proyecto de una mini central hidroelÉctrica en el embalse … · los objetivos del presente...
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UNIVERSIDAD PONTIFICIA DE COMILLAS
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)
INGENIERO INDUSTRIAL
PROYECTO FIN DE CARRERA
PROYECTO DE UNA MINI CENTRAL
HIDROELÉCTRICA EN EL EMBALSE
DE NAVACERRADA
Mario Edmundo MUÑOZ MERINO
MADRID, junio de 2009
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Autorizada la entrega del proyecto al alumno:
Mario Edmundo Muñoz Merino
EL DIRECTOR DEL PROYECTO
Alfonso Madera Sánchez
Fdo.: Fecha:
VºBº del Coordinador de Proyectos
Fdo.:
Fecha:
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PROYECTO DE UNA MINI CENTRAL HIDROELÉCTRICA EN EL EMBALSE DE NAVACERRADA
Autor: MUÑOZ MERINO, Mario Edmundo
Director: MADERA SÁNCHEZ, Alfonso
Entidad Colaboradora: ICAI – Universidad Pontificia de Comillas
RESUMEN DEL PROYECTO
Actualmente en España existe una gran dependencia energética del
extranjero y a pesar de esta situación, España está lejos de cumplir los
compromisos firmados en Kioto, a pesar del Plan de energías Renovables
2005/2010. La alternativa a reducir emisiones y la dependencia energética
son energías renovables producidas dentro del territorio nacional.
El motivo de escoger la presa de Navacerrada (destinada únicamente al
abastecimiento de agua potable) para la instalación de la mini central no es
otro que el de demostrar que incluso en pequeños saltos de agua con
caudales no muy elevados se puede conseguir energía utilizable y
rentable. Con ello se podrá ver que en presas ya existentes pueden
instalarse grupos de mayor envergadura, haciendo la inversión más
rentable pero lo que es más importante, reduciendo emisiones y gastos en
dependencia energética.
Los objetivos del presente proyecto son los siguientes:
- Elegir un lugar adecuado, aprovechando un embalse existente, para establecer una mini-central hidráulica.
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- Estudiar la altura media del nivel del embalse y el caudal medio durante los últimos años para hacer estimar la potencia disponible y así dimensionar el equipamiento necesario.
- Dimensionar en función de la potencia media estimada una turbina por semejanza, así como los elementos críticos de funcionamiento de la turbina y central.
- Elaborar los planos de la instalación de la central.
Comprobar que aun siendo pequeños el salto y el caudal, el proyecto
sigue siendo viable y rentable.
La central aprovechará el caudal que en un principio va destinado a la
ETAP (Estación de Tratamiento de Aguas Residuales) de Navacerrada y
que en la actualidad no produce ningún tipo de energía. Los cambios que
originará será que habrá que hacer un by-pass a la turbina para el caso de
que tenga que detenerse por mantenimiento.
Para el cálculo de los parámetros nominales de la instalación se recurrió
al histórico de caudales del rio Navacerrada, tomado de la Confederación
Hidrográfica del Tajo y del histórico de alturas de la presa, facilitado por
la ETAP de Navacerrada.
A partir de las características hidráulicas de la presa, se tomó un
modelo de una turbina que se sabe funciona bien para este tipo de saltos, y
mediante leyes de semejanza se hallan las características de la turbina
óptima (prototipo). Con los datos del prototipo, mediante un catálogo se
escoge la que mejor se adapte a lo anteriormente calculado.
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A partir de la turbina escogida se dimensionan los diferentes elementos
de la central como los espesores de la tubería forzada y la cámara espira; y
las partes críticas de la turbina como pueden ser los ejes de los álabes del
distribuidor Fink o el servomotor a utilizar. El eje del rodete será el del
generador y el rodete y el eje irán acoplados mediante una chaveta. El
generador es un tipo NIR3134A-4 de 270 kW de potencia nominal y la
turbina entregará una potencia máxima de 210,79 kW.
Por último se realiza un estudio sobre la viabilidad económica del
proyecto en el que se estimó una inversión inicial de SETECIENTOS
CINCUENTA Y SIETE MIL OCHOCIENTOS SETENTA euros (757.870 €),
IVA incluido. A partir de la cantidad de energía generada al año, se
calcularon los ingresos que serán de 139851,22 € en el primer año. Los
gastos serán de 7578,71 € y corresponden a gastos de mantenimiento.
El estudio de la rentabilidad dictaminó que el retorno de la inversión
sucede al cabo de once años si la tasa de interés es del 12,5%y de ocho
años si la tasa de interés es del 5%. Los plazos se encuentran dentro de los
resultados habituales para este tipo de proyectos.
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Summary
Currently, in Spain there is a high energy dependency on abroad, in
spite of this situation, Spain is far away of complying with Kyoto
standards and the 2005/2010 Plan of Renewal energies. The alternative for
reducing the emissions and the energy dependency comes through
renewal energy being produced within the Country.
The reason why to select Navacerrada dam (whose only objective is to
supply drinkable water) for the installation of the mini Central, is to
demonstrate that even in small waterfalls with not a significative flow it
can be achievable to get a usable and profitable energy. Thus, we can see
that in already existing dams it can be installed groups of major wing span
in order to make the investment more profitable, and what is more
important, to reduce the emissions and expenses caused by the energy
dependency.
The targets of this project are as follows;
- To select a suitable place for setting up a hydraulic mini Central taking into account an already existing.
- To study the average height of the dam level and the average flow during the last years in order to estimate the available power and thus to dimension the necessary equipment.
- To determine, based on the estimated average power a turbine and Central critical working elements
- To elaborate the installation mapping of the Central.
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- To demonstrate that tough the fall and flow being small, the
project keeps being achievable and profitable.
The Central will benefit from the flow that at a beginning goes to the
RWTS (Residual Water Treatment Station) of Navacerrada and that
nowadays is not producing any type of energy. The only necessary update
that it would be needed to make, is a by-pass at the turbine for when it has
to be stopped due to maintenance reasons.
For the calculations of the nominal parameters of the installation, we have
gone to the historical flows of the Navacerrada river, taken from the
Confederación Hidrológica del Tajo and the historical of heights at the
dam provided by the Navacerrada RWTS.
Based on the hydraulic characteristics of the dam and by applying to
Resemblance Laws we came up to the characteristics of most suitable
turbine (prototype). Once we have the prototype and through a catalogue
we select the most suitable one to the previously mentioned calculations.
With the turbine selected, we come to size the different Central
elements such as the pipe thickness and the spiral chamber together with
its critical parts, as it can be the blade axis of the Fink Distributor or the
motor server to be used. The turbine axis will be the same one of the
generator.
The generator will be of the NIR3134A-4 type with a nominal power of 270
kW and the turbine will deliver a maximum power of 210,79 kW.
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Finally, it is being shown a study of the economic feasibility of the project
based on;
- An initial investment of SEVEN HUNDRED FIFTYSEVEN THOUSAND
AND EIGHT HUNDRED AND SEVENTY euros. (757.870 €)), VAT
included.
- Incomes estimation of 139.851,22 € on the first year.
- Expenses of 7578,71 € (mainly corresponding to maintenance).
The profitability analysis shows that the Return of Investment is
reached at a period of 11 years with an interest rate of 12,5% and at 8 years
if a 5%.
These periods are within the standard for these type of projects.
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1
Memoria
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Documento 1: Memoria
Índice General:
Paginas
Parte I: Memoria Descriptiva 11 – 89
Parte II: Cálculos 90 – 133
Parte III: Estudio Económico 134 - 145
Parte IV: Impacto Ambiental 146 - 164
Parte V: Anejos 165 – 174
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Parte I MEMORIA DESCRIPTIVA
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Parte I Memoria Descriptiva ................................... 11
Capítulo 1 Introducción ............................................... 15
1 Motivación del proyecto ................................................................... 15
2 Objetivos ............................................................................................. 18
3 Metodología ........................................................................................ 19
4 Descripción del embalse de Navacerrada ..................................... 20
5 Recursos ............................................................................................... 22
Capítulo 2 Energía Hidráulica en España ...................... 24
1 Situación actual .................................................................................. 24
2 Plan de Energías Renovables........................................................... 26
Capítulo 3 Criterios de diseño ...................................... 29
1 Tipos de centrales hidráulicas ......................................................... 29
2 Estudio hidrológico ........................................................................... 32
3 Elementos de una central hidráulica .............................................. 33
3.1 Rejilla ........................................................................................................................ 33
3.1.1 Pérdidas de carga en la rejilla ........................................................................ 34
3.2 Tubería forzada ....................................................................................................... 35
3.2.1 Materiales para las tuberías forzadas ........................................................... 36
3.2.2 Pérdidas de carga en la tubería forzada ....................................................... 40
3.2.3 El golpe de ariete ............................................................................................. 44
3.2.4 La chimenea de equilibrio .............................................................................. 48
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3.3 Válvula de admisión ............................................................................................... 51
3.3.1 Pérdidas de carga en la válvula de admisión .............................................. 55
3.4 Tipos de turbinas .................................................................................................... 56
3.4.1 Turbinas Pelton................................................................................................ 57
3.4.2 Turbinas Francis .............................................................................................. 59
3.4.3 Turbinas Kaplan .............................................................................................. 62
3.4.4 Criterios de selección del tipo de turbina .................................................... 65
3.4.5 Turbina para embalse de Navacerrada ........................................................ 67
3.4.6 Rendimientos de las turbinas hidráulicas .................................................... 67
3.4.7 Curvas características ..................................................................................... 70
3.4.8 Leyes de semejanza (teoría de modelos) ...................................................... 72
3.4.9 Materiales de construcción de turbinas hidráulicas ................................... 74
3.4.10 Partes de la turbina ....................................................................................... 75
3.4.10.1 Cámara espiral ....................................................................................... 75
3.4.10.2 Pre-distribuidor ..................................................................................... 76
3.4.10.3 Distribuidor Fink ................................................................................... 76
3.4.10.4 Cierres laberínticos ................................................................................ 78
3.4.10.5 Tubo de aspiración o difusor ............................................................... 79
3.4.10.6 Eje de la turbina ..................................................................................... 80
3.4.11 Mantenimiento de las turbinas hidráulicas ............................................... 81
3.4.11.1 Mantenimiento de turbinas Pelton ...................................................... 81
3.4.11.2 Mantenimiento de turbinas Kaplan .................................................... 82
3.4.11.3 Mantenimiento de turbinas Francis .................................................... 83
3.4.12 Generadores ................................................................................................... 85
3.4.12.1 Generadores síncronos.......................................................................... 86
3.4.12.2 Generadores asíncronos........................................................................ 88
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Capítulo 4 Presupuesto, fecha de emisión y firma ....... 89
15
Capítulo 1 INTRODUCCIÓN
1 Motivación del proyecto
El panorama energético español, hoy en día, es alarmante. La obtención
de energía eléctrica se basa principalmente en combustibles fósiles (un
64,1%). En efecto, la generación de energía en España proviene del
petróleo (7%), del gas natural (30,1%) y del carbón (23%). De los
problemas que ello suscita caben destacar tres: La alta dependencia
energética de España, las emisiones y el hecho de que los combustibles
fósiles tienen una vida finita.
Actualmente España se sitúa en el séptimo puesto en cuanto a
dependencia energética se refiere dentro de la unión europea. En los
tiempos de crisis que corren, la dependencia energética supone un gasto
importante en las cuentas del gobierno por lo que cuanto más se pueda
reducir ese gasto, mejor para todos.
Respecto a las emisiones hay que recordar que en el año 1997 ciento
sesenta países, entre los que se encontraba España, firmaron un acuerdo
en el que se comprometían a regular las emisiones de gases de efecto
invernadero (GEI) a unos valores asignados en base a unos cálculos. Es lo
que se conoce como “El Protocolo de Kioto”. Hoy en día España rebasa
por mucho lo acordado en Kioto, a pesar del plan de energías renovables
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puesto en marcha, y las previsiones son de empeorar la situación. La
obtención de energía eléctrica por otros medios que no sean combustibles
fósiles favorecerá la reducción de las emisiones de GEI.
En cuanto a la vida de los combustibles, hay estudios en los que se
establece que las reservas actualmente conocidas de petróleo durarán unos
cuarenta años al ritmo de consumo actual, las de gas unos setenta años y
el carbón más de doscientos. A medida que el tiempo pase se irán
descubriendo más reservas pero serán de más difícil acceso, más caras de
explotar y acabarán por terminarse también.
Surge por tanto la necesidad de encontrar fuentes de energía
alternativas: las llamadas energías renovables. La energía eólica, la
biomasa, biocombustibles, hidroeléctrica, solar fotovoltaica, etc.
Da mucho de qué hablar la energía eólica pues en pocos años se ha
visto como el parque eólico ha crecido notablemente y, sumado al
desarrollo de nuevos molinos, sus potencias también. El problema de este
tipo de energía es que todos los buenos emplazamientos en la geografía
española están siendo explotados en la actualidad y todavía queda mucho
por investigar en cuanto a la instalación off-shore (plataformas en el mar).
La biomasa es todavía una energía en vías de desarrollo (la central de
ELCOGAS es una de las centrales en que se investiga este tipo de energía)
y el biocombustible poco a poco va introduciéndose, mezclado con
combustible fósil de momento.
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La energía solar-fotovoltaica, a pesar de que en España está en una
buena situación para el aprovechamiento de la luz solar, sobretodo en el
sur, no es económicamente rentable. Es una tecnología muy cara y las
subvenciones que aporta el Estado tienen los días contados.
La energía hidráulica por el contrario, es una energía muy desarrollada
tecnológicamente hablando, llegando a alcanzar unos rendimientos totales
entorno al 89%. Otra de las ventajas de este tipo de energía es su
flexibilidad para cubrir consumos punta y la bajada de generación de otros
grupos como puede ser el eólico.
Los detractores de este tipo de energía alegan el gran impacto visual y
medioambiental de colocar grandes presas para el aprovechamiento de
esta energía, pero turbinas se pueden instalar en casi cualquier sitio donde
haya un salto, por muy pequeño que sea. De hecho hay turbinas tan
pequeñas que se pueden instalar en las tuberías que van a los depósitos de
agua para aprovechar esa energía que lleva el agua y que al entrar en el
depósito se pierde. Pero no hay que llegar a esos extremos, todavía.
Aquí es donde interviene la mini hidráulica, centrales de menos de
10MVA. LA posibilidad de instalarlas en las presas ya existentes y
destinadas al regadío y al abastecimiento de la población. Aprovechando
la infraestructura ya instalada los costes de instalación se verían reducidos
en una gran cantidad. El impacto visual sería mínimo pues el edificio no
superaría las dimensiones de la presa.
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El motivo de escoger la presa de Navacerrada para la instalación de la
mini central no es otro que el de demostrar que incluso en pequeños saltos
de agua con caudales no muy elevados se puede conseguir energía
utilizable y rentable. Con ello se podrá ver que en presas ya existentes
pueden instalarse grupos de mayor envergadura, haciendo la inversión
más rentable pero lo que es más importante, reduciendo emisiones y
gastos en dependencia energética.
2 Objetivos
El presente proyecto consistirá en la instalación de una mini central
eléctrica en el embalse de Navacerrada, construido en 1969 y destinado al
abastecimiento gran parte de los municipios de la vertiente madrileña de
la Sierra de Guadarrama.
Los objetivos del proyecto son por tanto:
- Elegir un lugar adecuado, aprovechando un embalse existente, para establecer una mini-central hidráulica.
- Estudiar la altura media del nivel del embalse y el caudal medio durante los últimos años para hacer estimar la potencia disponible y así dimensionar el equipamiento necesario.
- Dimensionar en función de la potencia media estimada una turbina por semejanza, así como los elementos críticos de funcionamiento de la turbina y central.
- Elaborar los planos de la instalación de la central.
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- Comprobar que aun siendo pequeños el salto y el caudal, el proyecto sigue siendo viable y rentable.
3 Metodología
La primera tarea será a de recabar información relativa al proyecto.
Para ello internet es una de las herramientas que se utilizarán. Puesto que
la presa pertenece a la confederación hidrográfica del tajo, la página web
de dicha confederación será por donde se comience la búsqueda. Una vez
hallados los datos referentes a caudal y alturas, el resto de información
relativa a la instalación de tratamiento de agua potable existente en la
presa se hará mediante comunicación telefónica, visita a la planta en sí y
toma de fotografías aéreas de la zona.
Con todo ello se calcularán las pérdidas de carga por los conductos y
los elementos reguladores de caudal, se hallará la altura de rodete y
finalmente la potencia disponible en el eje de la turbina. Con ello y una
turbina ya conocida, por leyes de semejanza se verán las dimensiones de
la turbina a instalar así como el grupo generador.
Con ayuda de herramientas de diseño en 3D (SolidWorks) se calcularan
con un pequeño margen de error (despreciable teniendo en cuenta los
coeficientes de seguridad manejados) las propiedades de ciertos elementos
de la turbina para el correcto dimensionamiento del eje transmisor de
potencia y las cargas en el suelo de la instalación.
20
Con ayuda de herramientas de diseño en 2D (Autodesk RASTER 2007 y
AutoCAD 2007) se procederá a realizar planos precisos de los
componentes de la turbina así como la localización para la correcta
construcción de complejo.
Una vez calculada la instalación, se procederá a realizar un estudio de
viabilidad y económico para ver la rentabilidad del proyecto.
4 Descripción del embalse de Navacerrada
El embalse de Navacerrada está situado junto al municipio del mismo
nombre, a una altitud de unos 1.200 m, en la zona noroeste de la
Comunidad de Madrid (Fig. 1.4.1).
Este pantano, que lleva en servicio desde 1969, está construido sobre el
río Samburiel, uno de los principales afluentes del Manzanares, aunque
también le surte de aguas el embalse de Navalmedio, ubicado en el Valle
de la Fuenfría, mediante un canal de trasvase. Éste está formado por el
arroyo de Matasalgado, que sirve de fuente al río Guadarrama.
