ACTIVOS
Esta conformado por los recursos y derechos necesarios para el cumplimiento de los objetivos de la empresa
El activo de una empresa se clasifica, de acuerdo con su disponibilidad, o sea la facilidad o rapidez para convertirse en dinero en un periodo determinada, así:
· ACTIVOS CORRIENTES: Comprende el dinero y otros recursos y derechos que razonablemente se espera convertir en efectivo, consumir o vender en un periodo que no exceda de un año. Este grupo contiene las siguientes cuentas:
· Efectivo: Representa todo lo que la empresa tiene en billetes, monedas o cheques recibidos por cualquier concepto; ( ventas de mercancías al contado, pagos efectuados por los clientes, aportes en efectivo, cobros de ingresos o rentas varias, ventas al contado, dinero recibido)
· Bancos: Representa el dinero que la empresa a consignado o depositado en las diferentes entidades financieras en cuentas corrientes o de ahorros; (consignaciones y depósitos en efectivo, cheques de bancos locales, cheques de otras plazas o remesas y comprobantes de venta con tarjeta de crédito, notas crédito elaboradas por el banco, por diferentes conceptos como prestamos, giros y consignaciones de los clientes)
· Inversiones temporales: Representa los aportes en otras compañías, en acciones de otras sociedades, bonos, cedulas, certificados de deposito a termino y otros títulos valores que puedan convertirse en efectivo en un periodo menor de un año; (comprar o adquisición de los títulos, intereses o rendimientos de los títulos)
· Cuentas por cobrar (deudores): Son los valores que una empresa debe cobrar a sus clientes por concepto de mercancías vendidas a crédito; (venta de mercancías a crédito según factura, notas debito por fletes y demás cargos a los clientes por otros conceptos que constituyan un mayor valor de la factura)
· Inventarios: Esta representado por el costo de los artículos destinados a ala venta; las mercancías se registran según el sistema de valoración de inventarios que adopte la empresa; (inventario inicial, inventario final, compra de mercancías, devoluciones en ventas, fletes de entrada, ajustes por sobrantes en el conteo físico y todos los demás cargos en la adquisición de mercancías)
· Gastos anticipados: Representan los gastos anticipados que la empresa efectúa por concepto de gastos; estos gastos pueden ser reembolsables o recuperables; (Los pagos anticipados de arrendamiento, intereses bancarios, impuestos de rodaje y catastro, papelería y útiles, contratos de publicidad, pólizas de seguros, vigilancia y otros pagos anticipados de gastos)
· ACTIVOS NO CORRIENTES: Representa el valor de los bienes y derechos de propiedad de la empresa que pueden convertirse en efectivo, en un plazo mayor del periodo contable o de un año y esta conformado por las siguientes cuentas:
· Depreciación acumulada propiedad, planta y equipo: Constituye la perdida de valor que produce el desgaste por el uso, el envejecimiento por el paso del tiempo de las propiedades, planta y equipo. Esta cuenta representa el valor acumulado de depreciación de los activos fijos depreciables, que se encuentran en uso de la empresa; (El valor de la depreciación acumulada de los edificios, muebles, enseres, equipos, maquinaria y vehículos, en el momento de ser dados de baja por venta, perdida, robo, destrucción o cualquier otro concepto)
· Inversiones permanentes: Representa los dineros colocados por la empresa en acciones o partes sociales de otros negocios, con carácter permanente, por lo cual se convierte en socio o accionista; (valor de las inversiones, rendimientos obtenidos)
· Propiedad, planta y equipo: Llamados también activos fijos, adquiridos para utilizarlos en la empresa; no están disponibles para la venta. Estos bienes tienen una vida útil y un valor mas o menos considerable.
Propiedad, planta y equipo esta conformado de las siguientes cuentas:
§ Terreno: precio de costo de los lotes de tierra donde se encuentran construidos los edificios y también los terrenos donde no hay construcción.
§ Edificios: representa los valores que la empresa posee en casas, locales, edificios y toda clase de construcciones terminadas.
§ Muebles y enseres: muebles y enseres de propiedad de la empresa, contabilizados a precio de costo.
§ Equipo de oficina: comprende los equipos adquiridos por la empresa, como maquinas de escribir, sumadoras, calculadoras y otros equipos necesarios para la buena marcha del negocio, registrados a precio de costo.
§ Computadores y equipos de tecnología: Representa el valor de los computadores, microcomputadores y equipos de tecnología de propiedad y al servicio de la empresa.
