¿Qué es una turbina de reacción?
Una turbina de reacción es un motor giratorio que aprovecha la energía de los fluidos utilizando la Tercera Ley del Movimiento de Newton, que establece que cada acción tiene una reacción igual y opuesta. La turbina de reacción está diseñada para permitir que las corrientes de fluido a presión giren el rotor. Por lo general, las boquillas de fluido están unidas al rotor y frente a la dirección de rotación. Cuando el fluido sale de la boquilla, la fuerza de reacción resultante hace que el rotor gire. El sistema aprovecha el cambio en la presión del agua a medida que fluye a través de la turbina.
La mayoría de las turbinas de reacción generan electricidad. Muchos incluso transmiten esa electricidad a la red de energía. Hay tres tipos principales de turbinas de reacción: hélice, cinética y Francis.
Una turbina de reacción de hélice generalmente consiste en una hélice, con tres a seis palas, que está situada en un tubo. El flujo de agua está controlado por compuertas que se encuentran aguas arriba de la hélice. La mayoría de los modelos de turbinas de reacción de hélice cuentan con compuertas fijas, mientras que algunos modelos, incluida la turbina de reacción Kaplan, cuentan con compuertas ajustables y palas de rotor. La turbina Kaplan se usa típicamente en escenarios especializados que requieren ajustes finos de pala para una producción eficiente de energía.
Los tipos adicionales de turbinas de reacción de hélice incluyen la turbina de bulbo, que generalmente consiste en una turbina y un generador que opera en la corriente de agua. La turbina straflo es similar, excepto que el generador se coloca en el exterior de la turbina. Una turbina de tubo presenta una conexión directa al generador.
La turbina de reacción Francis fue inventada por James B. Francis en 1848. Se puede implementar horizontal o verticalmente, dependiendo de la aplicación. Típicamente, hay dos etapas de contacto con el agua en la turbina de reacción Francis. Cuando el agua entra en la parte superior de la turbina, y cuando el agua se vacía desde el fondo de la turbina, se transfiere energía, lo que resulta en el movimiento de la turbina. En general, una turbina de reacción Francis consta de un corredor, varias paletas de guía, un tubo de desplazamiento, compuertas peatonales y un tubo de tiro.
Las turbinas de reacción cinética utilizan la energía cinética en el agua corriente, en lugar de la energía potencial, para generar electricidad. Por lo general, estas turbinas se colocan en ríos, mareas o corrientes oceánicas para aprovechar el flujo natural del agua. No requieren infraestructura adicional para operar, lo que reduce el impacto potencial sobre el medio ambiente. La velocidad del flujo de agua dicta la especificación de la turbina cinética. Los períodos de inundación y sequía generalmente deben considerarse antes de que una persona implemente un sistema de turbina cinética.