21
Fig. 1.4.1: Localización del embalse de Navacerrada (ref.: www.maps.google.es)
El embalse de Navacerrada (Fig. 1.4.2) es utilizado para abastecer de
agua a gran parte de los municipios de la vertiente madrileña de la Sierra
de Guadarrama. Posee una capacidad de 11 hm³ y una superficie máxima
de almacenaje de 93 hectáreas. Su presa es de gravedad y de planta curva.
Tiene una altura de 47 m y dispone de un vertedero de coronación
preparado para arrojar 240 m³ por segundo.
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Fig. 1.4.2: Vista aérea del embalse de Navacerrada
5 Recursos
La búsqueda de la información referente a salto y caudal de
emplazamiento se ha realizado mediante Internet, llamadas telefónicas a
los organismos pertinentes y una avioneta para realizar fotografías aéreas
de la zona.
Para la realización de planos en 2D, se ha utilizado el programa de
diseño AutoCAD2007 y el Autodesk RASTER 2007.
Para el cálculo de volúmenes y masas de rodete, cámara espiral y eje se
ha utilizado el software SolidWorks 2007.
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Para el estudio económico y para el tratamiento de los datos recabados
se ha utilizado el programa EXCEL 2007.
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Capítulo 2 ENERGÍA HIDRÁULICA EN ESPAÑA
1 Situación actual
La pluviometría de España peninsular puede cifrarse en unos 350
km3/año (700 mm de precipitación media anual para una superficie de
500.000 km2) para un año de pluviometría media. Según estos datos,
España no se puede considerar como un país seco, lo que ocurre es que la
distribución de estos recursos es muy desigual en cuanto al tiempo y al
espacio. En efecto, el tercio norte de la península produce más de los dos
tercios del total producido por el territorio nacional (ver Fig. 2.1.1)
Fig. 2.1.1: Localización de las principales centrales hidroeléctricas de España (ref.:
www.juntadeandalucia.es)
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Se ha estimado que el potencial hidráulico bruto español es alrededor
de 162.000 GW.h en año hidráulico medio, mientras que el potencial
técnicamente explotable asciende en las mismas condiciones a 61.000
GW.h (38% del bruto). Por otra parte, el potencial en explotación actual es
de unos 37.000 GW.h anuales (23% del bruto o 61% del técnicamente
explotable).
Fig. 2.1.2: Balance de producción eléctrica en España 2006 (ref.: Ciemat)
Como se puede apreciar en la Fig. 2.1.2, la energía hidráulica representa
menos del 10% de la producción eléctrica del país en el año 2006.
Aprovechando todos los recursos hídricos de España, especialmente en la
zona Norte (Galicia principalmente), este porcentaje podría subir,
reduciendo en gran medida la necesidad de utilizar combustibles fósiles.
26
2 Plan de Energías Renovables
A continuación se pondrá un extracto del resumen del Plan de Energías
Renovables previsto para el periodo 2005/2010 del “Ministerio de
Industria, Turismo y Comercio” y del “Instituto para la Diversificación y
el Ahorro de Energía”:
“A continuación se muestra –de un modo indicativo- el desglose de los
objetivos hidroeléctricos planteados para el año 2010 en el área minihidráulica
(menor de 10 MW), en cada una de las Comunidades Autónomas, estableciendo
en su conjunto un objetivo de potencia hidroeléctrica incremental de 450 MW en
el período 2005-2010, con lo que se lograría una potencia global al final del
periodo de 2.199 MW en instalaciones minihidráulicas.
27
Como se desprende del cuadro anterior, se espera que uno de los mayores
incrementos de potencia minihidráulica instalada en el período 2005-2010 se
produzca en Galicia, motivado fundamentalmente por la evolución tan favorable
experimentada en los cinco años de vigencia del Plan de Fomento (a finales de
2004, el incremento de potencia instalada en Galicia fue de 80,5 MW frente a los
45 MW previstos) y también debido al gran número de proyectos otorgados
pendientes de construcción. Por otro lado, se espera que las Comunidades
Autónomas de Castilla y León, Cataluña y Aragón mantengan su actual
tendencia de implantación de minicentrales hidroeléctricas, puesto que son las
28
Comunidades que cuentan con mayores recursos hidroeléctricos pendientes de
desarrollar.
La evolución anual prevista de la nueva potencia a instalar dentro del periodo
20052010 es la siguiente:
La siguiente tabla refleja los resultados energéticos previstos en lo relativo a la
generación eléctrica de origen minihidráulico con las nuevas instalaciones a poner
en marcha durante la vigencia del Plan.
”
29
Capítulo 3 CRITERIOS DE DISEÑO
1 Tipos de centrales hidráulicas
Los saltos de agua tienen varias formas de ser aprovechados según el
tipo de orografía del terreno. En efecto, no siempre puede instalarse una
presa en un lugar determinado, por lo que se han ideado diversas formas
de aprovechar esa agua.
Según el emplazamiento de la instalación, las centrales hidroeléctricas
se pueden clasificar principalmente en tres grandes grupos:
• Centrales en canal de riego o de abastecimiento: son
aprovechamientos que utilizan el desnivel existente en el canal
(rápida) o tubería, mediante una toma en el canal, tubería forzada
que conduce el agua hasta la turbina, para posteriormente
devolverla al canal.
• Centrales de pie de presa (Fig.3.1.1): son instalaciones que
aprovechan el desnivel creado una presa artificial (o no) y que
pueden regular los caudales de salida para ser turbinados en
función de los usos de la presa (hidroeléctricos, regadíos o
abastecimientos).
30
Fig. 3.1.1: Central de pie de presa
Los números corresponden a: 1 Embalse, 2 Presa, 3 Rejilla de la
entrada a la tubería forzada, 4 Tubería forzada, (5,6,7,8) Grupo de
generación y turbina, 9 líneas aéreas y 10 Centro de transformación.
• Centrales de bombeo (Fig. 3.1.2): son un tipo especial de central a
pie de presa. En este caso se construyen dos embalses a distintos
niveles y se sitúa la central entre ambos. De este modo, cuando la
demanda de energía lo exija, se turbinará el agua del embalse aguas
arriba al de aguas abajo y por el contrario, cuando haya exceso de
producción en otras centrales, se bombeará agua del embalse de
aguas abajo al de aguas arriba.
31
Fig. 3.1.2: Central de bombeo
• Centrales de agua fluyente (Fig. 3.1.3): son aprovechamientos que,
mediante una obra de toma en un azud, captan una parte del
caudal circulante por el río, lo conducen hacia la central para ser
turbinado y posteriormente, es restituido al río. Al no tener ningún
tipo de acumulación de agua, la turbina recoge el caudal que puede
entregar el rio como máximo.
32
Fig. 3.1.3: Central de agua fluyente
Otro criterio de clasificación de las centrales hidráulicas es según la
potencia instalada en las mismas. De este modo la clasificación se reduce a
tres grupos: las centrales de más de 50MW (13.521 MW en 2006), las
centrales de entre 50MW y 10MW (2.938,5 MW en 2006) y las centrales de
menos de 10MW (1.818,9 MW en 2006), llamándose a estas última mini
hidráulica, dando una potencia total instalada de 18.278,4 MW en España.
2 Estudio hidrológico
A la hora de establecer las dimensiones de la central, se deben conocer
las características de la zona donde se va a instalar. Ello incluye el salto de
33
agua y el caudal disponible. Debido a variabilidad de ambos factores, para
a correcta realización del estudio se deben coger los registros de un
número significativo de años para que incluyan años muy húmedos,
húmedos, medios, secos y muy secos. Una vez obtenido el histórico de
caudales de un suficiente número de años, se hace una media de los
caudales y se escoge un año que representará la media de los años
estudiados.
Una vez realizado este estudio, sigue la fase de ordenación de los
caudales realizando la curva de caudales clasificados. Esta curva
representa el número de días que se supera un cierto caudal en el año. De
este modo, y conociendo la altura se calcula un área dentro de la curva de
modo que sea máxima, para seleccionar la turbina a instalar.
3 Elementos de una central hidráulica
3.1 Rejilla
La rejilla es el primer elemento que se encuentra el agua que va a pasar
la turbina de una central hidroeléctrica. Como se puede ver en la Fig.3.1.1,
la rejilla se sitúa a la entrada de la tubería forzada, en el lado de la presa.
La rejilla tiene como cometido el evitar que se introduzcan objetos como
ramas, hojas y peces en la tubería forzada y puedan llegar a taponarla y/o
dañar elementos de la turbina.
34
3.1.1 Pérdidas de carga en la rejilla
Al tener que pasar el agua a través de la rejilla, se produce una pérdida
de carga que será tanto mayor como menor sea la separación entre sus
barras. También tendrá influencia la forma que tengan las barras de a
rejilla. La pérdida de altura se rige según la siguiente fórmula:
�� � �� · ���� · � �2� · sin �
Siendo:
t = Espesor de las barras
b = Separación entre las barras
V0 = Velocidad del fluido a través de la rejilla
g = Aceleración de la gravedad
θ = Ángulo de la rejilla
Kt = Factor de forma de la rejilla según la Fig. 3.3.1.1
Fig. 3.3.1.1: Coeficientes del factor de forma de las rejillas
35
Por otro lado, si la rejilla no forma un ángulo de 90º respecto al flujo de
agua, se crea una pérdida de carga adicional que sigue la siguiente ley:
�� � � �2� · sin �
Siendo β el ángulo que forma la rejilla con la corriente.
3.2 Tubería forzada
La tubería forzada es el elemento que transporta el agua desde el
embalse hasta la entrada de la cámara espiral y, según lo requiera el
diseño de la instalación, salvar una cierta diferencia de alturas (ver fig.
3.1.1 y fig. 3.1.2). Esta tubería tiene que soportar esfuerzos tanto estáticos
como dinámicos y puede estar enterrada o no, por lo que es vital su
correcto dimensionamiento. Entre los esfuerzos estáticos se encuentran la
presión hidrostática interna, la presión del terreno sobre la tubería si esta
está enterrada, etc. En cuanto a los esfuerzos dinámicos, el principal es el
golpe de ariete.
La tubería forzada puede estar enterrada o situada en la superficie. Este
es un factor a tener muy en cuenta a la hora de diseñar la tubería pues se
habrá de escoger los materiales más adecuados para la realización de la
misma.
Con la tubería emplazada a la intemperie, hay que tener en cuenta el
impacto ambiental que produce por lo que debería ser pintada con colores
36
del entorno. Uno de los problemas de escoger esta solución está en que
hay que diseñar un cierto tipo de anclajes para sujetar la tubería al suelo, y
ello puede llevar asociado gran cantidad de materiales, en especial
hormigón para hacer las bases. Esto es por tanto dinero de mas que se
tiene que pagar.
En caso de ser enterrada, no habría tanto problema medioambiental
pues el impacto sería prácticamente nulo si la obra se realiza
correctamente. El problema de tomar esta decisión es el coste añadido de
la obra a realizar para enterrar la tubería.
3.2.1 Materiales para las tuberías forzadas
Existen numerosos materiales para la realización de las tuberías
forzadas que se comentarán a continuación. La elección de uno u otro
vendrá determinada por dónde se sitúa la tubería, los esfuerzos a los que
está sometida y el tamaño de la misma.
• Acero:
El acero es el material más empleado a la hora de hacer tuberías
forzadas por varias razones: es barato, resistente y se pueden
conseguir tuberías a medida tanto en espesores como en diámetros.
El mayor inconveniente del acero es la corrosión, por lo que se debe
37
revestir la tubería adecuadamente con pintura protectora o mediante
una cinta enrollada. Otra opción es utilizar aceros resistentes a la
corrosión que si bien son algo más resistentes mecánicamente
hablando, también son de precio superior.
En cuanto al diseño de dichas tuberías las paredes deben resistir
tensiones combinadas correspondientes a su trabajo como viga y a su
condición de recipiente cilíndrico sometido a presión interna.
El momento flector será el correspondiente al de una viga continua.
Las reacciones sobre los apoyos se transmiten por esfuerzo cortante
entre la chapa y los anillos de soporte, que se diseñan basándose en
el comportamiento elástico de los cilindros de débil espesor. Dichos
anillos se sueldan a la chapa mediante soldaduras continuas y se
rigidizan mediante diafragmas.
Los bloques de anclaje tienen que resistir la componente
longitudinal del peso de la tubería llena de agua más las fuerzas de
fricción correspondientes a los movimientos de expansión y
contracción. Esto lleva a que se recomiende cimentarlos, en la
medida de lo posible, sobre roca.
También pueden utilizarse tuberías de hormigón con revestimiento
interior de chapa de acero, armadas si es necesario con redondos de
acero, o incluso presentadas con alambres de alta resistencia y
provistas de uniones de enchufe y cordón. El inconveniente es su
38
elevado peso, resultan difíciles de transportar y manejar en obra,
pero en cambio no exigen ningún tratamiento de protección contra la
corrosión por parte del medio externo.
• Madera:
Es el material utilizado en los países en vías de desarrollo donde la
madera y la mano de obra abundan. El diámetro de las tuberías
fabricadas en madera está entre 1,5m y los 5,5m, pudiendo ser
utilizadas en salto de hasta 120m si el diámetro es de 1,5m.
La fabricación de este tipo de tuberías se realiza con dovelas de
madera, creosotada para evitar que se pudra la madera, y zunchadas
con flejes de acero, para darle mayor resistencia. No hay necesidad
de juntas de dilatación.
El inconveniente que presentan este tipo de tuberías es que la
madera tiene que hincharse para minimizar las fugas y que la tubería
debe mantenerse llena para evitar que la madera se reseque y pueda
llegas a agrietarse. Se debe realizar un mantenimiento periódico.
• Refuerzo de fibra de vidrio
La resistencia de este tipo de tuberías es bastante elevada y su peso
es un 20% inferior al de las tuberías de acero. El costo de las mismas
es cada vez más competitivo y su instalación es relativamente
39
sencilla (únicamente hay que manejar con cuidado los bordes de las
mismas).
• PVC:
Material más barato y fácil de manejar que el acero, por lo que
resulta bastante competitivo hasta alturas del orden de los 200m. A la
hora de unir los tramos de tubería se sueldan con disolventes si los
esfuerzos que debe soportar son longitudinales. En caso de soportar
otros tipos de esfuerzos, se unen los tramos mediante juntas.
No presenta problemas de corrosión, pero sí de degradación por
radiación ultravioleta, por lo que hay que proteger la tubería
adecuadamente (con recubrimientos especiales o enterrándola). Las
tuberías son frágiles por lo que no es indicado ponerlas en terreno
rocoso.
• Polietileno:
Existen varios tipos de polietileno: El de baja densidad, el de media
densidad y el de alta densidad.
El polietileno de baja y media densidad viene utilizándose desde
hace un tiempo en instalaciones de baja altura. El método de unión
de los tramos de tubería es mediante la soldadura de sus extremos.
Recientemente ha salido a la luz el polietileno de media o baja
40
densidad pero de altas prestaciones, eficaz hasta los 160m de altura
de salto.
En cuanto al polietileno de alta densidad, solo se suministran tubos
de hasta 30cm de diámetro. La unión de los tramos de tubería con
este tipo de polietileno es también mediante soldadura.
Una de las ventajas de este material es que, aún en el caso del
polietileno de alta densidad, su densidad es menor que la del agua
por lo que los tramos pueden transportarse flotando, arrastrados
mediante un cable. Otro de sus puntos favorables es que es un
material muy robusto y que puede además trabajar con temperaturas
bajas (inferiores a los 0ºC).
3.2.2 Pérdidas de carga en la tubería forzada
El agua en movimiento por los conductos tiene rozamiento con los
mismos y consigo mismo, lo que origina unas pérdidas de presión a lo
largo del conducto. Esta pérdida de altura se ve afectada por parámetros
como el diámetro de la tubería, el material de la misma con su acabado y
con el recorrido que tiene que hacer el agua a lo largo de la tubería. En
efecto, cuanto más complejo sea el camino (más curvas, codos, divisiones
de flujo y estrechamientos o ensanchamientos), mayores serán las
pérdidas de altura. Estos cambios en las trayectorias del fluido originan
fluctuaciones de presión dentro de la tubería debido a desprendimientos
41
en la capa límite, a estrechamientos y otros factores, que acaban por
degradar en cierta medida la energía que lleva el fluido.
Las pérdidas de carga en conductos se calculan mediante una ecuación
del tipo:
�� � � · ��2�
Donde:
K = Factor que depende del tipo de perdida que se calcula.
V = Velocidad del fluido en el conducto de menor diámetro
g = Aceleración de la gravedad
• Tramo Recto:
Para el caso de un tramo de tubería recto, el factor K es:
� � � · ��
Lo que da lugar a lo que se conoce como la ecuación de Darcy-
Weisbach:
�� � � · �� · ��2�
Donde:
f = Factor de fricción de Darcy
42
L = Longitud del conducto
d = Diámetro del conducto
• Cambios de sección:
Para el caso de estrechamientos bruscos, el factor K se calcula según la
siguiente ecuación únicamente si se cumple que d/D≤0,76:
� � 0,42 · �1 ��!�"
Donde:
d = Diámetro de la tubería de menor diámetro
D = Diámetro de la tubería de mayor diámetro
Llegados al punto en que d/D>0,76, coinciden las curvas de
estrechamiento y ensanchamiento. Hay que emplear el gráfico de la figura
siguiente para hallar K:
43
Fig. 3.3.2.2.1: Coeficientes para estrechamiento o ensanchamiento de un conducto (ref.:
Mecánica de fluidos, Ed. McGraw Hill, Frank M. White)
• Codo:
Para el caso del los codos el coeficiente K varía dependiendo del ángulo
de giro, la relación diámetro de la tubería y radio de giro, la rugosidad de
la tubería, etc. La formula siguiente permite calcular las pérdidas para un
tubo liso y ángulo 90º:
� � 0,388 · % · �&� ,' · &()* ,+, �./�( % � 0,95 2 4,42 · �&�*+,34 5 1
Donde:
R = Radio de curvatura
d = Diámetro de la tubería
44
Re = Numero de Reynolds
Para un Reynolds de 200.000, el factor K para codos con paredes lisas,
de 45º, 90º y 180º se puede ver en la siguiente figura:
Fig. 3.3.2.2.2: Coeficiente K para codos de paredes lisas para 45º, 90º y 180º (ref.:
Mecánica de fluidos, Ed. McGraw Hill, Frank M. White)
3.2.3 El golpe de ariete
El golpe de ariete, o Pulso de Joukowski, llamado así por el ingeniero ruso
Nikolay Egorovich Zhukovskiy, es junto a la cavitación el principal
causante de averías en las tuberías e instalaciones hidráulicas.