§ Maquinaria y equipo: equipos adquiridos por la empresa y destinados a la producción.
§ Vehículos: Vehículos de propiedad de la empresa, destinados al transporte de personas o carga.
· Activos diferidos: Son los gastos realizados por la empresa, y que una ves pagados no son recuperables o reembolsables. Generalmente estos gastos se efectúan al construir la empresa y son de un valor considerable por lo cual la legislación permite amortizarlos hasta en 5 años, y esta conformado de la siguiente manera:
o Gastos de constitución: pagos que efectúa una empresa, antes de iniciar sus operaciones comerciales. Ejemplo: gastos de notaria, registro, honorarios, decoración y adecuación de espacios para el negocio.
o Gastos de investigación: Gastos que realiza la empresa por pagos a profesionales para conocer mercados, analizar la situación socio-económica de la población de la cual van dirigidas las actividades de la empresa, al iniciar o ampliar el negocio.
5. Otros activos: Son bienes y derechos de propiedad de la empresa, que no están a su servicio o explotación del negocio. Ejemplo: terrenos no utilizados, muebles en desuso y otros.
6.Valorizaciones y desvalorizaciones: Representa la diferencia entre el valor comercial y el precio de costo de las propiedades, planta y equipo, incluye además la valorización de las inversiones; ( valorización de las inversiones o valores mobiliarios, el mayor valor de los activos fijos, determinado por la diferencia entre el costo y el valor del marcado)
PASIVOS
Representa las deudas, apreciables en dinero, que la empresa se compromete a pagar, por cualquier concepto.
§ PASIVOS CORRIENTES: Son todas las obligaciones, apreciables en dinero, a cargo de la empresa, las cuales deberán cancelarse en un plazo no mayor de un año, o dentro del periodo contable. Esta conformado por las siguientes cuentas:
o Obligaciones financieras: Representa el valor de los prestamos que la empresa ha recibido de entidades financieras; (El valor de los prestamos recibidos por las entidades financieras)
o Proveedores: Deudas que tiene la empresa, ya sean nacionales o del exterior por compra de mercancías a crédito; (La adquisición de mercancías a crédito, según factura, y por las notas debito recibidas por mayor valor de mercancías, fletes, seguros y otros)
o Impuestos, gravámenes y tasas: En esta cuenta se registra el impuesto al valor agregado (IVA) que se causa sobre las ventas de mercancías, en la prestación de servicios y en las importaciones, así como también el IVA descontable sobre compras de mercancías, materias primas, materiales y suministros, además de los gastos de producción y gastos de operación; (venta de mercancías al contado o a crédito, devolución de mercancía comprada, intereses cobrados sobre ventas, prestación de servicios gravados, ingresos de arrendamiento de bienes, ingresos por fletes, compra de mercancías al contado o a crédito, devolución de mercancía vendida, compra de materia prima, materiales y suministros, gastos de producción y gastos de operación)
o Costos y gastos por pagar: Representa el saldo de los gastos y costos que se cumplirán en una fecha determinada; ( Sueldos, servicios públicos, honorarios y otros gastos gastos)
o Dividendos por pagar: Representa las utilidades obtenidas por la empresa que serán pagados a los accionistas
o Otras cuentas por pagar
· PASIVOS NO CORRIENTES: Son las deudas que debe pagar la empresa a largo plazo, o sea en un periodo mayor de una año, comprende las siguientes cuentas:
1.Obligaciones financieras: Son las deudas a largo plazo que la empresa debe cumplir con entidades financieras por concepto de prestamos. Se maneja de igual forma que la cuenta obligaciones financieras del pasivo corriente.
2.Impuestos diferidos: Impuestos que la empresa ha recibido en forma anticipada; (Impuestos que se entregarán en un plazo acordado)
3. Pensiones de jubilación o calculo actuarial: Representa el gasto acumulado por pagar, por concepto de pensión de jubilación que la empresa adeuda a sus trabajadores; (Valor de liquidaciones individuales por concepto de jubilación a favor de los trabajadores.
o Emisiones de títulos
PATRIMONIO
Obligaciones de la empresa con los dueños, derechos de los asociados sobre la empresa.
Esta conformado por el valor de las cuotas sociales o acciones que han aportado los dueños de la empresa, además del superávit que contiene las utilidades retenidas y las reservas.
