992. I al V. Consulta: Davies, Scott Microhydro: Clean Power from Water New Society Publishers (2004). Fritz, Jack Small And Mini Hydropower Systems Mcgraw-Hill, EUA (1984). Boyle, G. Renewable Energy. Power for a sustainable future. Oxford University Press. 1996 AEA Technology Future Energy Solutions. Status and research and development priorities of wave and marine current energy. United Kingdom Department of Trade and Industry s New and Renewable Energy Programme. Ocean Energy Systems-International Energy Agency (OES-IEA). Reino Unido (2003). Temas para los que se recomienda: 1 y 2 1 y 2 3 3 3,4,5 y 6 5 y, 6, 7 Bibliografía complementaria: Streeter,V. "Mecánica de los Fluidos" Mc.Graw Hill. México (1975). García G., Héctor. "Selección de Turbinas Hidráulicas" Facultad de Ingeniería, UNAM., México (1994). Temas para los que se recomienda: 1 y 2 2 Grasl H. et al. 3,4,5 y 6
World in Transition. Towards Sustainable Energy Systems. German Advisory Council on Global Change (WBGU). Germany(2004). Pontes, M. Teresa y Falcao, Antonio. Ocean Energies: Resources and utilization. 18th World Energy Conference (2001). 7 Sugerencias didácticas: Exposición oral X Lecturas obligatorias X Exposición audiovisual X Trabajos de investigación X Ejercicios dentro de clase X Prácticas de taller o laboratorio Ejercicios fuera del aula: Prácticas de campo Seminarios X Otras: Proyecto X Forma de evaluar: Exámenes parciales X Participación en clase X Exámenes finales X Asistencias a prácticas Trabajos y tareas fuera del aula X Otras: Proyecto X Perfil profesiográfico de quienes pueden impartir la asignatura: Ingeniero Civil o Ingeniero mecánico con experiencia en docencia e investigación vinculadas a la Ingeniería Hidráulica o haber participado en proyectos de Ingeniería Hidráulica.