El golpe de ariete tiene lugar debido a que el agua no es un fluido
literalmente incompresible, sino que es ligeramente elástico. Como
consecuencia de ello, al cerrar una válvula de un extremo bruscamente en
45
una tubería de cierta longitud, las partículas del agua al tener una inercia
tienen a seguir moviéndose en la dirección en la que iban. Esto provoca
una sobre presión en el interior de la tubería tanto mayor como cerca
estemos de la válvula, en la zona de aguas arriba. Esta sobre presión
origina unos esfuerzos muy grandes en la tubería, que llega a deformarse
elásticamente (en algunos casos extremos plásticamente) y que al
recuperar sus dimensiones originales es esta a su vez la que comprime al
fluido, que tiende a moverse en sentido contrario al inicial. Esto acaba por
originar una depresión dentro de la tubería tanto mayor como de cerca
estemos de la válvula, llegando a producirse cavitación en casos extremos.
Esta depresión acaba por atraer de nuevo al fluido dando lugar a un
nuevo inicio del ciclo de contracción-expansión del agua hasta que la
energía se disipe por el propio rozamiento del fluido y las contracciones y
expansiones de la tubería de manera natural. Naturalmente, esta opción
no es la más indicada pues la tubería forzada podría sufrir importantes
daños.
Las consecuencias de este fenómeno pueden resultar fatales para la
instalación hidráulica pues las sobrepresiones que pueden llegar a
producirse pueden alcanzar entre sesenta y cien veces la presión a la que
trabaja la tubería normalmente. La fuerza del golpe de ariete es
directamente proporcional a la longitud de la tubería y a la velocidad del
fluido, ya que hay más cantidad de fluido aguas arriba de la válvula y este
46
tiene más energía. Del mismo modo, la magnitud del fenómeno es
inversamente proporcional a la velocidad de cierre de la válvula por lo
que una manera de mitigar el problema es cerrando suficientemente
lentamente la válvula.
De lo anterior se deduce que el tiempo crítico es el tiempo que tarda
una onda de presión en recorrer la tubería forzada desde la válvula hasta
la toma de agua y vuelta. El tiempo crítico se rige según la siguiente
ecuación:
67 � 2 · �8
Donde:
L = Longitud de la tubería forzada
C = Velocidad de la onda de presión dentro del fluido que se
calcula mediante la siguiente ecuación:
8 � 9 �:1 2 � · !; · (
Donde:
K = Módulo elástico del fluido (2.200 MPa para el agua a 20ºC)
ρ = Densidad del fluido (1000kg/m2 para el agua)
E = Modulo de Young del material de la tubería
D = Diámetro de la tubería
47
e = Espesor de la tubería
Una vez calculado el tiempo crítico se pueden dar dos casos: que la
válvula esté completamente cerrada cuando vuelva la onda de
sobrepresión o que la válvula no esté completamente cerrada.
En el primer caso, toda la energía cinética del agua se transforma en
una sobre presión, que se calcula mediante la siguiente ecuación:
< � 8 · ∆��
Donde:
∆V = Variación de la velocidad del fluido
En el segundo caso, el incremento de presión no será tan elevado, y se
calcula mediante la ecuación de Allievi:
>< � < · ?@2 2 A@�2� 2 @B C./ @ � � � · � < · 67 · �
Donde:
P0 = Presión inicial en la tubería
V0 = Velocidad inicial del fluido en la tubería
Tc = Tiempo crítico calculado anteriormente
48
La presión total en el interior de la tubería será entonces la suma de la
presión inicial y del incremento de presión calculado con la fórmula de
Allievi.
Las pérdidas de carga originadas por el fenómeno del golpe de ariete
son complicadas de calcular por lo que se hace necesario el uso de
software informático creado para tal efecto.
3.2.4 La chimenea de equilibrio
Como se ha visto, el golpe de ariete es un fenómeno que puede resultar
muy pernicioso para la instalación, en particular para la tubería forzada.
La misión de la chimenea de equilibrio es la de reducir los efectos del
golpe de ariete puesto que su instalación equivale a reducir la longitud de
la tubería forzada, haciendo que el tiempo crítico sea menor y por tanto
disminuyendo las sobre presiones causadas.
Constructivamente hablándola chimenea de equilibrio no es más que
un depósito de agua al aire libre (ver Fig.3.3.2.4.1) o presurizado (depósito
con vejiga o sin ella, Fig. 3.3.2.4.2). El problema de las chimeneas de
equilibrio es que son unas instalaciones muy grandes.
49
Fig.3.3.2.4.1: Chimenea de equilibrio de la central de Ameghino en el río Chubut,
Argentina (ref.: www.panoramio.com)
50
Fig. 3.3.2.4.2: Chimeneas de equilibrio. Izq.: Calderín presurizado. Dcha.: Calderín con
vejiga. (ref.: http://ocwus.us.es)
El funcionamiento de la chimenea de equilibrio consiste en que la onda
de sobre presión creada al cerrar la válvula bruscamente no solamente
viaja a lo largo de la tubería sino que también se propaga dentro de la
chimenea haciendo que el nivel del agua suba, ahorrando esfuerzos a la
tubería. El nivel del agua volverá a bajar en la chimenea y el nivel en la
misma oscilará hasta que la onda se disipe. La máxima altura de la
chimenea de equilibrio deberá ser por tanto la correspondiente a la
máxima presión creada debido al golpe de ariete.
La constante de aceleración del agua indica la conveniencia de la
instalación de una chimenea de equilibrio:
�D � � · �� · E
Donde:
V = Velocidad del fluido en la tubería
L = Longitud de la tubería
g = Aceleración de la gravedad
H = Altura de la columna de fluido en la tubería
En el caso de que th sea inferior a tres segundos, no será necesaria la
instalación de una chimenea de equilibrio.
51
La chimenea de equilibrio podría sustituirse por una válvula de
descarga tarada según los cálculos realizados en cuanto al incremento de
presión máximo que puede soportar la tubería.
3.3 Válvula de admisión
La válvula de admisión es el elemento situado justo antes de la turbina,
siendo su cometido permitir el paso o no del agua a la turbina, al igual que
regular el flujo de agua cuando sea necesario. Constructivamente
hablando hay tres tipos principales de válvulas utilizados en la industria
hidroeléctrica:
• Válvula esférica:
La válvula esférica consiste básicamente en una esfera taladrada
que gira en el interior de un conducto (ver Fig. 3.3.3.1). Cuando el
hueco está alineado con la tubería, la válvula está abierta. Este tipo
de válvulas crean una pérdida de carga baja en relación con el resto
de los tipos de válvulas.
52
Fig. 3.3.3.1: Válvula esférica de una central hidroeléctrica (ref.: www.pinach.com)
• Válvula de mariposa:
Este tipo de válvulas consiste en una compuerta plana que gira
dentro de un conducto (Ver Fig. 3.3.3.2). Alinear la placa con el
conducto significa abrir la válvula. Generalmente este tipo de
válvulas se utilizan en centrales de poco salto pues habría que
reforzar mucho la compuerta de la válvula.
Una de las ventajas de este tipo de válvulas es que al ser un eje con
una placa metálica en el centro, la presión del agua es igual a ambos
lados de la placa, por lo que el esfuerzo requerido para abrirla o
cerrarla no es muy grande, aunque se utilizan servomotores. Por
otro lado, dada la geometría de la válvula es difícil que se atore con
elementos en suspensión, ya que se auto limpia. Por el número
53
limitado de piezas que la conforman, este tipo de válvulas tiene un
costo bastante reducido.
Uno de los grandes inconvenientes de este tipo de válvulas es que
no regulan bien el caudal sobre todo si este tiene elevada velocidad.
Carecen de válvula de bypass.
Otro tipo de válvula de mariposa es la excéntrica, donde el eje de
la compuerta no se sitúa en el diámetro de la tubería sino más
escorado.
Fig. 3.3.3.2: Válvula de mariposa (ref.: www.directindustry.es)
• Válvula de compuerta:
54
Es una válvula que abre mediante el levantamiento de una
compuerta o cuchilla (la cuál puede ser redonda o rectangular) y así
permitir el paso del fluido (ver Fig. 3.3.3.3).
Se recomienda su uso en aguas limpias y en posiciones extremas,
es decir cerrada o abierta completamente, ya que la pérdida de
carga que originan es muy alta.
Suelen estar equipadas con una válvula de by-pass para facilitar
las maniobras y su capacidad de regulación es superior a la de las
válvulas de mariposa.
Existen diferentes tipos de válvulas de compuerta, se diferencian
básicamente en el tipo de disco empleado para el cierre. Entre estos
tipos se encuentran: válvula de compuerta tipo cuna solida, tipo
flexible, tipo abierta, válvulas de guillotina y válvulas de cierre
rápido.
55
Fig. 3.3.3.3: Válvula de compuerta (ref.: www.lowes.com)
3.3.1 Pérdidas de carga en la válvula de admisión
Las válvulas son un obstáculo para el fluido aún estando
completamente abiertas, por lo que originan una pérdida de carga que
variará en función de lo abierta que este la válvula y del tipo de válvula
que se utilice. Como habitualmente la válvula va a estar en posiciones
extremas, solo se tendrá en cuenta la perdida de carga originada en la
posición de abierta. Dicha perdida se calcula mediante la ecuación
siguiente:
�F � � · ��2 · �
Donde:
V = velocidad del fluido atravesando la válvula
g = Aceleración de la gravedad
K = Coeficiente que depende del tipo de válvula (ver tabla 3.3.3.1.1)
Tipo de válvula Valor de K
Excéntrica 1
Mariposa 0,6
Compuerta 0,2
56
Esférica 0,05
Tabla 3.3.3.1.1: Valores de K en función del tipo de válvula
3.4 Tipos de turbinas
En una central hidroeléctrica la turbina es el elemento más importante.
Tanto es así que la central entera se diseña entorno a la turbina. Es el
elemento encargado de transformar la energía cinética y potencial del
agua en un par en un eje para que pueda des aprovechado por el
generador.
Debido a que hay varios tipos de aprovechamientos hidráulicos, unos
con mucha altura y poco caudal, otros a la inversa y entre medias todo
tipo de combinaciones, existen varios tipos de turbinas: Las turbinas de
acción y las turbinas de reacción.
El principio de funcionamiento de las turbinas de acción es transformar
toda la energía potencial del agua en energía cinética para conseguir un
chorro de agua con muy alta velocidad. Este chorro impactará en unas
placas (cazoletas), que están sujetas a un eje, y les transmitirá esa energía
cinética. Por principio de acción y reacción, la fuerza con a que impacta el
agua en las cazoletas hará girar el conjunto El agua caerá sin
prácticamente velocidad al sumidero después de haber cedido su energía
a las cazoletas. Debido a las salpicaduras que produce el agua al impactar
57
con las cazoletas y a que se tiene un elemento girando, se construye una
carcasa alrededor del rodete como elemento de seguridad. La turbina que
funciona bajo este método se llama turbina Pelton.
En el segundo tipo de turbinas, las de reacción, la presión del agua
actúa directamente sobre los alabes. Esta presión irá disminuyendo con el
avance del agua, por lo tanto, en este caso no se transforma la energía del
agua en cinética. La presión al actuar sobre los álabes crea un momento
que es el que sale por el eje de la turbina. El rodete, en este caso, está
sumergido en la corriente de agua y por tanto necesita una carcasa. Esta
carcasa no es ya por motivos de seguridad sino que es un elemento
estructural, por lo que su diseño es más crítico que en el caso de las
turbinas de acción. Las turbinas que pertenecen a este grupo son las
turbinas Francis y las turbinas Kaplan.
3.4.1 Turbinas Pelton
La turbina Pelton pertenece a la categoría de turbinas de acción. El agua
llega a través de la tubería forzada a una boquilla estrecha que envía un
chorro de agua a las paletas del rodete haciéndolo girar. El esquema de
funcionamiento se aprecia muy bien en la Fig. 3.3.4.1.1.
58
Fig. 3.3.4.1.1: Esquema de funcionamiento de una turbina Pelton
El rodete puede situarse con el eje horizontal (donde no le atacará más
que un inyector ó distribuidor habitualmente) o situarse con el eje en
posición vertical (donde podrán atacarle hasta seis inyectores –ver Fig.
3.3.4.1.2).
Una de las características más interesantes de este tipo de turbinas es
que su rendimiento hidráulico es del 100% debido a que todo el agua del
chorro impacta en alguna de las paletas.
El caudal de la turbina se regula mediante los inyectores y una paleta
(situada justo debajo del inyector ó distribuidor) evita la llegada de agua a
las cazoletas en caso de emergencia. En efecto, si cae la demanda de
energía súbitamente, el generador tenderá a embalarse por lo que hay que
reducir el caudal que impacta en las cazoletas. Un corte súbito al nivel del
inyector provocaría un golpe de ariete que puede dañar severamente la
59
tubería forzada. A tal efecto, una paleta se coloca delante del chorro y se
cierra el inyector lentamente.
Las turbinas Pelton suelen utilizarse en saltos de gran altura y no muy
elevado caudal.
Fig. 3.3.4.1.2.: Vista en planta de una turbina Pelton con seis inyectores (Ref.:
http://www.geppert.at/).
3.4.2 Turbinas Francis
Las turbinas Francis corresponden a la categoría de turbinas de
reacción. El tipo de flujo dentro de la turbina es radial a la entrada del
rodete y puede ser completamente axial a la salida del mismo. Debido a
60
que los álabes del rodete son fijos, este efecto se consigue con un anillo de
álabes distribuidores situados justo antes de la entrada al rodete.
El flujo de agua es conducido por la tubería forzada hasta un
distribuidor llamado cámara espiral. La forma en espiral de diámetro
decreciente del distribuidor es debida a que lo ideal es que le llegue el
mismo caudal a cada álabe del rodete. El material de la cámara espiral
suele ser de lámina de acero soldada pero también existen de hierro
fundido o de hormigón revestido de acero por el interior. En la Fig.
3.3.4.2.1 se aprecia una cámara espiral.
Fig.3.3.4.2.1: Cámara espiral de la central de la Grande Coulée (Ref.:
www.wikipedia.org)
61
En cuanto al rodete, existen varias maneras de fabricarlo: de una sola
pieza o de varias. En el caso de rodetes pequeños se realizarán en una sola
pieza con materiales tales como el bronce, fundición o aluminio. Para el
caso de rodetes de grandes dimensiones, se fabrica cada álabe por
separado y se sueldan al cubo y a llanta posteriormente.
El conjunto suele encastrarse en hormigón para evitar que las posibles
vibraciones dañen cualquier parte de la turbina. Del mismo modo que las
turbinas Pelton, las turbinas Francis puede ponerse con el eje en posición
horizontal o vertical. El hecho de poner el eje en posición vertical evita que
el este tenga que trabajar a flexión.
En la siguiente figura se ven los componentes básicos de la turbina
Francis (Fig.3.3.4.2.2).
62
Fig.3.3.4.2.2: Componentes de una turbina Francis (Ref.: www.wikipedia.org)
Los números corresponden a los siguientes elementos:
1: Cámara espiral
2: Pre distribuidor
3: Distribuidor de álabes regulables
4: Rodete
5: Difusor de salida
6: Servo controlador de anillo distribuidor de álabes regulables
7: Eje del generador
Este tipo de turbinas son muy versátiles por lo que se utilizan muy
ampliamente para casi cualquier tipo de aprovechamiento hidráulico.
3.4.3 Turbinas Kaplan
La turbina Kaplan, al igual que la turbina Francis, pertenece al género
de las turbinas de reacción. Este tipo de turbina es del tipo axial, esto es
que el flujo entra y sale del rodete por el mismo eje. Lo que caracteriza a
este tipo de turbinas es que los álabes del rodete son de ángulo variable, y
se le llamará turbina Kaplan si el distribuidor también tiene álabes
móviles, y semi-Kaplan en caso de que estos sean fijos. Podría decirse que
la turbina Kaplan funciona como la hélice de un avión (ver Fig. 3.3.4.3.1)
63
Fig. 3.3.4.3.1: Rodete de la central de Bonneville (Ref. www.wikipedia.org)
Para permitir la regulación, los alabes del rodete giran alrededor de su
eje, accionados por unas manivelas, que a su vez son solidarias con unas
bielas articuladas a una cruceta, que se puede desplazar hacia arriba o
hacia abajo por el interior del eje hueco de la turbina. Este desplazamiento
lo realiza un servomotor hidráulico y puede realizarse con la turbina en
movimiento.
La Fig. 3.3.4.3.2 muestra la instalación de una turbina Kaplan.
64
Fig. 3.3.4.3.2: Componentes de una turbina Kaplan (Ref.: www.wikipedia.org)
Los números corresponden a los siguientes elementos:
1: Cámara de entrada
2: Pre distribuidor
3: Distribuidor de álabes regulables
4: Rodete
5: Difusor de salida
6: Servo controlador de anillo distribuidor de álabes regulables
65
7: Generador
8: Eje del álabe del rodete
3.4.4 Criterios de selección del tipo de turbina
Los dos aspectos más importantes a la hora de escoger una turbina para
un emplazamiento son el salto y el caudal. Posteriormente, se analizarán
otros aspectos técnicos para ajustar finamente qué tipo de turbina y cómo
va a instalarse la turbina.
Como puede verse en la Fig. 3.3.4.4.1., si el aprovechamiento cuenta con
un caudal pequeño pero el salto es grande, la turbina más indicada será la
Pelton. En el caso de tener un gran caudal pero que el salto no es tan
grande, la turbina más indicada sería la Kaplan. Entre medias de ambas
esta el dominio de las turbinas Francis, por lo que se explica uno por qué
hay tantas de este tipo instaladas por el mundo: son las más versátiles.