§ CAPITAL: Representa los recursos que los socios o propietarios han invertido en su empresa; (El aporte inicial de los socios y el incremento de capital efectuado por los socios según escritura publica).
o Capital autorizado: Representa el capital al cual se puede llegar, es una meta clara para los socios.
o Capital suscrito: Es el capital que la empresa esta utilizando en el momento pata realizar sus diferentes operaciones (capital en circulación).
o Capital suscrito y pagado: Representa el capital que la empresa ya utilizo y fue pagado.
§ SUPERÁVIT: Son las ganancias obtenidas en los ejercicios contables, como resultado de las operaciones mercantiles, incluye las reservas y las utilidades por distribuir.
§ Superávit ganado: Es el caso de las sociedades cuyo capital esta formado por acciones y estas se revalúan o venden a mayor precio; y utilidades por distribuir, obtenidas en ejercicios anteriores o en el ultimo ejercicio realizado. Representa las actividades ordinarias, clasificándose las reservas de la siguiente manera:
RESERVAS: Representa los valores que las sociedades designan de sus utilidades, en cada ejercicio contable, para proteger el patrimonio de la empresa:
§ Reserva legal y obligatoria: Se liquida anualmente el 10%, hasta completar el 50% del capital social
§ Reserva estatutaria: Destino del beneficiario cuyo importe anual debe estar prefijado en los estatutos de la empresa, atendiendo a sus propias consideraciones de funcionamiento interno.
§ Reserva ocasional
UTILIDADES DEL PERIODO: Representa las ganancias netas para distribuir entre los socios, obtenidas en ejercicios anteriores o en el presente ejercicio contable, liquidadas después de calcular las reservas y los impuestos de cada periodo contable; (Valor de las utilidades liquidadas anualmente, pagos y distribución de las utilidades a los socios)
§ Superávit de capital: Representa las actividades extraordinarias (giro ordinario del negocio)
§ Prima en colocación de acciones, valorizaciones y desvalorizaciones: Superávit de capital, y por lo tanto un componente del patrimonio social, en el cual se registran, además del capital, todas aquellas sumas que realmente se constituyen en la ganancia o perdida de los aportes de dicho capital.
§ Revalorización del patrimonio: Es la simple actualización del patrimonio por efectos de la inflación. Modificación de las cuentas del patrimonio y el aumento de la cuenta del capital suscrito y pagado.
§ Superávit dona
El concepto de agua virtual abarca una gran variedad de sectores y plantea una serie de cuestiones relativas a la reducción de las presiones ejercidas sobre los recursos hídricos, la seguridad alimentaria, el desarrollo los mercados globales y regionales de los recursos hídricos, … . He aquí algunos hechos, cifras y cuestiones que alimentan el debate en torno al agua virtual.
¿Qué es el agua virtual?
El concepto de agua virtual surgió a principios de los años 90 y fue definido por vez primera por el Profesor J.A. Allan como el agua que contienen los productos. Para producir bienes y servicios se necesita agua; se denomina agua virtual del producto, ya sea éste agrícola o industrial, al agua utilizada para producirlo.
Un indicador del uso del agua
El agua virtual es una herramienta esencial para calcular el uso real del agua de un país, o su "huella hídrica" ("water footprint"), equivalente al total de la suma del consumo doméstico y la importación de agua virtual del país, menos la exportación de su agua virtual. La huella hídrica de una nación es un indicador útil de la demanda del país respecto a los recursos hídricos del planeta.
A nivel individual, la huella hídrica es igual a la cantidad total de agua virtual de todos los productos consumidos. Una dieta a base de carne supone una huella hídrica mucho mayor que una dieta vegetariana (un promedio de 4.000 litros de agua al día frente a 1.500). Ser conscientes de nuestra huella hídrica individual puede ayudarnos a utilizar el agua con más precaución.
El flujo de agua virtual en el mundo
Tendencias y productos
El comercio de agua virtual ha aumentado regularmente durante los últimos cuarenta años: aproximadamente el 15% del agua utilizada en el mundo se destina a la exportación en forma de agua virtual.
Puesto que, a nivel global, la agricultura es el primer sector económico en cuanto al uso de agua, el intercambio de productos agrícolas constituye el elemento principal del comercio del agua virtual.
Según A.Y. Hoekstra, un experto del Instituto UNESCO-IHE:
· 67% del comercio global de agua virtual está relacionado con el comercio internacional de cultivos;
· 23% está relacionado con el comercio de ganado y productos cárnicos;
· 10% está relacionado con el comercio de productos industriales.
Durante el período 1995-1999, el trigo representó el 30% del volumen total del comercio de agua virtual dentro del sector agrícola entre los países, seguido por la soja (17%) y el arroz (15%) (ver cuadro). El comercio de carne también es importante en términos de comercio global de agua virtual.
