Procedimiento para aprovechamiento energético de una cuenca hidráulica con aumento del rendimiento e instalación para la puesta en práctica de dicho procedimiento.

Procedimiento para aprovechamiento energético de una cuenca hidráulica con aumento del rendimiento, que comprende entubar la totalidad o parte de los ramales de la cuenca hidráulica mediante tubos que discurren por el lecho de la misma, desde uno o más puntos de recogida situados aguas arriba hacia uno o más puntos de descarga situados aguas abajo; disponer en los puntos de recogida unos elementos de regulación del caudal entrante; disponer en los puntos de descarga unas máquinas accionables por el flujo de agua descargado; y desviar a través de los tubos un caudal suficiente de agua

Procedimiento para aprovechamiento energético de una cuenca hidráulica con aumento del rendimiento e instalación para la puesta en práctica de dicho procedimiento.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a procedimiento para aprovechamiento energético de una cuenca hidráulica con aumento del rendimiento e instalación para la puesta en práctica de dicho procedimiento.

Antecedentes de la invención

En la actualidad existen muy diversas instalaciones de aprovechamiento de la energía hidráulica de una cuenca determinada, desde las presas de embalsamiento de agua para accionamiento de turbinas, hasta pequeños molinos accionados directamente por un torrente.

Cuando la cuenca tiene grandes aportes y sobre todo desniveles, la técnica ya ha resuelto los medios que obtienen un mejor aprovechamiento: presas desde las que se canaliza el agua a las máquinas que transforman la energía, y que normalmente se trata de alternadores eléctrico.

Sin embargo existen cuencas con poco desnivel, cuya orografía plana no permite la construcción de presas. En estas cuencas la energía hidráulica se pierde o tiene un aprovechamiento muy residual. La configuración típica de estas cuencas comprende uno o más pequeños ríos o arroyos con poco desnivel, cuyos fondos y riberas vegetales o arenosos que generan grandes rozamientos al flujo de agua y donde, además, los aumentos de aportes de agua se traducen en crecidas que pueden tener efectos perjudiciales.

Además en estos casos cualquier obra hidráulica ocupa un gran espacio, además de terreno cultivable, lo que por un lado supone la ejecución de extensas y costosas expropiaciones, y por otro lado supone la pérdida del propio terreno cultivable.

Descripción de la invención

El procedimiento de la invención tiene una constitución capaz de aprovechar óptimamente la energía de una cuenca hidráulica con aumento del rendimiento, especialmente en el caso de cuencas planas y/o con poco caudal, aunque sirve en cualquier tipo de cuencas independientemente de su caudal o desnivel. Además también sirve para prevenir inundaciones por avenidas.

De acuerdo con la invención, el procedimiento comprende entubar la totalidad, o una parte aprovechable, de los ramales que configuran la cuenca mediante tubos que discurren por el lecho de la propia cuenca.

Cuando en este documento se hace referencia al lecho de la cuenca, se refiere al lecho o al seno de la totalidad de ramales (ríos, arroyos, etc) que la configuran. Usualmente los tubos irán apoyados en el fondo, pero la invención también contempla que los tubos puedan ir suspendidos. Es suficiente con que discurran por los ramales que configuran la cuenca. Estos ramales confluyen cada vez en otros de mayor caudal, adoptando una configuración troncal.

En determinados casos donde, por la configuración de algún tramo de algún ramal de la cuenca (por ejemplo en meandros muy acusados), las pérdidas de carga en los tubos sean muy grandes, el procedimiento de la invención comprende de modo excepcional la disposición en la canalización entubada de algunos tramos exteriores al lecho de la cuenca.

El entubado se realiza desde uno o más puntos de recogida situados aguas arriba, hacia uno o más puntos de descarga situados aguas abajo.

El procedimiento de la invención también comprende disponer en los mencionados puntos de recogida unos elementos de regulación del caudal entrante en los tubos, así como disponer en los puntos de descarga unas máquinas accionables por el flujo de agua descargado.

Opcionalmente el procedimiento de la invención puede comprender la instalación en los puntos de descarga de unos elementos de regulación del flujo saliente.

Por último, el procedimiento de la invención comprende el desvío a través de los tubos de un caudal suficiente de agua, que idealmente contempla un caudal que llene completamente los tubos.

De este modo se aumenta el rendimiento ya que, por un lado, el agua discurre por los tubos a una velocidad mayor que por el lecho, al no existir vegetación o arenas que produzcan rozamientos, y por otro lado, en caso que el tubo esté completamente lleno, se aumenta aún más el rendimiento al transmitirse íntegramente la presión desde los puntos de recogida a los puntos de descarga.

Otra ventaja adicional consiste en que, en caso de avenidas, la mayor velocidad de circulación del agua a través de los tubos puede prevenir contra inundaciones.

Por su parte, la instalación de la invención comprende una canalización entubada dispuesta por el lecho de una cuenca hidráulica, desde unos puntos de recogida superiores aguas arriba, hasta unos puntos de descarga situados aguas abajo, donde se ubican unas máquinas accionables por el flujo de agua de descarga.

Dada la habitual forma ramificada aguas arriba de las cuencas, la instalación de la invención tendrá preferentemente configuración troncal, con un mayor número de tubos ramificados aguas arriba que confluyen en un menor número de tubos aguas abajo.