66
Fig. 3.3.4.4.1.: Gráfico de selección de turbinas
La cavitación es un aspecto a tener muy en cuenta, pues puede
provocar desgaste en las piezas que se ven afectadas. La cavitación ocurre
cuando la presión del agua cae por debajo de la presión de vapor del agua
a la temperatura a la que se encuentre el agua. El tubo de aspiración
consigue crear una depresión a la salida de la turbina, por lo que hace que
el salto aumente de unos metros en turbinas grandes. Si la presión en el
tubo de aspiración (desde la salida de la turbina hasta la salida del tubo)
cayese hasta la presión de vapor del agua en algún punto, se producirían
burbujas de vapor de agua que colapsarían cuando la presión aumentase
67
lo suficiente. Este colapso crea unas ondas sonoras muy fuertes que
impactan contra la partes de la turbina arrancando un poco de material,
más cuanto más cerca del material colapsa la burbuja.
El número específico de revoluciones es un parámetro que se define en
base a la potencia que desarrolla la turbina y en cuanto al régimen de giro
de la misma. Es un valor muy tenido en cuenta a la hora de escalar
turbinas por las leyes de semejanza.
3.4.5 Turbina para embalse de Navacerrada
El embalse de Navacerrada tiene una altura máxima de unos 49 metros
y un caudal máximo de 1 m3/s. En caso de haber más caudal, éste se irá
por el aliviadero de seguridad. Según los criterios anteriormente
establecidos, si se mira la gráfica de elección de turbinas (Fig. 3.3.4.4.1.) se
podrá comprobar que la turbina más adecuada para este tipo de
aprovechamiento es una turbina del tipo Francis.
El diseño del resto de elementos tales como la tubería forzada y demás
se verá más adelante, en el apartado de cálculos.
3.4.6 Rendimientos de las turbinas hidráulicas
El rendimiento de una turbina hidráulica se define como el cociente
entre la potencia que se saca en el eje de la turbina y la potencia del agua:
68
η� <.�(/CHI_;K(: · � · E · L
Donde:
Q = Caudal que atraviesa a la turbina
H = Altura neta
ρ = Densidad del agua a la temperatura de funcionamiento
g = Aceleración de la gravedad
El rendimiento no es constante, varía en función del caudal y del salto
al que está sometida. El máximo rendimiento de una turbina se obtiene
cuando esta funciona en condiciones nominales. Cualquier desviación de
estas condiciones acarreará una disminución del rendimiento (ver Fig.
3.3.4.6.1).
69
Fig. 3.3.4.6.1: Rendimiento en función del caudal y la altura para una turbina Francis
(Ref.: Andritz-Hydro)
Cabe destacar que el rendimiento de las turbinas hidráulicas es en
general bastante elevado, llegando al 92% en turbinas pequeñas (hay que
señalar que a menor tamaño de la turbina, menor es el rendimiento), por
lo que en turbinas de gran tamaño, el rendimiento llega con facilidad al
96%.
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
22,5 27,5 32,5 37,5 42,5
Q [m3/s]
Hn [m]
0,925
0,92
0,91
0,9
0,89
0,88
70
3.4.7 Curvas características
Existen tres tipos de curvas características que se obtienen de las
turbinas. Son las curva de potencia/velocidad, la curva de
caudal/velocidad y la curva de colina.
• Potencia/Velocidad:
Se trazan en función del grado de admisión tomando un salto
constante. Las curvas tienen forma parabólica y cortan al eje de las
abscisas en dos puntos (ver Fig. 3.3.4.7.1)
Fig. 3.3.4.7.1: Grafico de potencia en función del régimen de giro
• Caudal/Velocidad:
Este tipo de curvas se realiza con una presión constante pero variando
el caudal de la turbina (ver Fig. 3.3.4.7.2). Son prácticamente rectas,
reflejan el caudal admitido por la turbina en función de su velocidad, para
71
un salto constante y un grado de admisión variable. En las turbinas tipo
Pelton, las rectas son prácticamente horizontales, en las Francis lentas son
descendentes (menor caudal admitido con mayor velocidad) y en las
turbinas Francis rápidas son ascendentes.
Fig. 3.3.4.7.2: Curva de régimen de giro en función del caudal
• Curva de nivel:
Son las resultantes de la unión de los puntos de igual rendimiento en
unas condiciones variables de caudal y velocidad. Si se representara un
tercer eje con la potencia, dichas curvas serian las denominadas curvas
colina de rendimiento (ver Fig. 3.3.4.7.3).
72
Fig. 3.3.4.7.3: Curvas de nivel
3.4.8 Leyes de semejanza (teoría de modelos)
Diseñar un modelo grande y construirlo es una empresa muy
complicada puesto que hay que fabricar varios prototipos, que, de
hacerlos a escala real, encarecerían mucho el coste del proyecto. Por
ejemplo la central de las tres gargantas, la mayor central hidroeléctrica del
mundo. En esa presa no se han podido realizar ensayos con prototipos
funcionales debido al alto coste que supondría, de modo que se han
ensayado máquinas semejantes geométricamente.
73
Esta teoría permite saber cómo funcionara una maquina a partir de otra
geométricamente semejante, cuando opera en circunstancias diferentes.
Esto es una herramienta fundamental a la hora de poder seleccionar la
turbina de una central hidroeléctrica, ya que permite seleccionar con
precisión una turbina que se adapta a las especificaciones del proyecto. La
principal condición que se les pone a dos máquinas es que tengan el
mismo número específico de revoluciones, definido de la siguiente
manera:
/M � / · L+�E�
Donde:
n = Régimen de giro de la turbina en rpm
Q = Caudal que atraviesa a la turbina
H = Altura neta
Conociendo la altura neta del aprovechamiento y su caudal, para que
dos turbinas sean geométricamente semejantes, queda por ver el régimen
de giro, que intentará ajustarse a una de las típicas velocidades de los
generadores (3000 rpm, 1500 rpm, 750 rpm…). Teniendo escogidos ya
estos parámetros, tan solo queda hallar la proporción de las turbinas:
/+/� � ���+ · AE+E�
Donde:
74
n = Régimen de giro de las turbinas
d = Diámetro del rodete
H = Altura neto
Subíndices = 1 para turbina modelo, 2 para turbina prototipo
Una vez despejada la relación de diámetros se puede conocer el factor
por el que hay que multiplicar las dimensiones de la turbina modelo para
realizar el prototipo. Con este tipo de leyes, estudiando el modelo se
pueden convertir los resultados para saber cómo se comportaría el modelo
real (el prototipo).
3.4.9 Materiales de construcción de turbinas hidráulicas
Los materiales a utilizar deberán ser capaces de resistir los esfuerzos a
los que van a ser sometidos, entre ellos el fenómeno de cavitación. El
fenómeno de la cavitación aumenta en intensidad a medida que aumenta
la velocidad del fluido dentro de la turbina.
Para la construcción del rodete se suele utilizar fundición, aluminio o
bronce. Lo ideal sería fuese ligero para tener el menor momento de inercia
y que así su velocidad se ajuste rápidamente.
La cámara espiral suele estar construida de tramos rectos de cilindros
de acero soldados en sus extremos por lo que los materiales deben ser de
soldado fácil.
75
Los materiales utilizados para la construcción de rodete, cámara espiral
o incluso difusor deben de estar protegidos frente a la corrosión, oxidación
y demás tipos de desgastes.
3.4.10 Partes de la turbina
En el presente proyecto se estudia un emplazamiento donde se colocará
una turbina del tipo Francis, por lo que en este apartado se expondrán los
elementos que compones este tipo de turbinas.
3.4.10.1 Cámara espiral
La cámara espiral es el elemento que lleva el agua desde la brida de
admisión hasta los álabes directrices. Su misión consiste en dirigir el agua
que pasa por la tubería forzada hasta el distribuidor Fink buscando que la
energía cinética del agua en cada punto de la cámara sea la misma. La
cámara espiral tiene forma de caracol, que es la forma que mayor
rendimiento da con las menores dimensiones.
Constructivamente hablando, la cámara espiral consiste en un conjunto
de chapas cilíndricas de acero, soldadas entre si con la forma de una
caracola. A la hora de dimensionar la cámara espiral de la turbina que se
instalará, se tomará el espesor constante y se hallará mediante leyes de
semajanza y resistencia de materiales.
76
Para la central de Navacerrada, debido a que la potencia de la turbina
es baja, la cámara espiral no será muy grande por lo que se pondrá un
espesor constante en todos los tramos.
La cámara espiral estará anclada al suelo mediante unos apoyos de
sección cuadrada que se encargarán de mantener el conjunto inmóvil
soportando los esfuerzos mecánicos debidos a:
- Peso de la cámara espiral.
- Empuje lateral debido a la presión del agua.
- Par transmitido por la máquina.
3.4.10.2 Pre-distribuidor
El pre-distribuidor es un elemento fijo de la cámara espiral cuya misión
es dirigir el flujo de agua hacia los álabes del distribuidor Fink. Tanto los
materiales del pre-distribuidor como los de la cámara espiral son los
mismos.
3.4.10.3 Distribuidor Fink
El distribuidor Fink se sitúa entre el pre-distribuidor de la cámara
espiral y el rodete. La misión del distribuidor Fink es orientar el flujo de
agua para que éste incida en los álabes con el ángulo correcto,
minimizando de este modo las pérdidas.
77
Los álabes del distribuidor están enganchados a un anillo que gira en el
eje del rodete. Según gire a derechas o a izquierdas, los álabes se abren o
se cierran. Este anillo está controlado mediante un servomotor hidráulico
(ver Fig. 3.3.4.10.3.1)
Fig. 3.3.4.10.3.1: Dibujo de un distribuidor Fink
El número 1 señala a base del distribuidor, el 2 los álabes, el 3 la parte
superior, el 4 los ejes de los álabes y el 6 el anillo del distribuidor.
En la siguiente figura (Fig 3.3.4.10.2) se aprecia el funcionamiento del
anillo del distribuidor. En la posición de cierre, los álabes del distribuidor
están en contacto entre sí, impidiendo el paso de agua. De este modo, se
78
puede regular la cantidad de agua que pasa, además de con la válvula de
mariposa (que no es su función principal), y de este modo se evita el
embalamiento de la turbina.
Fig. 3.3.4.10.2: Funcionamiento del distribuidor Fink. Izq.= cerrado. Dcha.= abierto.
El distribuidor Fink se realiza generalmente en acero. El bulón que une
la biela con el álabe trabaja a cortante y debe diseñarse de tal manera que
se rompa si algún objeto extraño entrase en la maquinaria. Lo que se
consigue con ello es evitar la rotura de elementos más costosos de la
turbina.
3.4.10.4 Cierres laberínticos
Los cierres laberínticos son unos elementos de estanqueidad. Se diseñan
para minimizar las pérdidas de agua que tienen lugar en la turbina, entre
el eje de la turbina y el rodamiento. Las pérdidas de fluido son de dos
tipos:
79
- Pérdidas de cortocircuito: Se deben al flujo que circula por el
espacio entre la carcasa y el rodete, en el sentido del flujo
entrante. Al no llegar el agua a los álabes del rodete, no se
transmite la energía, produciendo pérdidas.
- Pérdidas exteriores: Es el caudal de agua que sale hacia el
exterior de la turbina por las holguras entre los componentes.
Los cierres laberínticos buscan minimizar las perdidas exteriores, las
fugas, incrementando lo más posible las pérdidas de carga entre el interior
de la turbina y el exterior.
Existen cierres que constan de dos anillos de desgaste, uno en la carcasa
y otro en el rodete. Se roscan en sentido contrario al giro del rodete para
que no se aflojen cuando gira la máquina.
3.4.10.5 Tubo de aspiración o difusor
Se sitúa a la salida del rodete, y su misión es la de crear una cierta
depresión, aumentando así el salto neto. Un difusor correctamente
diseñado permitirá instalar la turbina a un nivel superior al del canal de
salida sin tener prácticamente pérdida de altura.
Geométricamente hablando es un cono, que al aumentar la sección
disminuye la velocidad del agua. El ángulo de conicidad no debería ser de
más de 7º para evitar el desprendimiento de la capa límite, lo que
80
provocaría pérdidas. El problema es que un ángulo de conicidad bajo
implica que el tubo deberá ser muy largo por lo que en la realidad se
fabrican con un ángulo próximo a los 15º.
En el presente proyecto, al ser la turbina de eje horizontal, el tubo
difusor irá precedido por un codo.
La ganancia de altura en el caso presente es prácticamente despreciable
debido a que se situará la salida de la turbina muy cerca del nivel de canal
de salida.
3.4.10.6 Eje de la turbina
El eje es el encargado de transmitir el par generado en el rodete al
generador eléctrico. El eje de transmisión, generalmente, de acero
templado y posteriormente revenido, se acopla al rodete mediante una
chaveta.
Los cierres del eje se construyen típicamente de forma cilíndrica
rodeando a la brida del eje hasta una determinada altura, creando una
cámara a la que van a parar los escapes de los cierres laberinticos.
Para asegurar el hermetismo es necesario colocar una junta que este en
constante rozamiento con el eje. Dado el desgaste al que va a estar
expuesta será necesario cambiarla frecuentemente.
81
Se instala un elemento de cierre para el caso en que la junta se
rompiese.
El mantenimiento de las turbinas incluye el vaciado del espacio
destinado a acumular el agua de las fugas.
3.4.11 Mantenimiento de las turbinas hidráulicas
3.4.11.1 Mantenimiento de turbinas Pelton
Este tipo de turbinas son las que ofrecen la mayor seguridad desde el
punto de vista mecánico, pero, aún con todo, tras periodos de tiempo
reducidos se pueden observar desgastes en la aguja, la boca de la tobera,
en los cazos del rodete y en el deflector. Estos desgastes se deben a la
acción abrasiva de la arena que no se ha filtrado a la entrada. Es muy
importante que los elementos antes referidos conserven sus características
originales, por lo que se debe revisar su estado cada ano para repararlos
en caso de que fuera necesario.
En efecto, el desgaste del inyector puede provocar una dispersión del
chorro con lo que el rendimiento total de la turbina cae. Esto también
puede producir deterioros en el rodete por los choques con las gotas
sueltas. Tanto los cazos como los deflectores se pueden arreglar mediante
soldadura y esmerilado. Otra posible fuente de daños tiene su origen en el
agua que se escapa de los cazos, perdiendo su energía en el armazón, para
82
evitar este peligro se puede instalar como blindaje una chapa de acero
moldeado reparable mediante soldadura en caso de que fuera necesario.
Las turbinas Pelton cuyas agujas del inyector se cierran mediante un
muelle van provistos de un diafragma de aceite que permite regular la
lentitud del cierre. La correspondencia entre las posiciones relativas de la
aguja y de los deflectores se controla mediante la regulación de la turbina.
Al terminar el montaje de la turbina es importante asegurarse de que el
deflector se encuentra en todas las posiciones posibles del punzón casi
tangente al chorro pero sin tocarlo nunca. Esto debe suceder de este modo
para que si el deflector tiene que actuar, lo haga de manera inmediata.
Esta disposición se comprueba midiendo las potencias para distintas
posiciones del deflector. Antes de poner en marcha la turbina será
necesario purgar de aire el cilindro del servomotor, este aire podría
provocar un cierre brusco con el consiguiente golpe de ariete, que podría
dañar a la tubería forzada.
3.4.11.2 Mantenimiento de turbinas Kaplan
Se debe comprobar periódicamente la estanqueidad de las palas del
rodete para evitar pérdidas de aceite hacia el exterior y la entrada de agua
hacia el núcleo. Según el tamaño de la turbina, se tolera un nivel máximo
de pérdidas de aceite que oscila entre los 10 y los 100 litros al año, y
83
superar estos valores lleva a la contaminación del rio. Si el nivel de aceite
aumenta significara que ha entrado agua en su interior.
También se debe comprobar que no ha existido cavitación revisando el
nivel de corrosión que presenta el rodete y la envolvente del mismo.
A lo largo de la vida útil de la turbina, especialmente si es de eje
horizontal, los cojinetes del eje van desgastándose, permitiendo cierta
holgura y rozamientos adicionales que disminuyen las prestaciones del
conjunto. Los cojinetes desgastados implican pérdidas considerables de
potencia y deterioro de las piezas que rozan con ellos y que no deberían
hacerlo.
Las turbinas que solo poseen alabes móviles requieren más revisiones
que las que además pueden regularse mediante un distribuidor móvil,
dado que sufrirán un mayor desgaste al realizar más movimientos para
regular el caudal. Un alabe desgastado permitirá la entrada de agua al
núcleo, de forma que se producirán deterioros en el sistema de regulación.
Por último, también se deben comprobar otros aspectos como el nivel
de fugas y el funcionamiento de las diferentes válvulas.
3.4.11.3 Mantenimiento de turbinas Francis
Este tipo de turbina hidráulica es que el sufre mayores daños por la
presencia de arena en el agua. Esto provoca revisiones periódicas que
84
dependería sobre todo de la altura del salto y la calidad del agua
turbinada. Por ello hay dos casos a tener en cuenta.
Para saltos pequeñas, de hasta veinte metros, las revisiones se harán
cada cuatro o cinco años si el agua es de buena calidad y cada dos años si
el agua turbinada arrastra mucha arena.
Para saltos de más de veinte metros de altura las revisiones anuales, si
bien la primera revisión tras la puesta en servicio permitirá fijar con mayor
precisión el intervalo de separación entre revisiones más adecuado.
Por norma general, la revisión deberá centrarse en los siguientes
aspectos:
• Juego existente entre el rodete y el distribuidor. Estado de los
laberintos circulares, de los alabes móviles, del tubo de aspiración y
de la envolvente de la turbina.
• Estado de los anillos de protección del distribuidor y de la
superficie de los alabes distribuidores.
En caso de anillos desgastados, se puede equipar la turbina con anillos
cambiables o mediante soldadura darles de nuevo sus dimensiones
iniciales.
Si los juegos de alabes distribuidores presentan desgastes de más de
medio milímetro, también deberán sustituirse.