Flujos de agua relacionados con los cultivos del mundo entero
Como se muestra en el mapa, las regiones donde la exportación neta de agua virtual es importante son:
· América del Norte
· América del Sur
· Oceanía
· Asia Sudoriental.
América del Norte (Estados Unidos y Canadá) es con diferencia la primera región exportadora de agua virtual del mundo. Las exportaciones netas de agua virtual de los Estados Unidos representan un tercio del total de la extracción de agua del país.
Adoptar una estrategia en materia de agua virtual: ¿una solución para los países pobres en agua?
Algunos expertos defienden que la importación de agua virtual (en forma de productos alimentarios o industriales) puede ser una solución válida para los problemas de escasez de agua, sobre todo en los países áridos donde el riego es indispensable para cultivar alimentos de poco valor y con importantes necesidades de agua.
Huella hídrica
La huella hídrica interna de un país se define como el volumen de agua utilizado de los recursos hídricos nacionales para producir los bienes y servicios consumidos por los habitantes del país. La huella hídrica externa de un país es el volumen de agua usada en otros países para producir bienes y servicios importados y consumidos por los habitantes del país de referencia.
La huella hídrica mundial se estima en 7.450 Gm3/año, lo que supone 1.240 m3/persona/año. Existen, no obstante, grandes diferencias entre los diferentes países: Estados Unidos, que posee la mayor huella hídrica absoluta en todo el mundo, alcanza el doble del valor medio (2.480 m3/persona/año), mientras que China presenta un valor mucho más bajo (tan solo 700).
Existen cuatro factores principales que explican los valores de la huella hídrica:
1. Volumen total del consumo: que, por lo general, está directamente relacionado con el nivel de riqueza de un país, lo que explica -parcialmente, al menos- las altas huellas hídricas de Estados Unidos, Suiza o Italia
2. Patrones de consumo de agua: otro factor que puede explicar la existencia de una gran huella hídrica es que dichos patrones supongan un consumo elevado de agua. En particular, el elevado consumo de carne influirá de manera directa en un mayor consumo de agua, lo que se ve en los casos de Estados Unidos, Canadá, Francia, España, Portugal, Italia y Grecia.
3. Clima: en regiones con mayor demanda evaporativa, la necesidad de agua para los cultivos es mayor. Es el factor predominante para explicar los casos de muchos países africanos como Senegal, Mali, Sudán, Chad o Nigeria, o el caso de Siria.
4. Prácticas agrícolas poco eficientes: lo que significa que el rendimiento obtenido por unidad de medida de agua es menor.
La reducción de la huella hídrica se puede llevar a cabo de distintas formas. La primera de ellas es romper la aparentemente obvia conexión entre crecimiento económico y aumento de consumo de agua, adoptando técnicas de producción que permitan ahorrar agua. En agricultura, la innovación debe centrarse en la aplicación de técnicas más eficaces para la recogida de agua de lluvia y la mejora de los regadíos. Una segunda forma es cambiar los patrones de consumo hacia productos con menor contenido de agua virtual; por ejemplo, reduciendo el consumo de carne. No obstante, existen dudas sobre la viabilidad de estas medidas, ya que, en todo el mundo, el consumo de carne tiende a crecer en lugar de decrecer.
La huella hídrica de un país es un indicador para caracterizar el uso de agua en relación con patrones y volúmenes de consumo de la población. Como indicador agregado, muestra la demanda de agua total de un país, una medida aproximada del impacto del consumo humano en el medioambiente acuático. Sin embargo, es preciso aumentar la precisión de los métodos de medida de la huella hídrica para realizar evaluaciones más exactas del impacto sobre el medio ambiente. Por ejemplo, ha de tenerse en cuenta la proporción entre la huella hídrica interna y externa, ya que externalizar la huella hídrica implica externalizar también el impacto ambiental. Además, parte del agua puede reutilizarse para otras usos, mientras que en otros casos, no.
Se denomina energía hidráulica o energía hídrica a aquella que se obtiene del aprovechamiento de las energías cinética y potencial de la corriente de ríos, saltos de agua o mareas. Es un tipo de energía verde cuando su impacto ambiental es mínimo y usa la fuerza hídrica sin represarla, caso contrario es considerada solo una forma de energía renovable.