Además, la instalación de la invención también comprende unos elementos de regulación del caudal entrante a la canalización en los puntos de recogida.

Breve descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1 muestra una vista esquemática de la instalación de la invención.

La figura 2 muestra una sección por cualquiera de los ramales de la cuenca hidráulica de la instalación de la invención.

Descripción de una realización practica de la invención

El procedimiento de la invención comprende entubar la totalidad o parte de los ramales de una cuenca hidráulica mediante tubos que discurren por el lecho de la misma, desde uno o más puntos de recogida situados aguas arriba hacia uno o más puntos de descarga situados aguas abajo.

Estos tubos consiguientemente discurren por el lecho de cualquier río o arroyo que forme parte de la cuenca.

El procedimiento de la invención también comprende disponer en los puntos de recogida mencionados unos elementos de regulación del caudal entrante, que seleccionarán, en función del caudal disponible en la cuenca y de los requisitos de energía que se precisen, la mayor o menor derivación de agua a través de las canalizaciones que forman parte de la invención. En algunos casos, como por ejemplo cuando exista una avenida de agua, se puede derivar por las canalizaciones el caudal máximo que admitan, aunque no se precise su aprovechamiento energético, sirviendo como prevención contra inundaciones, o simplemente como regulación del caudal disponible.

Igualmente comprende el procedimiento de la invención disponer en los puntos de descarga unas máquinas accionables por el flujo de agua descargado, pudiendo tratarse preferentemente de máquinas eléctricas o mecánicas (molinos y similares).

Por último, el procedimiento de la invención comprende desviar a través de los tubos que conforman estas canalizaciones un caudal suficiente de agua, obteniendo el máximo rendimiento cuando el caudal derivado llena completamente los tubos, ya que la presión existente en los puntos de recogida (5) se transmite casi íntegramente a los puntos de descarga (6), mientras que en canalizaciones abiertas parte de esta presión se pierde en aumentos de nivel. Teniendo en cuenta que con cada metro de diferencia entre los puntos de recogida (5) y de descarga (6) , y en función del caudal de agua, se gana una considerable cantidad de energía potencial y cinética, y dado que con el procedimiento de la invención las pérdidas de energía se reducen al mínimo, se obtiene un rendimiento mucho mayor que si se toma el caudal hidráulico directamente del cauce natural en el punto de recogida (6).

La instalación (1) de la invención comprende una canalización entubada (2) que discurre por el lecho (3) de la cuenca hidráulica, desde unos puntos de recogida (5) situados aguas arriba, hasta unos puntos de descarga (6) situados aguas abajo, comprendiendo también unas máquinas (7) accionables...

1. Procedimiento para aprovechamiento energético de una cuenca hidráulica con aumento del rendimiento; caracterizado porque comprende entubar la totalidad o parte de los ramales de la cuenca hidráulica mediante tubos que discurren por el lecho de la misma, desde uno o más puntos de recogida situados aguas arriba hacia uno o más puntos de descarga situados aguas abajo; disponer en los puntos de recogida unos elementos de regulación del caudal entrante; disponer en los puntos de descarga unas máquinas accionables por el flujo de agua descargado; y desviar a través de los tubos un caudal suficiente de agua.

2. Procedimiento según reivindicación 1 caracterizado porque el caudal suficiente de agua comprende un caudal susceptible de llenar completamente los tubos.

3. Procedimiento según reivindicación 1 caracterizado porque adicionalmente comprende disponer algunos tramos de tubo por el exterior del lecho de la cuenca.

4. Procedimiento según reivindicación 1 caracterizado porque comprende disponer en los puntos de descarga unos segundos elementos de regulación del caudal saliente.

5. Instalación (1) para aprovechamiento energético de una cuenca hidráulica con aumento del rendimiento, que comprende una canalización entubada (2) de un flujo de agua hacia una o más máquinas (7) accionables por dicho flujo de agua; caracterizada porque la canalización entubada discurre por el lecho (3) de la cuenca hidráulica, desde unos puntos de recogida (5) aguas arriba, hasta unos puntos de descarga (6) situados aguas abajo, donde se ubican las máquinas (7).

6. Instalación (1) según reivindicación 5 caracterizada porque implementa unos elementos de regulación del caudal entrante (8) en los puntos de recogida (5).

7. Instalación (1) según reivindicación 5 caracterizada porque implementa unos elementos de regulación del caudal saliente (9) en los puntos de descarga (6).

8. Instalación (1) según reivindicaciones 6 y 7 caracterizada porque los elementos de regulación del caudal saliente (9) y/o los elementos de regulación del caudal entrante (8) consisten en válvulas o tajaderas.

9. Instalación (1) según reivindicación 5 caracterizada porque la canalización entubada (2) tiene configuración troncal.

10. Instalación según reivindicación 5 caracterizada porque la canalización entubada (2) excepcionalmente comprende tramos exteriores (2a) que discurren por el exterior del lecho de la cuenca.

11. Instalación según reivindicación 5 caracterizada porque, al menos, uno de los puntos de recogida (5) se acopla a la descarga de una depuradora (10) de aguas residuales.

12. Instalación según reivindicación 5 caracterizada porque dispone de unos filtros en los puntos de recogida (5).

13. Instalación según reivindicación 5 caracterizada porque dispone de registros en la canalización entubada.