También deberá comprobarse la zona de salida del rodete y el comienzo
del tubo de aspiración en busca de corrosión. Estos elementos deberán
85
estar revestidos de materiales resistentes a la corrosión o ser
intercambiables.
3.4.12 Generadores
El generador eléctrico es el encargado de transformar la energía
mecánica transmitida por el eje de la turbina en energía eléctrica. En la
actualidad se utilizan dos tipos de generadores: los trifásicos síncronos y
los trifásicos asíncronos.
Como los generadores suelen ir por transmisión directa, el generador se
montará en la misma configuración que la turbina. En el presente caso, se
montará en posición horizontal y el eje del motor soportará el peso del
rodete, que al ser pequeño es más rentable dejarlo en voladizo que
atravesar la cámara espiral.
La velocidad de sincronismo de los generadores viene dada en función
de la frecuencia de la red y del número de polos, y sigue la siguiente regla:
/ � 60 · �O
Donde:
f = frecuencia de la red en Hz.
p = número de pares de polos de la máquina.
86
3.4.12.1 Generadores síncronos
• Excitación de los generadores síncronos:
Se hace circular una corriente continua, que no representa más del 1%
de la potencia del generador, por el circuito de los polos inductores del
rotor.
Se tienen tres tipos de excitatrices, si bien la tendencia actual es a
emplear excitatrices estáticas:
- Excitatrices de corriente alterna sin escobillas:
Basadas en un pequeño generador de alterna cuyo inducido se monta
en el rotor. La corriente de salida se emplea para alimentar el rotor del
generador.
- Excitatrices estáticas:
La corriente de excitación se extrae de la que sale del propio generador,
se rectifica y se envía al rotor a través de escobillas y anillos rozantes.
El arranque de estas maquinas se realiza aprovechando el magnetismo
remanente y unas baterías hasta que sea capaz de suministrar por si solo la
corriente de excitación.
- Excitatrices rotativas de corriente continua:
87
El inducido de la excitatriz va montado en el eje del generador
principal. Se pueden emplear excitatrices en cascada para aumentar la
potencia que pueden suministrar.
• • • • Conexión de los generadores síncronos:
Un sistema de excitación asociado a un regulador de tensión permite
que el generador se conecte a la red eléctrica y genere a la misma
frecuencia que la de la red. También se puede hacer que este tipo de
generadores funcionen en isla.
El proceso de conexión es el siguiente:
- Con la maquina en vacio, se actúa sobre la admisión de la
turbina hasta que gire en el sentido correcto y a una velocidad
próxima a la de sincronismo.
- Se arranca la excitación del generador y se regula para que en
bornes aparezca la tensión de la red.
- Se ajusta con precisión el desfase entre el generador y la red
hasta conseguir sincronizar las tensiones de ambos.
- Se conecta el generador a la red. La velocidad de giro se asegura
dado que es la red la que la impone.
Una conexión inadecuada dará lugar a corrientes muy elevadas que
deterioraran el generador.
88
3.4.12.2 Generadores asíncronos
Los hay de dos tipos: de jaula de ardilla o de devanado de cobre. La
diferencia principal con los generadores síncronos es que no giran a la
frecuencia de sincronismo. A la diferencia de velocidades se le llama
deslizamiento. La red marcará la frecuencia de la generación, pero el
deslizamiento marcará la potencia generada. No se requiere por tanto de
variadores de velocidad.
Este tipo de generadores consume potencia reactiva de la red para la
magnetización necesaria para su correcto funcionamiento. Es por ello que
este tipo de generadores no puede funcionar en isla. Debido a su elevado
consumo de potencia reactiva, el proyectista podrá plantearse la viabilidad
de este tipo de generadores.
Su rango de aplicación es amplio ya que aunque se utilicen típicamente
para potencias inferiores a los 500 kVA, se pueden instalar en centrales
con potencias de hasta 5MVA.
La conexión a red de este tipo de generadores se realizará una vez que
la turbina haya alcanzado una velocidad próxima a la de sincronismo.
89
Capítulo 4 PRESUPUESTO, FECHA DE EMISIÓN Y
FIRMA
El presupuesto refleja los costes de ingeniería, materiales, mecanizado,
montaje, mano de obra, control de calidad, transportes y mantenimiento
durante el primer año de funcionamiento, además de impuestos.
El importe asciende a SETECIENTOS CINCUENTA Y SIETEMIL
OCHOCIENTOS SETENTA euros (757.870 €), IVA incluido.
Fecha de emisión: 1 de julio de 2009
Firma: Mario Edmundo Muñoz Merino
90
Parte II CÁLCULOS
91
Parte II Cálculos ...................................................... 90
Capítulo 1 Estudio Hidrológico ..................................... 94
1 Descripción del emplazamiento ..................................................... 94
2 Cómo determinar el año de referencia........................................... 96
3 Caudal de equipamiento .................................................................. 99
4 Salto bruto ......................................................................................... 100
5 Potencia media estimada ................................................................ 101
6 Pérdidas de carga de la instalación............................................... 102
6.1 Rejilla de entrada .................................................................................................. 102
6.2 Entrada a la tubería ............................................................................................... 103
6.3 Tubería forzada ..................................................................................................... 103
6.4 Estrechamiento antes de la válvula .................................................................... 105
6.5 Válvula de mariposa ............................................................................................. 107
6.6 Estrechamiento a la entrada de la cámara espiral ............................................ 107
7 Salto Neto .......................................................................................... 108
8 Comprobación de la sumergencia ................................................ 109
Capítulo 2 Dimensionamiento de la central ................ 110
1 Tubería forzada ................................................................................ 110
1.1 Consideraciones preliminares ............................................................................. 110
1.2 Espesor mínimo de la tubería .............................................................................. 111
1.3 Golpe de Ariete ..................................................................................................... 112
1.3.1 Efecto del golpe de ariete ............................................................................. 112
92
1.3.2 Chimenea de equilibrio ................................................................................ 114
2 Válvula ............................................................................................... 115
3 Cámara espiral .................................................................................. 115
3.1 Consideraciones preliminares ............................................................................. 115
3.2 Espesor mínimo de la cámara ............................................................................. 116
4 Turbina .............................................................................................. 117
4.1 Potencia instalada ................................................................................................. 117
4.2 Configuración de la turbina................................................................................. 117
4.3 Dimensionamiento de la turbina ........................................................................ 118
4.3.1 Modelo inicial ................................................................................................ 118
4.3.2 Leyes de semejanza ....................................................................................... 120
4.3.3 Turbina prototipo .......................................................................................... 121
5 Distribuidor Fink ............................................................................. 123
5.1 Par de los álabes sobre su propio eje .................................................................. 123
5.2 Eje de los álabes ..................................................................................................... 125
5.3 Fuerza del servomotor sobre el anillo ................................................................ 126
5.4 Condición de obstrucción al cierre ..................................................................... 127
5.5 Servomotor............................................................................................................. 129
6 Eje de la turbina y acople al rodete .............................................. 130
7 Tubo de aspiración .......................................................................... 130
8 Alternador ......................................................................................... 131
9 Esfuerzos de obra civil .................................................................... 131
9.1 Esfuerzo en la brida de entrada .......................................................................... 132
9.2 Peso de la cámara espiral llena de agua ............................................................. 132
93
9.3 Par transmitido por el eje del rodete .................................................................. 133
94
Capítulo 1 ESTUDIO HIDROLÓGICO
1 Descripción del emplazamiento
La mini central hidroeléctrica va a ser proyectada para el embalse de
Navacerrada, como se vio en el capítulo 1, apartado 1, en la parte primera.
Actualmente este embalse tiene por cometido el abastecimiento de agua
potable a las poblaciones de los alrededores. Se trata de instalar la turbina
entre la presa y la ETAP (Estación de Tratamiento de Aguas Potables) que
hay cerca de la presa, haciéndole además un by-pass para, en caso de
avería o de no llegar al caudal mínimo de la turbina, seguir enviando agua
a la ETAP.
Como se aprecia en la siguiente figura (Fig. 1.1.1), la toma de agua de la
ETAP está en el punto 1. Ahí hay una válvula de chorro hueco que
descarga en el depósito abierto del punto 2. Desde ahí, el agua fluye a
través de un canal (punto 3) hasta la ETAP propiamente dicha. La turbina
se emplazará en el punto 1 haciendo la obra civil necesaria para albergar
una turbina, un generador y el equipamiento eléctrico necesario. La
turbina descargará al depósito donde descarga ahora la válvula de chorro
hueco.
95
Fig. 1.1.1: Vista de satélite de la ETAP de Navacerrada (fuente: google maps)
En la siguiente figura (Fig. 1.1.2) se ve cómo sería la instalación por
dentro del recinto identificado como 1 en la Fig1.1.1. El agua del embalse
(1) entra por la tubería forzada dibujada en rojo y seguiría recto hasta la
turbina (2). Desde ahí descargaría directamente al depósito (4) identificado
como 2 en la Fig1.1.1. El caudal en exceso circularía por la derivación
hecha (3) hasta el depósito (4). En el extremo de esta derivación se
colocaría la válvula de chorro hueco que ya existía en la instalación
anterior.
96
Fig. 1.1.2: Croquis de la instalación
2 Cómo determinar el año de referencia
El hecho de determinar un año de referencia sirve para referir los
cálculos y las estimaciones para el correcto dimensionamiento de los
componentes de la central. Lo que hay que hacer en coger un número
suficiente de años para incluir años muy secos, secos, normales, húmedos
y muy húmedos. En el presente caso se han tomado los últimos treinta
años.
La siguiente tabla (Tabla 1.2.1) recoge los caudales de salida de la presa
de Navacerrada. El caudal medio sale de 0,43 m3/s.
Año Caudales
1970-71 0,344 1971-72 0,386 1972-73 0,394 1973-74 0,302
97
1974-75 0,382 1975-76 0,373 1976-77 0,51 1977-78 0,604 1978-79 0,603 1979-80 0,543 1980-81 0,39 1981-82 0,281 1982-83 0,205 1983-84 0,449 1984-85 0,456 1985-86 0,365 1986-87 0,368 1987-88 0,514 1988-89 0,514 1989-90 0,675 1992-93 0,133 1993-94 0,487 1994-95 0,319 1995-96 0,637 1996-97 0,521 1997-98 0,772 1998-99 0,293 1999-00 0,384 2000-01 0,67 2001-02 0,1 2002-03 0,57 2004-05 0,22 2005-06 0,29
Tabla 1.2.1: Histórico de caudales de salida de la presa de Navacerrada
Se comprueba que tenemos gran variedad de años (ver gráfico 1.2.1).
• Como años muy secos se considerarán 2001-02 y 1992-93.
• Como años normales se considerarán 1993-94 y 1983-84.
• Como años muy húmedos se considerarán 1989-90 y 1997-98.
98
Gráfico 1.2.1: caudales de salida y caudal medio
Posteriormente se organizan los caudales de mayor a menor. De este
modo es más fácil ver cuántos años tienen un caudal medio de al menos
equis metros cúbicos por segundo (Gráfico 1.2.2)
Gráfico 1.2.2: Caudales de salida ordenados
Al trazar la línea de caudal medio, se coge el punto donde interseca a la
curva de caudales ordenados. El punto de intersección corresponderá al
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
m3
/h
Caudal de salida
Caudal de salida en m3/s
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
19
97
-98
20
00
-01
19
77
-78
20
02
-03
19
96
-97
19
88
-89
19
93
-94
19
83
-84
19
80
-81
19
99
-00
19
75
-76
19
85
-86
19
94
-95
19
98
-99
19
81
-82
19
82
-83
20
01
-02
m3
/s
Caudal de salida ordenado
Caudal
Caudal medio
99
año de referencia en lo siguiente. Este año de referencia servirá para tomar
datos de altura y caudal para ver a evolución de la potencia disponible a lo
largo de un año típico.
3 Caudal de equipamiento
El caudal de equipamiento de una turbina hidráulica es el caudal
nominal de la misma. En el caso de una turbina Francis el caudal de
equipamiento sigue una regla sencilla:
LPQR � 0,4 · LSTUQV
Se trata ahora de maximizar el volumen de agua turbinada para
maximizar así las ganancias. Se trazan dos líneas horizontales en la curva
de caudal ordenado, la superior siendo el caudal de equipamiento, la
inferior el caudal mínimo técnico. El área encerrada a la izquierda de la
curva de caudales, entre las dos líneas horizontales debe ser la máxima
para así tener el mayor volumen de agua turbinada. En el gráfico siguiente
(Gráfico 1.3.1) se muestra el resultado del volumen de agua turbinada si el
caudal máximo fuese el que está en abscisas.
100
Gráfico 1.3.1: Volumen turbinado en función del caudal máximo
Según el Grafico 1.3.1 el caudal de equipamiento queda alrededor de
0,7m3/s, lo que da un caudal mínimo de 0,27m3/s. Al haber hecho el
cálculo sobre el conjunto de datos del hace varios años, los valores
obtenidos proporcionan una buena estimación de lo que puede ser el
caudal en futuros años.
4 Salto bruto
En el año típico establecido, el histórico de alturas medias mensual está
reflejado en el Gráfico 1.4.1. Esta altura corresponde a la diferencia de
cotas geodésicas entre la superficie del embalse y la salida de la tubería
forzada. Un posterior estudio determinará las pérdidas de carga en los
elementos que componen la tubería forzada.
0
2
4
6
8
10
12
14
0,772 0,672 0,543 0,521 0,281
m3/s
Area Turbinada
101
Gráfico 1.4.1: Histórico de alturas del año de referencia
Se obtiene una altura media del embalse de unos 34m.
5 Potencia media estimada
Con los datos de caudales y de alturas recogidos en el año típico se
puede hacer una estimación de la potencia que entregará la turbina, de
media, en cada mes (Tabla 1.5.1).
Mes Caudal Salida
(m3/s) Altura Media
(m)
Caudal Efectivo (m3/s)
Potencia Media (W)
Octubre 0,75 33 0,7 226611 Noviembre 0,51 32,5 0,51 162600,75 Diciembre 0,52 30 0,52 153036 Enero 0,46 28,5 0,46 128609,1 Febrero 0,6 30 0,6 176580 Marzo 0,62 31 0,62 188548,2 Abril 0,73 34 0,7 233478 Mayo 1,81 38 0,7 260946 Junio 2,7 39 0,7 267813 Julio 2,11 39 0,7 267813 Agosto 1,86 37 0,7 254079 Septiembre 1,5 36 0,7 247212 Media 1,18 34,00 0,63 213943,84
Tabla 1.5.1: Tabla resumen del año típico
05
1015
202530
3540
45
Me
tro
s
Altura media año típico
102
La potencia media esperada esta en torno a los 214 kW con una
potencia máxima esperada de unos 267,8 kW, sin haber tenido en cuenta
todavía los rendimientos de la turbina.
6 Pérdidas de carga de la instalación
Se van a estudiar las pérdidas de carga de todos los elementos
asociados a la tubería forzada como la rejilla de admisión por ejemplo, las
asociadas a la válvula de mariposa y perdidas secundarias, siguiendo en la
medida de lo posible el esquema de explicación de la memoria descriptiva.
Hay que añadir, para una mejor comprensión de los cálculos anteriores
a los de la tubería forzada, que dicha tubería tendrá un diámetro de 750
mm y que a la entrada de la misma existe un radio de acuerdo de
112,5mm. El caudal máximo se ha tomado como 0,8 m3/s, algo superior al
nominal de la turbina.
6.1 Rejilla de entrada
Las pérdidas de carga en la rejilla de entrada se calculaban mediante la
siguiente ecuación:
�� � �� · ���� · � �2� · sin �
Para el presente caso, la rejilla estará constituida de varillas de acero
circulares de 1cm de diámetro y espaciadas de 7cm, de tal manera que:
103
t = 1 cm
b = 7 cm
θ = 45º
V0 = 1,8 m/s
Kt = 1,8
Lo que da una pérdida de carga total en la rejilla de entrada de:
�WSXQYYZ � 0,0157 \
6.2 Entrada a la tubería
Debido al estrechamiento que supone pasar del embalse a la tubería
forzada, existe una pérdida de carga asociada a los esfuerzos que sufre el
agua para deformarse. Con el objetivo de minimizar tal efecto, se realiza
un radio de acuerdo, que en el presente caso será de 112,5mm.
La pérdida de carga total en la entrada a la tubería forzada es de:
�SR�WZ]Z � 0,0083 \
6.3 Tubería forzada
La tubería forzada será de chapa de acero con una rugosidad interna de
0,2mm, de diámetro 750mm y de longitud hasta la brida de entrada de 30
104
metros. Según se vio en la primera parte, las pérdidas de carga en una
tubería se calculan con la ecuación de Darcy-Weisbach:
�� � � · �� · ��2�
En este caso tendremos que:
L = 30 m
d = 0,75 m
V = 1,8 m/s
El factor de fricción de Darcy se calcula mediante la ecuación:
�*+ �^ � 2 · log �b �3̂,7 2 2,51&( · �+ �^ "
Donde:
ε = Rugosidad de la tubería, que en este caso es 0,2 mm.
Re = Numero de Reynolds
&( � : · � · �c
Donde:
µ = Viscosidad dinámica del agua
V = Velocidad del agua en la tubería
d =Diámetro hidráulico (diámetro de la tubería)
ρ = Densidad del agua
105
El resultado de los anteriores cálculos es que:
&( � 1.347.300 � � 0,0152
��UeSWíZ � 0,1 \
6.4 Estrechamiento antes de la válvula
La tubería tiene un diámetro de 750 mm perola válvula tiene un
diámetro de 500 mm por lo que hay un estrechamiento. Este
estrechamiento produce una pérdida de carga que habrá que calcular con
la siguiente ecuación:
� � � · ��2 · �
Donde:
V = 4 m/s
La relación de diámetros d/D < 0,76 por lo que el coeficiente K es se
calcula mediante la ecuación.
� � 0,42 · �1 ��!�"
Donde:
d = 500 mm
D = 750 mm
Por lo que:
106
� � 0,23
�SM�WS7DZPQSR�g FáYFUYZ � 0,19 \
El estrechamiento anteriormente calculado corresponde a un
estrechamiento brusco, pero si el estrechamiento es suave, es decir con un
tramo cónico, dependiendo de la conicidad del tramo de unión la perdida
de carga podrá ser menor. En efecto, cuanto más suave sea la transición de
diámetros, menor será la pérdida de carga.