Se puede transformar a muy diferentes escalas, existiendo desde hace siglos pequeñas explotaciones en las que la corriente de un río mueve un rotor de palas y genera un movimiento aplicado, por ejemplo, en molinos rurales. Sin embargo, la utilización más significativa la constituyen las centrales hidroeléctricas de represas, aunque estas últimas no son consideradas formas de energía verde por el alto impacto ambiental que producen y por el uso de grandes cantidades de combustible fósil para los generadores.
Origen
El origen de la energía hidráulica está en el ciclo hidrológico de las lluvias y, por tanto, en la evaporación solar y la climatología, que remontan grandes cantidades de agua a zonas elevadas de los continentes alimentando los ríos. Este proceso está originado, de manera primaria, por la radiación solar que recibe la Tierra.
Estas características hacen que sea significativa en regiones donde existe una combinación adecuada de lluvias, desniveles geológicos y orografía favorable para la construcción de presas. Es debida a la energía potencial contenida en las masas de agua que transportan los ríos, provenientes de la lluvia y del deshielo. Puede ser utilizada para producir electricidad mediante un salto de agua, como se hace en las centrales hidroeléctricas. -Ventajas: se tra de una energía renovable y limpia, de alto rendimiento energético. -Inconvenientes: la constitución del embalse supone la inundación de importantes extensiones de terreno, a veces áreas fértiles o de gran valor ecológico, así como el abandono de pueblos y el desplazamiento de las poblaciones.
Características
La energía hidráulica tiene la cualidad de ser renovable, pues no agota la fuente primaria al explotarla, y es limpia, ya que no produce en su explotación sustancias contaminantes de ningún tipo. Sin embargo, el impacto medioambiental de las grandes presas, por la severa alteración del paisaje e, incluso, la inducción de un microclima diferenciado en su emplazamiento, ha desmerecido la bondad ecológica de este concepto en los últimos años.
Al mismo tiempo, la madurez de la explotación hace que en los países desarrollados no queden apenas ubicaciones atractivas por desarrollar nuevas centrales hidroeléctricas, por lo que esta fuente de energía, que aporta una cantidad significativa de la energía eléctrica en muchos países (en España, según los años, puede alcanzar el 30%) no permite un desarrollo adicional excesivo. Recientemente se están realizando centrales minihidroeléctricas, mucho más respetuosas con el ambiente y que se benefician de los progresos tecnológicos, logrando un rendimiento y una viabilidad económica razonables.
Hidroelectrica.
Una central hidroeléctrica es aquella que se utiliza para la generación de energía eléctrica mediante el aprovechamiento de la energía potencial del agua embalsada en una presa situada a más alto nivel que la central.
El agua es conducida mediante una tubería de descarga a la sala de máquinas de la central, donde mediante enormes turbinas hidráulicas se produce la generación de energía eléctrica en alternadores.
Características de una central hidroeléctrica
Las dos características principales de una central hidroeléctrica, desde el punto de vista de su capacidad de generación de electricidad son:
- la potencia, que es función del desnivel existente entre el nivel medio del embalse y el nivel medio aguas abajo de la usina, y del caudal máximo turbinable, además de las características de la turbina y del generador
- la energía garantizada, en un lapso de tiempo determinado, generalmente un año, que es función del volumen útil del embalse, y de la potencia instalada.
La potencia de una central puede variar desde unos pocos MW (megawatts), hasta 30 MW se consideran minicentrales. La Central hidroeléctrica mayor del mundo, hasta la fecha (2005), Itaipú, tiene una potencia instalada de 14.000 MW, sumando las 20 turbinas.
Tipos de centrales hidroeléctricas
Desde el punto de vista de su concepción arquitectónica, las centrales pueden ser clasificadas en:
- Centrales al aire libre, al pie de la presa, o relativamente alejadas de esta, y conectadas por medio de una tubería en presión;
- Centrales en caverna, generalmente conectadas al embalse por medio de túneles, tuberías en presión, o por la combinación de ambas.
Desde el punto de vista de cómo utilizan el agua para la generación, se pueden clasificar en:
- Centrales a filo de agua. También denominadas centrales de agua fluyente o de pasada, utilizan parte del flujo de un río para generar energía eléctrica. Operan en forma continua porque no tienen capacidad para almacenar agua, no disponen de embalse. Turbinan el agua disponible en el momento, limitadamente a la capacidad instalada. En estos casos las turbinas pueden ser de eje vertical, cuando el río tiene una pendiente fuerte u horizontal cuando la pendiente del río es baja.
- Centrales acopladas a uno o más embalses. Es el tipo más frecuente de central hidroeléctrica. Utilizan un embalse para reservar agua e ir graduando el agua que pasa por la turbina. Es posible generar energía durante todo el año si se dispone de reservas suficientes. Requieren una inversión mayor.
- Centrales mareomotrices. Utilizan el flujo y reflujo de las mareas. Pueden ser ventajosas en zonas costeras donde la amplitud de la marea es amplia, y las condiciones morfológicas de la costa permiten la construcción de una presa que corta la entrada y salida de la marea en una bahía. Se genera energía tanto en el momento del llenado como en el momento del vaciado de la bahía.
- Centrales mareomotrices sumergidas. Utilizan la energía de las corrientes submarinas. En 2002, en Gran Bretaña se implementó la primera de estas centrales a nivel experimental.
- Centrales que aprovechan el movimiento de las olas. Este tipo de central es objeto de investigación desde la década de los 80. A inicios de agosto de 1995, el "Ocean Swell Powered Renewable Energy (OSPREY)" implementó la primera central que utiliza la energía de las olas en el norte de Escocia. La potencia de esta central es de 2 MW. Lamentablemente fue destruida un mes más tarde por un temporal.
Modalidad de generación
La modalidad con que se opera una central hidroeléctrica puede variar a lo largo de su vida útil. Las centrales pueden operar en régimen de:
- generación de energía de base;
- generación de energía en períodos de punta. Estas a su vez se pueden dividir en:
- centrales tradicionales; o,
- centrales reversibles o de bombeo.
La demanda de energía eléctrica de una ciudad, región, o país, tiene una variación a lo largo del día. Esta variación es función de muchos factores, entre los que se destacan:
- Tipos de industrias existentes en la zona, y turnos que estas realizan en su producción;
- Tipo de cocina doméstica que se utiliza más frecuentemente;
- Tipo de calentador de agua que se permite utilizar;
- La estación del año;
- La hora del día en que se considera la demanda.
La generación de energía eléctrica debe seguir la curva de demanda, así, a medida que aumenta la potencia demandada deberá incrementarse el caudal turbinado, o iniciar la generación con unidades adicionales, en la misma central, e incluso iniciando la generación en centrales reservadas para estos períodos.
Turbina Hidráulica
Una turbina hidráulica es un elemento que aprovecha la energía cinética y potencial del agua para producir un movimiento de rotación que, transferido mediante un eje, mueve directamente una máquina o bien un generador que transforma la energía mecánica en eléctrica.
En cuanto a su modo de funcionamiento, se pueden clasificar en dos grupos:
- Turbinas de acción
- Turbinas de reacción
Las turbinas de acción aprovechan únicamente la velocidad del flujo de agua, mientras que las de reacción aprovechan además la pérdida de presión que se produce en su interior.
Tipos de turbinas hidráulicas
El tipo de turbina de acción más conocido es la turbina Pelton, que se emplea generalmente para saltos de agua de gran altura (más de 50 m), pero existen otros como la turbina Turgo y la de flujo cruzado (también conocida como turbina Ossberger o Banki-Mitchell).
Los principales tipos de turbina de reacción son los siguientes: turbina Francis, Deriaz, Hélice, turbina Kaplan, Tubular y Bulbo. La turbina Francis es muy utilizada en saltos de altura media (5 a 100 m) y la turbina Kaplan lo es en los saltos de baja altura (menos de 10 m).
La potencia de un salto de agua viene dada por la siguiente fórmula:
Donde:
N = potencia en W
r = rendimiento del sistema, que depende del tipo de turbina, adimensional.
g = aceleración de la gravedad en m/s²
Q = caudal de agua másico en kg/s
h = altura de salto en m.
De acuerdo con lo anterior, una misma potencia se puede conseguir con gran altura de salto y poco caudal (centrales hidroeléctricas de montaña), pequeño salto y gran caudal (centrales de llanura) o con valores medios de ambas magnitudes (centrales de pie de presa, generalmente).
Turbina Pelton
Una turbina Pelton es una de las más eficientes tipos de turbinas hidráulicas.
Funcionamiento
La tobera o inyector lanza directamente el chorro de agua contra la serie de paletas en forma de cuchara montadas alrededor del borde de una rueda. Cada paleta invierte el flujo de agua, disminuyendo su energía. El impulso resultante hace girar la turbina. Las paletas se montan por pares para mantener equilibradas las fuerzas en la rueda. La turbina Pelton es un tipo de turbina de impulso y es la más eficiente en aplicaciones donde se cuenta con un gran desnivel de agua.