La relación de diámetros (según el criterio de la Fig. 1.6.4.1) es de 1,5. Si
suponemos una conicidad de 10º, el factor K tendrá un valor de alrededor
de 0,05 (Fig. 1.6.4.1).
Fig. 1.6.4.1: Valor de K en función de la relación de diámetros
La pérdida de carga con este nuevo diseño queda que es de:
�SM�WS7DZPQSR�g FáYFUYZ � 0,04 \
Se comprueba que la pérdida de carga es mucho menor por lo que se
adoptará esta medida.
107
6.5 Válvula de mariposa
La válvula de control de caudal será una válvula de mariposa por su
sencillez constructiva y porque, a pesar de ser de las que crea gran pérdida
de carga, al ser la velocidad del fluido baja, dicha pérdida de carga no será
muy elevada. La válvula será de 500 mm de diámetro:
�F � � · ��2 · �
Donde:
K = 0,6 por ser válvula de mariposa
V = 4,07m/s
Por lo que las pérdidas en la válvula serán de:
�FáYFUYZ � 0,5 \
6.6 Estrechamiento a la entrada de la cámara espiral
Nuevamente se tiene otro cambio de sección, esta vez desde la válvula
hasta la cámara espiral. En efecto, la primera tiene un diámetro de 500mm
y la brida de entrada a la cámara espiral tiene un diámetro de 434 mm.
Puesto que la diferencia de diámetros es mínima, la pérdida de carga
también será pequeña. Se optará por poner otro tramo de unión cónico con
una conicidad igualmente de 10º.
108
La relación de diámetros es de 1,15 por lo que según la Fig. 1.6.4.1, el
coeficiente K es de aproximadamente 0,04. La velocidad del fluido al
entrar en la cámara espiral es de 5,4 m/s.
La pérdida de carga en este segundo estrechamiento es de:
�SM�WS7DZPQSR�g 7áPZWZ � 0, 074 \
7 Salto Neto
La altura neta corresponde a la altura bruta habiéndole restado las
pérdidas de carga, es decir:
ER � Ee i �VéW]Q]ZM
Donde:
Hb = 34 m
hrejilla = 0,0157 m
hentrada = 0,0083 m
htubería = 0,1 m
hestrechamiento válvula = 0,04 m
hválvula = 0,5 m
hestrechamiento cámara = 0,074m
Por lo que finalmente queda que la altura neta es de:
109
ER � 33,26 \
8 Comprobación de la sumergencia
Ha haber siempre una altura mínima entre el nivel de embalse y la
entrada a la tubería forzada. Deben cumplirse dos ecuaciones para
asegurar una sumergencia mínima:
�� · � k 0,5
l� m 0,7
Donde:
V = Velocidad del agua en tubería forzada (1,8 m/s)
d = Diámetro de la tubería forzada (750 mm)
g = Aceleración de la gravedad (9,81 m/s2)
S = Distancia mínima entre superficie y entrada a la tubería forzada
(29 m)
El resultado de la primera ecuación es de 0,24 y el resultado de la
segunda ecuación es de 39. Ambas condiciones se cumplen por lo que
queda asegurada la sumergencia mínima.
110
Capítulo 2 DIMENSIONAMIENTO DE LA
CENTRAL
1 Tubería forzada
1.1 Consideraciones preliminares
La tubería forzada es el elemento que transporta el agua desde el
embalse hasta la entrada de la turbina. Tiene unas pérdidas de carga
asociadas que ya han sido calculadas pero ahora hay que justificar sus
dimensiones y comprobar que va a resistir los esfuerzos a los que será
sometida.
Se harán comprobaciones de resistencia de materiales en cuanto a
esfuerzos ordinarios y a esfuerzos extraordinarios tales como el golpe de
ariete. Para la realización de dichos cálculos se aumentará la altura bruta
máxima en un 20% para obtener un cierto factor de seguridad inicial. De
este modo, la altura a considerar será de:
E � 47 \
El material utilizado para la fabricación de la tubería es el acero al
carbono. Dicho acero tiene las propiedades siguientes:
• Módulo elástico E = 210 GPa
• Resistencia a tracción σf = 14 kg/cm2 (137,4 Mpa)
111
• Densidad ρ = 7850 kg/m3
Se ha escogido un diámetro de 750 mm para minimizar la velocidad del
fluido en el interior y de ese modo minimizar también las pérdidas de
carga.
1.2 Espesor mínimo de la tubería
La tubería es de sección constante y el tramo que está sometido a mayor
presión será el más cercano a la turbina. Se mantendrá de todos modos un
espesor constante también en la tubería por facilidad de construcción.
La presión a la que está sometida la tubería es de:
< � : · � · E
Lo que da una presión máxima de:
< � 461070 <I
El espesor de la tubería forzada se calcula mediante la siguiente
expresión:
( � < · �2 · σo · ko 2 (+
Donde:
P = Presión en el interior de la tubería
d = Diámetro interno de la tubería
σf = Resistencia a tracción del acero
112
kf = es el coeficiente de eficiencia de uniones soldadas, cuyo valor
más desfavorable es 0,9
e1 = Sobre espesor que se le dará a la tubería para tener en cuenta la
corrosión (1mm en este caso)
El resultado de los cálculos da un espesor mínimo de 2,4 mm. El
problema que surge con este espesor es que es muy delgado para el
manejo de los tramos de tubería en la obra. Con este espesor sería muy
fácil abollar la tubería a la hora de instalarla por lo que se tomará un
espesor de 6 mm.
(�UeSWíZ � 6 \\
1.3 Golpe de Ariete
1.3.1 Efecto del golpe de ariete
Uno de los esfuerzos que deberá soportar la tubería forzada es el golpe
de ariete, surgido de cerrar la válvula. Al ser el caudal pequeño y la
velocidad baja, se podrá cerrar más rápido la válvula. Se supondrá por
tanto que la válvula de mariposa se cierra en unos cinco segundos.
A continuación se realizarán los cálculos pertinentes para comprobar si
el espesor de tubería es el adecuado para resistir el golpe de ariete.
113
Las ondas de presión viajan por el agua con una cierta velocidad, que
influye en gran medida en la fuerza del golpe de ariete. La celeridad de
una onda de presión en el agua se calcula mediante la siguiente fórmula:
C � 9 �:1 2 � · !; · 6
Donde:
K = Módulo elástico del agua (2200 MPa)
ρ = Densidad del agua (1000 kg/m3)
E = Módulo elástico del material de la tubería (Acero al carbono)
D = Diámetro interno de la tubería (750 mm)
T = Espesor de la tubería (6 mm)
El resultado final da una velocidad de las ondas de presión de:
C � 976 \ · q*+
Ahora hay que calcular el llamado tiempo crítico. Es el tiempo que
tarda una onda de presión en recorrer el camino desde la válvula hasta la
entrada de la tubería forzada y vuelta de nuevo. El tiempo crítico se rige
por tanto mediante la siguiente fórmula:
67 � 2 · �C
Donde:
114
L = Longitud de la tubería forzada (30m)
c = Celeridad calculada anteriormente
El resultado de las cuentas da que el tiempo crítico es de:
67 � 61,5 \q
Se constata que el tiempo crítico es muy inferior al tiempo de cierre de
la válvula por lo que la onda de presión, al volver, se encontrará con la
válvula todavía abierta. De este modo, la onda de presión no se
transformará en presión pura por estar la compuerta cerrada, por lo que se
puede despreciar el efecto del golpe de ariete.
1.3.2 Chimenea de equilibrio
En caso de no ser despreciables los efectos del golpe de ariete, se
podrían reducir sus efectos mediante la instalación de una chimenea de
equilibrio. La instalación de una chimenea de equilibrio equivale a reducir
la longitud de la tubería forzada.
En el presenta caso, la instalación de una chimenea de equilibrio es
innecesaria.
115
2 Válvula
La válvula escogida es del tipo mariposa. Las características de la
válvula son:
• Diámetro interno: 500 mm
• Presión soportada: 6 kg/cm2
• Marca: ims-valves
3 Cámara espiral
3.1 Consideraciones preliminares
La cámara espiral es el elemento encargado de llevar el agua desde la
tubería forzada a todos los álabes del distribuidor de manera que le llegue
la misma cantidad a cada álabe.
Constructivamente hablando, la cámara espiral está compuesta por
tubos de chapa de acero soldados entre sí en forma de caracol. El acero
utilizado para la construcción de la cámara espiral es el Acero A42 S235
cuyas propiedades son:
• Módulo de Young: 210 GPa
• Límite elástico: 235 MPa
De igual manera que para la tubería forzada se tomará la presión máxima
mayorada en un 20%. Esta presión, en el caso de la cámara espiral es lo
más cerca de la brida de entrada.
116
3.2 Espesor mínimo de la cámara
Como se ha explicado anteriormente, se calculará el espesor mínimo de
la cámara espiral en la parte más cercana a la brida de entrada. Por
simplificar la construcción, ese espesor será el que se coja para todos los
tramos de la cámara.
La presión a la que está sometida la brida de entrada es la calculada en
el apartado de la tubería forzada:
< � 461070 <I
El espesor se calculará mediante la siguiente ecuación:
( � < · &rs · cos %
Donde:
P = Presión de diseño (461070 Pa)
eθ = Límite elástico del acero utilizado con un factor se seguridad
de 4
R = Radio interno mayor del cono (217,08 mm)
α = Ángulo del cono. Por ser pequeño, cos(α)≈1
El resultado es que el espesor mínimo es de 1,7 mm. Por las mismas
razones que en la tubería forzada, se tomará como espesor de la cámara
espiral 6 mm.
117
(7áPZWZ � 6 \\
4 Turbina
4.1 Potencia instalada
Según el estudio hidrológico se deduce que la central tiene las
siguientes características:
- Q = 0,7 m3/s
- Hn = 33,26 m
La potencia que se espera que dé la turbina será por tanto:
< � L · : · � · E/ · u Típicamente, las turbinas tienen rendimiento superior al 90% por lo que
se supondrá un rendimiento de un 91%.Esto dará que la potencia esperada
de la turbina es de:
< � 207841 v
Debido a la poca potencia, se instalará solamente una turbina.
4.2 Configuración de la turbina
La configuración escogida es con el eje horizontal. La posición eje
vertical es viable, además de que aumenta levemente el rendimiento del
conjunto turbina generador, sin embargo los beneficios producidos por el
118
aumento de rendimiento no justifican el aumento del precio de la obra
civil.
4.3 Dimensionamiento de la turbina
Para el dimensionado de la turbina a instalar, primeramente se escogerá
un tipo de turbina que se sabe, por experiencia, que funciona bien para
este tipo de saltos. A continuación, mediante las leyes de semejanza
explicadas en la introducción teórica, se escalará el modelo para hallar las
dimensiones del prototipo ideales. Posteriormente, se buscará en un
catálogo el modelo que más se aproxime en las dimensiones al prototipo
calculado.
4.3.1 Modelo inicial
El modelo del que se parte tiene las siguientes características:
- D2 = 780 mm
- Q = 3,25 m3/s
- H = 29 m
- n = 600 rpm
Las curvas de iso-rendimiento del modelo de partida son las de la figura
siguiente (Fig. 2.4.3.1.1).
119
Fig. 2.4.3.1.1: Curvas de iso.rendimiento del modelo
Se comprueba que el punto de máximo rendimiento es el
correspondiente al funcionamiento nominal. A la hora de escalar la
turbina, se tomará como referencia este punto.
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00
Qn
[m
^3/s
]
Hn [m]
Rendimientos Turbina Modelo
92,5
92
91
90
89
88
120
4.3.2 Leyes de semejanza
La teoría de semejanza de modelos dice que si dos turbinas tienen el
mismo número específico de revoluciones en un punto de igual
rendimiento, entonces son geométricamente semejantes.
El número específico de revoluciones de la turbina modelo es:
/M � / · L+/� · E*�/
/M � 86,56
El caudal y la altura nominal del prototipo se busca que sea de:
Q = 0,7 m3/s
H = 33,26 m
Por lo que el régimen de giro deberá ser de:
86,56 � / · 0,7+/� · 33,26* ,,x
/ � 1432,8 yO\
El régimen de giro más próximo es de 1500 rpm, que viene bien pues
correspondería a un generador de tan solo dos pares de polos.
Las leyes de la semejanza geométrica establecen que:
/+/� � ���+ · AE+E�
Por lo que si se establece:
n1 = 600 rpm n2 = 1500 rpm
121
d1 = 780 mm d2 = INCOGNITA
H1 = 29 m H2 = 33,26 m
Q1 = 3,25 m3/s Q2 = 0,7 m3/s
El resultado es que el diámetro del prototipo debería ser de:
�� � 334 \\
Después de los cálculos de semejanza, el resultado es que la turbina
prototipo es:
Q = 0,7 m3/s
H = 33,26 m
n = 1500 rpm
d2 = 334 mm
4.3.3 Turbina prototipo
Mirando en catálogo, la turbina que mejor se ajusta a estas
especificaciones es una turbina de parámetros nominales:
Q = 0,67 m3/s
H = 34,3 m
n = 1500 rpm
d2 = 340,0 mm
122
El gráfico de iso-rendimientos es:
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
22,5 27,5 32,5 37,5 42,5
Q [m3/s]
Hn [m]
Rendimiento Turbina Instalada
0,925
0,92
0,91
0,9
0,89
0,88
123
5 Distribuidor Fink
No hay que dimensionar el distribuidor Fink propiamente dicho, lo que
hay que hacer es dimensionar el eje de los álabes directrices y los
elementos que afectan al movimiento de estos álabes, y el servomotor que
se debe utilizar para mover el anillo del distribuidor. Para ello hay que
comenzar calculando el momento ejercido por los álabes sobre su eje.
5.1 Par de los álabes sobre su propio eje
Cuando el distribuidor está en posición cerrada no permite el paso de
agua. La diferencia de presiones a un lado y al otro hace que exista un
momento que vencer en los ejes de cada álabe.
Como se ha venido haciendo anteriormente, la altura de columna de
agua que va a ser tenida en cuenta será la máxima mayorada un 20%. La
situación final es una presión a un lado del álabe debida a la presión
atmosférica más la del agua y al otro lado una presión igual a la
atmosférica pues suponemos vacío de agua el rodete (por lo que los
efectos de la presión atmosférica se contrarrestan). Hay que tener muy en
cuenta para los cálculos que los álabes tienen un pequeño solape para
obtener la estanqueidad deseada.
El método de cálculo va a ser sencillo: se obtendrán las áreas donde se
ejercen estas presiones así como el punto de aplicación de la resultante de
124
fuerzas debido a las presiones. Como mejor se ve esto es con un esquema
como el de la figura 2.5.1.1.
Fig. 2.5.1.1: Esquema de aplicación de fuerzas en un álabe directriz
Donde:
- Av = Proyección de la cara de mayor superficie del álabe donde
se ejerce presión
- Ah = Proyección del área asociada al espesor del perfil donde se
ejerce presión
- Fx = Componente horizontal de la fuerza de presión en Ah
- Fy = Componente vertical de la fuerza de presión en Av
- (x,y) = Componentes del punto de aplicación de la fuerza
resultante
Los cálculos resultantes son:
z{ � 80,72 · 106,36 � 8585,37 \\�
z� � 5,712 · 106,36 � 303,66 \\�
|} � < · z� � 40,8 · 1000 · 9,81 · 303,66 · 10*4 � 121,54 @
|~ � < · z{ � 40,8 · 1000 · 9,81 · 9003,37 · 10*4 � 3436,28 @
125
} � 80,722 \\
~ � 5,712 \\
El momento resultante en el eje del álabe es de:
�SXS_áYZeS � 6,42 @. \
Y la fuerza resultante en el punto de aplicación es de:
| � 3439 @
5.2 Eje de los álabes
A raíz de los cálculos anteriormente realizados, se procede a
dimensionar el eje de los álabes. Se ha calculado que el par torsor al que
está sometido el eje es de 6,42 N.m y la fuerza resultante es de 3439 N.
El esfuerzo axil se debe únicamente a la presión ejercida sobre el álabe y
su expresión en función del diámetro del eje es:
r � 4 · | · �� · �� � 4 · 3439 · 59,7 · 10*�� · ��
El esfuerzo cortante se debe al momento torsor y a la acción de la
presión del agua sobre el álabe, y su expresión en función del diámetro del
eje es:
� � 2 · |� · �� 2 16 · �SXS_áYZeS� · �� � 6878� · �� 2 102,72� · ��
126
La condición de diseño es que la tensión principal máxima no supere la
tensión admisible del material, minorada por un factor de seguridad de 4
(Tensión admisible =255 060 000 N/m2).
63765000 5 821,23� · �� 2 A�821,23� · �� � 2 �6878� · �� 2 102,72� · �� �
Dando como resultado un diámetro mínimo de 20,17 mm. Se
aproximará por un diámetro de 22 mm.
5.3 Fuerza del servomotor sobre el anillo
El anillo del distribuidor está unido a los ejes de los álabes mediante
unas bielas como se muestra en la figura 2.5.3.1
Fig. 2.5.3.1: Extracto del plano de la colocación del anillo del distribuidor
127
Como se puede observar, el servomotor debe mover los 16 álabes a la
vez. La biela va a transmitir la fuerza del servo ejercida en el anillo a los
ejes de los álabes. La distancia entre los ejes de las bielas es de 39,23 mm
por lo que si el servo tiene que transmitir un par de 6,42 N.m a cada uno
de los dieciséis álabes. Se mayorará el par que debe vencerse en cada álabe
en un 20% para tener en cuenta los efectos del rozamiento.
Al ser la transmisión directa y el anillo no se concéntrico con el eje del
rodete, el cálculo de la fuerza necesaria para mover los dieciséis álabes es
simplemente:
|MSWFg � 16 · 1,20 · �SXS_áYZeS�VWg�S7�Z]Z_eQSYZ
La longitud proyectada es la longitud de la biela cuando el ángulo entre
la dirección de la fuerza del anillo sobre la biela forma el ángulo mínimo,
siendo este de 90º-18,25º = 71,75º.