Dado que el agua no es un fluido compresible, casi toda la energía disponible se extrae en la primera etapa de la turbina. Por lo tanto, la turbina Pelton tiene una sola rueda, al contrario de las turbinas que operan con fluidos compresibles.
Historia
Lester Allan Pelton, carpintero y montador de ejes y poleas, inventó la turbina Pelton en 1879 mientras trabajaba en California. Obtuvo su primera patente en 1880.
Una historia dice que Pelton inventó su rueda cuando se fijó en cómo el agua salpicaba fuera de las fosas nasales de una vaca mientras esta bebía de un chorro de agua.
Otra historia indica que se inspiró en una noria en la que árbol se había aflojado mientras estaba trabajando en él. El chorro de agua golpeó el borde de la paleta de la noria e invirtió su dirección (en lugar de llenar la paleta). Pelton observó un incremento en la velocidad de la desalineada rueda.
Aplicaciones
Existen turbinas Pelton de todos los tamaños. Hay turbinas de varias toneladas montadas en vertical sobre cojinetes hidráulicos en las centrales hidroeléctricas. Las turbinas Pelton más pequeñas, solo de unos pocos centímetros, se usan en equipamientos domésticos.
En general, a medida que la altura de la caída de agua aumenta, menor volumen de agua puede generar la misma potencia. La energía es la fuerza por la distancia y por lo tanto presiones más altas pueden aplicar la misma fuerza con menor caudal másico.
Cada instalación tiene por lo tanto su propia combinación de presión, velocidad y volumen de funcionamiento más eficiente. Usualmente las pequeñas instalaciones usan paletas estandarizadas y adaptan la turbina a una de las familias de generadores y ruedas adecuando para ello las canalizaciones. Las pequeñas turbinas se pueden ajustar algo variando el número de toberas y paletas por rueda y escogiendo diferentes diámetros por rueda. Las grandes instalaciones de encargo diseñan el par torsor y volumen de la turbina para hacer girar un generador estándar.
Turbina TurgoLa turbina Turgo es una turbina hidráulica de impulso diseñada para saltos de desnivel medio.
Fue desarrollada por la compañía Gilkes en 1919 a partir de una modificación de la turbina Pelton; la Turgo tiene varias ventajas sobre la turbina Francis y la Pelton en determinadas aplicaciones.
En primer lugar, el rodete es más barato de fabricar que el de una Pelton. En segundo lugar no necesita una carcasa hermética como la Francis. En tercer lugar tiene una velocidad específica más elevada y puede manejar un mayor flujo para el mismo diámetro que una turbina Pelton, conllevando por tanto una reducción del coste del generador y de la instalación.
Las Turgo operan en un rango de desniveles en el que se solapan las turbinas Francis y Pelton. Aunque existen muchas grandes instalaciones con turbinas Turgo, estas son más populares para pequeñas instalaciones hidráulicas en donde el bajo coste es primordial.
Teoría de operación
La turbina Turgo es una turbina de tipo impulso. El agua no cambia de presión cuando pasa a través de los álabes de la turbina. La energía potencial del agua se convierte en energía cinética en la tobera de entrada o inyector. El chorro de agua a alta velocidad es dirigido contra los álabes de la turbina que lo desvían e invierten el flujo. El impulso resultante hace girar el rodete de la turbina, comunicando la energía al eje de la turbina. Después de todo esto el agua sale con muy poca energía. Los rodetes de una turbina Turgo pueden tener un rendimiento por encima del 90%.
El rodete de una Turgo se parece a un rodete Pelton partido por la mitad. Para la misma potencia, el rodete Turgo tiene la mitad del diámetro que el de un rodete Pelton y dobla la velocidad específica. El turgo puede manejar un mayor flujo de agua que el pelton debido a que el agua que sale no interfiere con las paletas adyacentes.
La velocidad específica de los rodetes Turgo se encuentra situada entre la de las turbinas Francis y Pelton. Se pueden usar una o varias toberas o inyectores. Incrementando el número de inyectores se incrementa la velocidad específica del rodete en la raíz cuadrada del número de chorros (cuatro chorros rinden dos veces la velocidad específica de un chorro para la misma turbina).
Turbina FrancisLa turbina Francis fue desarrollada por James B. Francis. Se trata de una turbina de reacción de flujo interno que combina conceptos tanto de flujo radial como de flujo axial.
Las turbinas Francis son turbinas hidráulicas que se pueden diseñar para un amplio rango de saltos y caudales, siendo capaces de operar en rangos de desnivel que van de los diez metros hasta varios cientos de metros. Esto, junto con su alta eficiencia, ha hecho que este tipo de turbina sea el más ampliamente usado en el mundo, principalmente para la producción de energía eléctrica mediante centrales hidroeléctricas.
Desarrollo
Las norias y turbinas hidráulicas han sido usadas históricamente para accionar molinos de diversos tipos, aunque eran bastante ineficientes. En el siglo XIX las mejoras logradas en las turbinas hidráulicas permitieron que, allí donde se disponía de un salto de agua, pudiesen competir con la máquina de vapor.
En 1826 Benoit Fourneyron desarrolló una turbina de flujo externo de alta eficiencia (80%). El agua era dirigida tangencialmente a través del rodete de la turbina provocando su giro. Alrededor de 1820 Jean V. Poncelet diseñó una turbina de flujo interno que usaba los mismos principios, y S. B. Howd obtuvo en 1838 una patente en los EE.UU. para un diseño similar.
En 1848 James B. Francis mejoró estos diseños y desarrolló una turbina con el 90% de eficiencia. Aplicó principios y métodos de prueba científicos para producir la turbina más eficiente elaborada hasta la fecha. Más importante, sus métodos matemáticos y gráficos de cálculo mejoraron el estado del arte en lo referente al diseño e ingeniería de turbinas. Sus métodos analíticos permitieron diseños seguros de turbinas de alta eficiencia.
Teoría de operación
La turbina Francis es una turbina de reacción, lo cual significa que el fluido cambia de presión a medida que se desplaza a través de la turbina, perdiendo su energía. Se necesita una carcasa para contener el caudal de agua.La admisión tiene forma de espiral. Los álabes directores dirigen el agua tangencialmente hacia el rodete. Este flujo radial actúa sobre los álabes del rodete, causando que este gire. Los álabes directores, también conocidos como álabes giratorios, distribuidores o wicket gate (en inglés) pueden ser ajustables para permitir un funcionamiento eficiente en un rango amplio de condiciones del caudal de agua.
A medida que el agua se mueve a través del rodete su radio de giro disminuye, actuando sobre él. Imagínese una bola girando por dentro una cuerda alrededor de un círculo. Si se empuja la cuerda para hacerla más corta, la bola gira más rápido. Esta propiedad ayuda a las turbinas de flujo interno a extraer la energía del agua.
En la salida, el agua actúa sobre unas características tazas situadas en el rodete, dejándola sin remolinos y con muy poca energía cinética o potencial. El tubo de salida tiene una forma especialmente diseñada para ayudar a decelerar el flujo de agua y recuperar energía cinética.
Aplicaciones
Las grandes turbinas Francis se diseñan de forma individual para cada emplazamiento, a efectos de lograr la máxima eficiencia posible, habitualmente más del 90%. Son muy costosas de diseñar, fabricar e instalar, pero pueden operar durante décadas.
Adicionalmente a la producción de electricidad, pueden ser usadas para el bombeo y almacenamiento hidroeléctrico, donde un embalse superior es llenado por la turbina (en este caso funcionando como bomba) durante los períodos de baja demanda eléctrica, y luego es usada como turbina para generar energía durante los períodos de alta demanda eléctrica.
Se fabrican microturbinas Francis baratas para la producción individual de energía para saltos mímimos de 3 metros.
Turbina Kaplan
Las turbinas Kaplan son turbinas de agua de reacción de flujo axial, con un rodete que funciona de manera semejante a la hélice de un barco. Se emplean en saltos de pequeña altura. Las amplias palas o álabes de la turbina son impulsadas por agua a alta presión liberada por una compuerta.
Los álabes del rodete en las turbinas Kaplan son siempre regulables y tienen forma de una hélice, mientras que los álabes de los distribuidores pueden ser fijos o regulables. Si ambos son regulables, se dice que la turbina es una turbina Kaplan verdadera; si solo son regulables los álabes del rodete, se dice que la turbina es una turbina Semi-Kaplan. Las turbinas Kaplan son de admisión radial mientras que las semi-Kaplan pueden ser de admisión radial o axial.
Para su regulación, los álabes del rodete giran alrededor de su eje, accionados por unas manijas, que son solidarias de unas bielas articuladas a una cruceta, que se desplaza hacia arriba o hacia abajo por el interior del eje hueco de la turbina. Este desplazamiento es accionado por un servomotor hidráulico, con la turbina en movimiento.
Las turbinas de hélice se caracterizan porque tanto los alabes del rodete como los del distribuidor son fijos, por lo que solo se utilizan cuando el caudal y el salto son prácticamente constantes.