�VWg�S7�Z]Z_eQSYZ � 39,23 cos 18,25º � 37,26\\
|MSWFg � 3308 @
5.4 Condición de obstrucción al cierre
En caso de que algún cuerpo extraño obstruya el espacio entre dos
álabes pueden suceder varias cosas:
128
- Que el servo sea lo suficientemente potente y las piezas
aguanten de tal manera que el cuerpo extraño sea destruido
pos el distribuidor.
- Que el servo tenga potencia insuficiente y las piezas aguanten
por lo que el distribuidor no consigue cerrarse.
- Que el servo tenga potencia suficiente fuerza pero las piezas
no aguanten por lo que estas fallen. El distribuidor solamente
cerraría las partes que no estuviesen rotas.
El caso más desfavorable es que el caso en que piezas del distribuidor
se rompen. Habitualmente esto le sucede las partes del álabe donde es más
delgado y a la biela.
La biela va acoplada al anillo distribuidor mediante un rodamiento,
mientras que va acoplada al eje del álabe mediante una brida por presión.
La situación que debería darse es que el servo ejerciese fuerza suficiente
como para partir el cuerpo extraño y en caso de que la integridad
estructural de algún elemento se viese comprometida, el acople biela-álabe
cediese y deslizase.
Se supondrá para este caso de condiciones de obstrucción al cierre que
el eje se encuentra sometido únicamente a torsión. El eje del álabe es de 22
mm de diámetro por lo que soporte un par máximo de:
�PZ� � rZ]PQMQeYS2 � 127530000 @/\�
129
���� _SXS_áYZeS � �PZ� · � · ��16 � 266 @\
La fuerza máxima que debería proporcionar el servomotor será por
tanto de:
|MSWFg_PZ� � ���� _SXS_áYZeS�VWg�S7�Z]Z_eQSYZ � 7156 @
Si el servo desarrolla más fuerza que la calculada anteriormente, se
corre el riesgo de romper algún eje de álabe por lo que se escogerá un
servo que desarrolle más de 3308 N y menos de 7156 N.
Para conseguir que se cierren por completo el resto de los álabes, se
deberá apretar la junta que une la biela con el eje del álabe de tal manera
que deslice para pares superiores a los 266 Nm.
5.5 Servomotor
Se ha calculado que la fuerza mínima que tiene que realizar el
servomotor es de 3308 N y la fuerza máxima de 7156 N.
La posición intermedia del servomotor estará en 306,48 mm respecto
del punto de anclaje en la cámara espiral, y su rango de movimientos será
de ±12,28 mm en torno a la posición intermedia.
130
6 Eje de la turbina y acople al rodete
El eje de la turbina será el encargado de transmitir el par de giro al
motor eléctrico y de soportar el peso del rodete en voladizo. Mediante el
uso de software informático (SolidWorks 2007) se ha dibujado un boceto
del rodete para poder hallar sus propiedades físicas
El resultado es una masa de 265 N. La longitud del eje es de 1000 mm y
el acople con el rodete es mediante una chaveta. Con estos datos y la
potencia de la turbina, el fabricante del generador será el que dimensione
el eje, que será el del generador también.
7 Tubo de aspiración
En este apartado se estudiara la altura máxima a la que puede instalarse
la turbina respecto del nivel del canal de salida para que no se produzca
cavitación. Dicha altura será la longitud máxima del tubo de aspiración.
La altura máxima se calcula mediante la siguiente ecuación:
EPZ� � EZ�P EFZV r� · ERS�Z
r� � 7,54 · 10*x · /M+,+ � 0,2035
/M � / · √<.�(/CHI (/ �vERS�Zx � 271,3
Donde:
- Hatm = Presión atmosférica en metros de columna de agua,
131
10,19 m.
- Hvap = Presión de vapor del agua para la temperatura de trabajo,
establecida en 25ºC. Este valor es de 0,267 m.c.a.
Lo que da una altura máxima de instalación del tubo de aspiración de:
EPZ� � 2,94 \
8 Alternador
Alternador síncronos sin escobillas, diseñado para aplicaciones
hidráulicas, autorregulados, con rotor de polos salientes, autoexcitados,
de tensión constante, autoventilados, construidos según las normas
internacionales IEC 34.
Las características técnicas se muestran en los documentos anexos.
9 Esfuerzos de obra civil
Hay que calcular los esfuerzos que va a producirla turbina sobre la base
donde se asiente, por lo que hay que tener en cuenta diversos factores,
como el peso de la cámara espiral llena de agua, los esfuerzos en la brida
de entrada y el par transmitido por el eje de la turbina hacia el generador
132
eléctrico. El peso del rodete está soportado por el eje del generador, por lo
que no será tenido en cuenta en estos cálculos.
9.1 Esfuerzo en la brida de entrada
Al igual que en el resto de cálculos, la altura de presión que se
considerará será la altura máxima mayorada en un 20%. El esfuerzo en la
brida de entrada se calcula mediante la siguiente ecuación:
|VWSMQóR � <PZ� · zy(IeWQ]Z
La brida de entrada tiene un diámetro de 434,15 mm y la presión
máxima es de 459000 Pa. El resultado es:
|VWSMQóR � 6930 �� �67964,8 @�
9.2 Peso de la cámara espiral llena de agua
La cámara espiral va a estar generalmente llena de agua, y ese peso va a
ser soportado por el suelo. Mediante el uso de software informático
(SolidWorks) se ha realizado un boceto de la cámara espiral para hallar
sus propiedades físicas tanto llena de agua como vacía. Los valores de
densidades que se han tomado son:
- Densidad del acero 7850 kg/m3
- Densidad del agua 1000 kg/m3
133
Los resultados del programa son:
- Volumen de material de cámara espiral: 0,0307 m3
- Peso de la cámara espiral: 241,06kg
- Volumen interno de la cámara espiral: 0,2941 m3
- Peso del agua contenida: 294,07 kg
El peso total de la cámara espiral llena de agua es de:
<(q.7ZPZWZ_YYSRZ � 535,13 ��
9.3 Par transmitido por el eje del rodete
La potencia máxima que va a desarrollar la turbina será en su punto de
funcionamiento nominal.
< � L · : · � · E · � � 0,67 · 1000 · 9,81 · 34,3 · 0,935 � 210,79 �v
El par de giro es proporcional a la potencia e inversamente
proporcional a la velocidad angular, por lo que el par de giro transmitido
por el eje es de:
<Iy � 1342 @\
134
Parte III ESTUDIO ECONÓMICO
135
Parte III Estudio Económico .................................... 134
Capítulo 1 Introducción ............................................. 136
Capítulo 2 Índice de potencia .................................... 137
Capítulo 3 Índice de energía ...................................... 138
Capítulo 4 Estudio de Rentabilidad ............................ 140
1 Introducción ...................................................................................... 140
2 Cálculo del calor actual neto (VAN)............................................. 140
3 Cálculo de la tasa interna de retorno (TIR) ................................. 141
Capítulo 5 Estudio de viabilidad económica ............... 143
1 Ingresos .............................................................................................. 143
2 Gastos ................................................................................................. 143
3 Cálculos.............................................................................................. 144
136
Capítulo 1 INTRODUCCIÓN
El estudio económico tiene como finalidad evaluar la viabilidad de un
proyecto, considerando, si las hubiera, las diferentes posibilidades
planteadas para averiguar cuál de ellas resulta más rentable.
Entre los pagos que incluye este tipo de proyecto se incluyen tanto a la
inversión inicial, como unas cantidades anuales con una parte fija (seguros
e impuestos que gravan los ingresos) y otra variable (gastos de operación
y mantenimiento). Los pagos de la inversión inicial se difieren en el
tiempo gracias a la financiación externa.
Los ingresos procederán de la venta de la electricidad generada. La vida
de la instalación se toma generalmente como de 25 a 30 anos, al final
quedara un valor residual generalmente positivo. El análisis económico
tiene como finalidad el estudio de las distintas alternativas posibles, para
elegir la más adecuada, pudiendo resultar finalmente que el proyecto no
sea rentable.
A diferencia de las centrales térmicas, las hidroeléctricas requieren en
general una inversión mayor. Por el contrario, los costes de explotación
son menores, principalmente debido a que no requiere combustible para
su funcionamiento.
137
Capítulo 2 ÍNDICE DE POTENCIA
Se define como índice de potencia al cociente entre la inversión inicial y
la potencia instalada. La finalidad de este índice es la de poder comparar
diferentes proyectos.
�< � �/{(yqHó/ �/HCHI�<.�(/CHI �/q�I�I�I
Con los valores que se tienen de inversión inicial (765.499 €) y de
potencia instalada (210,079 kW), el índice de potencia resulta de:
�< � 3631 €/�v
138
Capítulo 3 ÍNDICE DE ENERGÍA
Se define el índice de energía como el cociente entre la inversión inicial
y la energía producida durante el año típico (ver tabla 3.1 y tabla 3.2).
Mes Caudal Salida
(m3/s) Altura Media
(m)
Caudal Efectivo (m3/s)
Potencia Media (W)
Octubre 0,75 33 0,7 209615,18 Noviembre 0,51 32,5 0,51 150405,69 Diciembre 0,52 30 0,52 141558,30 Enero 0,46 28,5 0,46 118963,42 Febrero 0,6 30 0,6 163336,50 Marzo 0,62 31 0,62 174407,09 Abril 0,73 34 0,7 215967,15 Mayo 1,81 38 0,7 241375,05 Junio 2,7 39 0,7 247727,03 Julio 2,11 39 0,7 247727,03 Agosto 1,86 37 0,7 235023,08 Septiembre 1,5 36 0,7 228671,10
Tabla 3.1: Potencia desarrollada en el año típico
Mes Energía Producida (MWh)
Octubre 155,954 Noviembre 108,292 Diciembre 105,319 Enero 88,509 Febrero 109,762 Marzo 129,759 Abril 155,496 Mayo 179,583 Junio 178,363 Julio 184,309 Agosto 174,857 Septiembre 164,643
1734,847 TOTAL
Tabla 3.2: Energía producida durante el año típico
139
�. ;. � �/{(yqH./ �/HCHI�;/(y�íI �(/(yI�I
Con los datos arriba mencionados el índice de energía resultante es de:
�. ;. � 436,85 €/�v�
140
Capítulo 4 ESTUDIO DE RENTABILIDAD
1 Introducción
Para realizar correctamente un estudio de rentabilidad deben
considerarse los siguientes aspectos:
- Inversión inicial
- Ingresos de la energía producida
- Gastos de operación y mantenimiento
- Impuestos, que se cifrarán en un 16%
- Índice de precios del consumo (IPC),que será de un 2,5%
- Vida útil de la central, que habitualmente se sitúa entre los
veinticinco y treinta años
2 Cálculo del calor actual neto (VAN)
Se denomina VAN de una cantidad A a percibir durante n anos con una
tasa de interés i a la cantidad que, en caso de tenerse hoy, nos generaría al
cabo de los n años antes mencionados la cantidad A.
�z@ � z�H 2 1�R
En este tipo de proyectos lo normal es desembolsar inicialmente el total
de la inversión, teniendo posteriormente cargas monetarias, que estarán
141
compuestas de ingresos y gastos, y serán generalmente variables. La
ecuación queda por tanto:
�z@ � � 2 i 8� <��H 2 1��R
��+
Donde:
Ct = Cobros en cada año
Pt = Pagos a realizar cada año
I = Inversión Inicial
i = Tasa de interés que suele oscilar entre el 8% y el 10%
n = Número de años que se tomará como 30.
Para que la inversión sea atractiva, el resultado del VAN debe ser
positivo, y cuanto más mejor. A igualdad de proyectos, siempre se
escogerá el que presente un mayor VAN.
3 Cálculo de la tasa interna de retorno (TIR)
El cálculo de la tasa interna de retorno es equivalente a calcular la tasa
de interés que hace que el VAN sea nulo. La ecuación es por tanto:
0 � � 2 i 8� <��6�& 2 1��R
��+
142
El valor obtenido puede ser tomada como la tasa de interés que el
proyecto es capaz de ofrecer. Entre dos proyectos iguales, se tomará
siempre el que mayor TIR posea.
143
Capítulo 5 ESTUDIO DE VIABILIDAD
ECONÓMICA
1 Ingresos
Los ingresos serán los obtenidos por la venta de la energía eléctrica
producida por la central.
La tarifa a la que se acoge la presente central es la tarifa regulada
estipulada en el Real Decreto de 2002. El valor de de esa tarifa es de
8,0613c€/kWh.
A partir de la energía generada en el año típico se estima que los
ingresos anuales serán de:
�/�y(q.ZRUZY � 1.734.847 kWh · 8,0613 c€ kWh⁄ � 139.851,22 € año⁄
El valor de los ingresos será actualizado con el IPC del 2,5%.
2 Gastos
Los gastos de mantenimiento, también anuales se calcularán mediante
la siguiente ecuación:
�Iq�.PZR�SRQPQSR�g � 450�<.�(/CHI H/q�I�I�I ��v� � 6533,37 € Iñ.⁄
144
En este resultado no ha sido tenido en cuenta el IVA, por lo que si se le
añade, el resultado queda:
�Iq�.PZR�SRQPQSR�g � 7578,71 € Iñ.⁄
De igual manera que los ingresos, este valor será actualizado con el IPC
del 2,5%.
3 Cálculos
Año Ingresos Gastos de operación
Diferencia Ingresos-
Gastos VAN 5% VAN 7,5% VAN 12,5%
0 (construcción) 0,00 0,00 0,00 -757870,37 -757870,37 -757870,37
1 139851,22 0,00 139851,22 -631021,19 -636852,55 -647370,64
2 143347,50 7578,71 135768,79 -513739,00 -527564,03 -552015,88
3 146931,19 7768,18 139163,01 -399249,25 -423358,69 -465137,10
4 150604,47 7962,38 142642,09 -287485,45 -495953,59 -385980,87
5 154369,58 8161,44 146208,14 -178382,68 -229262,87 -313860,76
6 158228,82 8365,48 149863,34 -71877,60 -138932,00 -248151,32
7 162184,54 8574,61 153609,92 32091,64 -52802,58 -188282,72
8 166239,15 8788,98 157450,17 133585,43 29320,83 -133735,78
9 170395,13 9008,70 161386,43 232662,69 107624,55 -84037,45
10 174655,01 9233,92 165421,09 329380,98 182286,23 -38756,75
11 179021,39 9464,77 169556,61 423796,44 253475,27 2499,00
12 183496,92 9701,39 173795,53 515963,92 321353,20 40087,57
13 188084,34 9943,92 178140,42 605936,94 386074,01 74334,94
14 192786,45 10192,52 182593,93 693767,74 447784,56 105538,09
15 197606,11 10447,34 187158,78 779507,33 506624,84 133967,63
16 202546,27 10708,52 191837,75 863205,51 562728,37 159870,10
17 207609,92 10976,23 196633,69 944910,87 616222,43 183470,13
18 212800,17 11250,64 201549,53 1024670,86 667228,40 204972,38
19 218120,17 11531,90 206588,27 1102531,81 715861,99 224563,31
20 223573,18 11820,20 211752,98 1178538,92 762233,56 242412,83
21 229162,51 12115,71 217046,80 1252736,34 806448,31 258675,73
22 234891,57 12418,60 222472,97 1325167,16 848606,56 273493,04
23 240763,86 12729,06 228034,80 1395873,43 888803,96 286993,25
145
24 246782,96 13047,29 233735,67 1464896,22 927131,72 299293,44
25 252952,53 13373,47 239579,06 1532275,61 963676,79 310500,28
En la tabla, de color amarillo anaranjado, se ha señalado el punto en el
que la inversión comienza a ser rentable, es decir, el punto de retorno de la
inversión.
- Siete años para una tasa de interés del 5%
- Ocho años para una tasa de interés del 7,5%
- Once años para una tasa de interés del 12,5%
Incluso a altas tasas de interés, el proyecto sigue saliendo rentable, por
lo que es factible su realización.
146
Parte IV IMPACTO AMBIENTAL
147
Parte IV Impacto Ambiental ................................... 146
Capítulo 1 Introducción ............................................. 148
Capítulo 2 Tipos de impacto ambiental ...................... 150
Capítulo 3 Impactos en la fase de construcción ......... 154
1 Construcción de un embalse .......................................................... 154
2 Obra civil adicional ......................................................................... 155
Capítulo 4 Impactos en la fase de explotación ........... 156
1 Impacto sónico .................................................................................. 156
2 Impacto paisajístico ......................................................................... 157
3 Impacto biológico ............................................................................ 158
3.1 Impacto biológico en el embalse ......................................................................... 158
3.2 Impacto biológico en el cauce del río ................................................................. 158
3.2.1 Caudal ecológico ........................................................................................... 159
3.2.2 Pasos ascendentes ......................................................................................... 160
3.2.3 Pasos descendentes ....................................................................................... 161
3.3 Impacto biológico sobre la fauna de tierra ........................................................ 162
3.4 Impacto biológico sobre las aves......................................................................... 162
4 Impacto sobre objetos culturales y arqueológicos .................... 163
5 Impacto de la línea eléctrica sobre las personas ........................ 163
Capítulo 5 Conclusión del estudio ambiental .............. 164
148
Capítulo 1 INTRODUCCIÓN
El compromiso adoptado por la Unión Europea acerca de la reducción
de emisiones de CO2 es únicamente alcanzable si se alteran las políticas
energéticas en lo referente a las energías renovables y el incremento de las
eficiencias energéticas.
En lo referente al empleo de la energía hidráulica de carácter renovable,
el Plan de Energías Renovables, del que se ha hablado con anterioridad en
este proyecto, fija unos objetivos para el año 2010. Conseguir estos
objetivos tendría como consecuencia una disminución de los combustibles
fósiles en un 10% y dejar de emitir por ello 180 millones de toneladas de
CO2 al año.
Los principales obstáculos que se encuentra la energía hidroeléctrica
son
de tipo administrativo, dado que se trata de una tecnología sumamente
madura, y concretamente problemas de tipo medioambiental.
Para construir una central minihidráulica, si bien produce un impacto
mínimo en el medio ambiente, existen una serie de factores que deben ser
tenidos en cuenta, dado que normalmente se construyen en zonas muy
sensibles. Las diferentes causas de impacto ambiental deberán ser
149
identificadas y resueltas antes de la ejecución de una obra de estas
características.
Las medidas correctoras en muchas ocasiones presentan dificultades
porque están sujetas a interpretaciones muy subjetivas. La solución pasa
por mantener un diálogo continuado con las instituciones, al mismo
tiempo que se informa a la población de todo lo referente al proyecto.
150
Capítulo 2 TIPOS DE IMPACTO AMBIENTAL
Los impactos derivados de la construcción de una central de este tipo
varían en función de la ubicación y de la tecnología que se emplee. No es
lo mismo construir una central en una llanura que en una montaña, ni
tampoco se crea el mismo impacto si se emplea un embalse regulador o si
la central es de agua fluyente.
Las tablas que se muestran a continuación contienen una relación
genérica de los impactos ambientales que se pueden dar a lo largo de las
diferentes fases de un proyecto de construcción de una instalación de
electrificación.
151
Tabla 2.1. Impactos en la construcción de instalaciones de generación de electricidad
152
Tabla 2.2 Impactos en la explotación de instalaciones de generación de electricidad
Tabla 2.3: Impactos en la construcción de instalaciones de transmisión de electricidad
153
Tabla 2.4: Impactos en la explotación de instalaciones de transmisión de electricidad
154
Capítulo 3 IMPACTOS EN LA FASE DE
CONSTRUCCIÓN
El menor impacto ambiental al construir este tipo de instalaciones se da
cuando se emplea un embalse ya construido, un canal de riego o una
instalación de agua potable. Esto se debe a que únicamente hay que
construir la casa de máquinas y el canal de descarga, cuyos impactos son
mucho más reducidos que los que genera la construcción de la presa o el
canal.
Por otro lado, son las centrales minihidráulicas de agua fluyente las que
producen un mayor impacto ambiental.
1 Construcción de un embalse
En el presente proyecto no existirá impacto asociado a este hecho, pues
aprovecha el embalse de Navacerrada y parte de sus conducciones.
Entre los impactos que crea la construcción de un embalse destacan la
pérdida del suelo por el terreno que queda inundado, la construcción de
nuevos caminos, plataformas de trabajo, movimiento de tierras o la
fabricación de hormigón, que requeriría una cantera de áridos.
La nueva presa crea una barrera cuyas consecuencias deberán ser
estudiadas antes de su construcción.
155
Todos los impactos ambientales descritos ya tienen una serie de
medidas diseñadas para mitigarlos. Serían similares a la construcción de
una infraestructura.
2 Obra civil adicional
El posible aumento de la turbidez de las aguas hace que sea
recomendable realizar las obras en épocas de escasez de lluvias. Esto
supone una ventaja, pues será entonces cuando menos posibilidades de
explotar el recurso haya.
Deberá hacerse una reforestación en el terreno tan pronto como sea
posible. Se realizará con especies autóctonas y su selección y adquisición
formará parte de las fases del proyecto.
La contratación de trabajadores supone un impacto positivo para el
entorno siempre que no se trate de un espacio natural protegido.
Los transportes producen ruidos y emisiones que pueden perturbar el
entorno de la central. Los desplazamientos deberán ser planificados de
cara a evitar recorridos innecesarios.
156
Capítulo 4 IMPACTOS EN LA FASE DE
EXPLOTACIÓN
Los impactos en la fase de explotación son los más críticos, dado que a
diferencia de los que se encuentran en la fase de construcción, estos
perduran en el tiempo.
1 Impacto sónico
La principal fuente de ruidos de una central minihidráulica viene de la
turbina y el reductor en caso de que exista.
Para mitigar los efectos del ruido se emplean tolerancias ajustadas para
los engranajes, mantas aislantes y la posibilidad de una refrigeración por
agua en lugar de por aire. El edificio se dotará de aislantes acústicos y
absorbentes en los aislamientos térmicos, de forma que se minimice el
ruido que sale al exterior.
Deberá optimizarse el funcionamiento de la turbina para evitar las
vibraciones que se producen, especialmente en las Francis cuando
funcionan a baja carga.
157
Si se refrigera por aire se pueden limitar su velocidad por los
conductos, construidos con materiales absorbentes, e instalar silenciadores en
las chimeneas.
Actualmente se tiende a aumentar los caudales de ventilación para
disminuir la cantidad de cobre empleada en los generadores y sustituir la
fundición por otros materiales menos absorbentes de vibración. Estos
procedimientos aumentan las emisiones de ruido y deberían ser evitados
en la medida de lo posible.
2 Impacto paisajístico
Se debe a un rechazo generalizado a cambios en el entorno,
especialmente acentuado en las zonas montañosas o las urbanas de
carácter histórico. Se trata de un impacto de vital importancia en la
actualidad y gran parte de los proyectos son abandonados por esta razón.
Se minimiza empleando pinturas no reflectantes o construyendo presas
con materiales que simulan rocas del entorno. Por otra parte, se debe
evitar que la casa de máquinas parezca un edificio industrial.
También se puede incluir la subestación en el edificio de máquinas y
emplear conductores enterrados.
158
En el caso de la central de Navacerrada, el impacto paisajístico es poco
importante, dado que se va a construir al pie de la presa y aprovechando
parte de una construcción ya existente.
3 Impacto biológico
3.1 Impacto biológico en el embalse
Al construir un embalse se introduce en la zona un tipo de fauna que
compite con la ya existente. Se minimiza construyendo barreras para
impedir que dicha fauna remonte el cauce del río.
Turbinar el agua intermitentemente provoca en ocasiones fluctuaciones
del nivel del río aguas abajo. En el caso de Navacerrada esto no se
producirá, pues cuando no funcione la central el agua seguirá fluyendo,
dado que aprovecha el caudal que se dirige a la estación de tratamiento de
agua potable y el caudal ecológico del río.
3.2 Impacto biológico en el cauce del río
En las centrales de agua fluyente existe un tramo del río que está
sometido a grandes variaciones de caudal dependiendo de si se está
turbinando o no. Este tramo es el comprendido entre la toma de agua y la
central hidroeléctrica. Si se turbinara la totalidad del río dicho tramo
quedaría completamente seco.
159
La fauna piscícola que vive a las orillas del río en el tramo considerado
es la principal perjudicada por este hecho.
La central de Navacerrada no deberá afrontar este problema al estar
construida al pie de la presa y en una canalización ya existente.
3.2.1 Caudal ecológico
Existen dos métodos para determinar el caudal permanente que debe
fluir por un río:
• Métodos hidrológicos:
Se basan en el análisis de los históricos disponibles de los caudales o
en el empleo de porcentajes fijos, entre los que se encuentran los
siguientes:
-Emplear un porcentaje sobre el caudal medio del río.
-Emplear la fórmula de Matthey basada en los caudales superados
durante la mayoría de un año.
-Emplear el método de Tennant, que propone el uso de porcentajes
que varían con la época del año.
160
Impacto ambiental
• Métodos hidrobiológicos:
Análisis de datos de campo obtenidos para cada río que consideran
parámetros hidráulicos y bióticos. -Método de análisis de hábitat. -
Método del perímetro mojado. -Análisis incremental. -Método de los
micro hábitats de Bovee y Milhous. -Método de conservación de hábitats
de Nehring. -Métodos MDDDR y DBR. -Método DGB. -Método de
anchura ponderada útil. Los métodos hidrológicos son más simples, pero
se encuentran faltos de rigor científico y sus resultados pueden ser
interpretados de forma arbitraria. Los métodos de simulación requieren
largos periodos de estudio que únicamente valen para un río y además
pueden resultar igualmente arbitrarios. El caudal mínimo ecológico en la
Unión Europea se determina normalmente por un porcentaje del caudal
medio interanual. La central del embalse de Navacerrada respetará el
caudal ecológico, dado que turbina únicamente el caudal de salida de la
presa.
3.2.2 Pasos ascendentes
Se deben tener en cuenta las migraciones de los peces río arriba, que se
verán interrumpidas cuando se construya un embalse o una central.
161
La solución más común es construir estanques sucesivos comunicados
entre si. De esta forma se minimiza el efecto que tiene la mano del hombre
en estos hábitats tan sensibles.
El tamaño y desnivel de los estanques dependerán de las especies
implicadas.
En desniveles de pequeño tamaño se emplean pasos con tabiques de
tipo vertical, mientras que si el desnivel es grande deberá recurrirse a
dispositivos de captura y transporte.
Unas rejas impedirán que los peces entren en el canal de salida de la
turbina.
3.2.3 Pasos descendentes
Los peces, en su migración de vuelta río abajo, pueden terminar por
introducirse en la tubería forzada. La mortalidad crece cuando la turbina
se encuentra a carga parcial.
Se instalarán rejillas adecuadas al tamaño de los peces existentes, y
antes de ellas, unas barreras físicas que impidan que se vean atrapados
por la fuerza del agua que va hacia la turbina. La orientación respecto del
río no debe tener un ángulo mayor de 45º.
Las barreras pueden ser fijas o móviles. Cuando la velocidad de entrada
del agua es elevada se recurre a tambores giratorios horizontales.
162
Otra forma de minimizar los daños es instalar la captación en la
dirección de la orilla, teniendo en cuenta que la velocidad de entrada del
agua debe ser moderada para evitar pérdidas de carga.
La siguiente solución que se puede adoptar son los llamados sistemas
de guía del comportamiento, que mediante burbujas, focos de luz o
sistemas acústicos consiguen que los peces desvíen su trayectoria y se
alejen de la captación.
Los métodos de recogida y liberación son similares a los descritos en el
apartado de pasos ascendentes. Capturan los peces antes de su llegada a la
captación y los devuelven en u punto más alejado aguas abajo.
3.3 Impacto biológico sobre la fauna de tierra
Los canales suponen un obstáculo para el movimiento de las diferentes
especies de tierra. Este impacto se minimiza cubriendo los canales.
3.4 Impacto biológico sobre las aves
Existe un riesgo de que las aves se electrocuten con los cables que salen
de la central hidráulica. Para minimizar este riesgo se recomienda que en
las zonas de especial importancia para las aves las líneas se sitúen en la
base de los riscos o próximas a las pantallas de los árboles, de forma que
las aves se vean obligadas a volar a una altura mayor.
163
4 Impacto sobre objetos culturales y arqueológicos
Al construir un embalse quedará anegada una amplia zona, por lo que
es importante tener en cuenta si existirán objetos culturales o
arqueológicos que vayan a desaparecer.
5 Impacto de la línea eléctrica sobre las personas
Tras múltiples estudios se ha llegado a la conclusión de que residir
cerca de una línea eléctrica no incrementa los riesgos de sufrir cáncer o
leucemia infantil.
Las tensiones empleadas en minihidráulica son siempre menores de 66
kV, dependiendo de la línea eléctrica existente más cercana, por lo que los
campos magnéticos generados son débiles.
164
Capítulo 5 CONCLUSIÓN DEL ESTUDIO
AMBIENTAL
Se ha comprobado que la central mini hidráulica que se va a instalar en
el embalse de Navacerrada crea un impacto ambiental muy reducido.
Al estar el embalse construido previamente, se eliminan los efectos
negativos que suponen una obra de estas características, y dado que la
central va a estar situada al pie de la presa no crea ningún impacto
paisajístico.
El impacto sónico es reducido al ser una central de poca potencia y estar
confinada en un edificio fabricado en materiales absorbentes, y el impacto
biológico se evita con la instalación de las rejillas adecuadas a la entrada
del tubo de aspiración y en el canal de salida.
Por todo lo dicho en este apartado de síntesis y en los anteriores de este
estudio se concluye que se trata de una instalación ecológicamente
sostenible, que ayudará a reducir las emisiones de CO2 derivadas del
empleo de otras fuentes de energía.
165
Parte V ANEJOS
166
Parte V Anejos ....................................................... 165
1 Histórico de datos del embalse de Navacerrada ........................ 167
2 Características del alternador ........................................................ 172
3 Bibliografía ....................................................................................... 173
167
1 Histórico de datos del embalse de Navacerrada
168
169
170
171
172
2 Características del alternador
PROPUESTA TÉCNICA
GENERADORES. Alternador síncronos sin escobillas, diseñado para aplicaciones hidráulicas, autorregulados, con rotor de polos salientes, autoexcitados, de tensión constante, autoventilados, construidos según las normas internacionales IEC 34.
Ítem G.1
Potencia Turbina 270KW
Cantidad 1
Tipo NIR3134A-4
Potencia Aparente 282KVA
Potencia 254KW
Factor Potencia 0,9
Tensión 400V
Frecuencia 50Hz
Velocidad 1500rpm
Embalamiento 2250rpm
Duración embalamiento 10min
Protección IP23
Servicio S1
Forma IM1001
Esfuerzo axial <10KN
Esfuerzo radial 0.3KN (peso rodete)
Extremo eje 1000mm
Refrigeración IC01
Cojinetes Rodamientos
Aislamiento Clase F
Tº Calentamiento Clase B
Tº Ambiente 40ºC
Altitud <1000 m.s.n.m.
Eficiencias (%)
( Cos phi: 0,9)
4/4 94.0
3/4
2/4
1/4
173
( Cos phi: 1)
4/4 95.0
3/4
2/4
1/4
Peso 1.15T
AVR Incluido
ACCESORIOS. Cualquier accesorio o funcionamiento no detallado en esta lista de especificaciones será considerada como no ofertada.
Resistencias de calefacción
6x PT100 en bobinados estator
1x PT100 por cojinete
1x PT100 en circuito aire
3 Bibliografía
[WHIT04] White, Frank M., “Mecánica de Fluidos”, McGraw Hill, 2004.
[IDAE05] Instituto para la Diversificación y Ahorro de Energía,
”Resumen del plan de Energías Renovables 2005-2010”,
Ministerio de Industria, Turismo y Comercio, 2005.
[MATA075] Mataix, Claudio,”Turbomáquinas Hidráulicas”, ICAI 1975.
Páginas web:
- CIEMAT: www.ciemat.es
- Boletín Oficial del Estado: www.boe.es
- UNESA: www.unesa.es
174
- Ministerio de Medio Ambiente: www.mma.es
- Wikipedia: www.wikipedia.es
- Pinach: www.pinach.com
- Lowes: www.lowes.com
- www.geppert.at/
- Google Maps: www.maps.google.es
- Direct Industry: www.directindustry.es
175
2
Planos
176
Documento 2: Planos
Índice General:
Paginas
Plano 1: Vista lateral de la turbina 177
Plano 2: Rodete 178
Plano 3: Álabes del distribuidor Fink 179
Plano 4: Corte diametral de la turbina 180
Plano 5: Codo del difusor 181
Plano 6: Difusor 182
Plano 7: Cámara espiral 183
177
178
179
180
181
182
183
184
3
Pliego de Condiciones
185
Documento 3: Pliego de Condiciones
Índice General:
Paginas
Parte I: Pliego de condiciones generales y
económicas
186 - 222
Parte II: Pliego de condiciones técnicas y
particulares
223 - 333
186
Parte VI PLIEGO DE CONDICIONES
GENERALES Y ECONÓMICAS
187
Parte I Pliego de condiciones generales y económicas
186
Capítulo 1 Introducción ............................................. 190
1 Objeto ................................................................................................. 190
2 Campo de aplicación ....................................................................... 190
3 Disposición general ......................................................................... 190
3.1 . Condiciones facultativas legales ....................................................................... 191
3.2 Seguridad en el trabajo ......................................................................................... 192
3.3 Seguridad pública ................................................................................................. 192
3.4 Expediente de contratación ................................................................................. 193
Capítulo 2 Disposiciones generales ............................ 196
1 Adjudicación de proyectos ............................................................. 196
2 Gastos del contrato .......................................................................... 197
3 Traspasos y subcontratos................................................................ 197
4 Fianza y retención de garantía ....................................................... 198
Capítulo 3 Organización ............................................. 199
1 Representaciones ............................................................................. 199
2 Reclutamiento del personal ........................................................... 200
3 Obligaciones de carácter social ..................................................... 200
4 Medidas de seguridad ..................................................................... 201
188
5 Propiedad industrial y comercial .................................................. 202
Capítulo 4 Pago a los trabajadores ............................ 203
1 Base de liquidación ......................................................................... 203
2 Precios ................................................................................................ 203
3 Descomposición de los precios ..................................................... 204
4 Liquidación de trabajos no previstos ........................................... 204
5 Aumento del volumen total de los trabajos ............................... 205
6 Disminución del volumen total de los trabajos ......................... 206
7 Revisión de precios en función de las variaciones de las
condiciones económicas ............................................................................. 206
8 Establecimiento y liquidación de las certificaciones mensuales
provisionales ................................................................................................. 207
9 Establecimiento y liquidación de las certificaciones definitivas
209
10 Disposiciones generales aplicables a todas las certificaciones
210
11 Trabajos defectuosos pero aceptables ..................................... 210
12 Intereses de demora ..................................................................... 211
Capítulo 5 Ejecución de trabajos y cumplimiento de los
plazos 212
189
1 Plazo de ejecución. Programa de trabajo ..................................... 212
2 Cese o aplazamiento de los trabajos ............................................ 213
3 Quiebra o suspensión de pagos del Adjudicatario ................... 214
4 Medidas coactivas ............................................................................ 214
5 Penalidades y primas relacionadas con los trabajos de ejecución
215
6 Recepción provisional..................................................................... 217
7 Verificación ....................................................................................... 217
8 Recepción definitiva ....................................................................... 218
Capítulo 6 Garantías .................................................. 219
1 Garantías de buena ejecución ....................................................... 219
2 Plazo de garantía .............................................................................. 219
3 Retención de garantía...................................................................... 220
Capítulo 7 Jurisdicción ............................................... 222
1 Cláusula compromisario ................................................................ 222
190
Capítulo 1 INTRODUCCIÓN
1 Objeto
El pliego de Condiciones Generales y Económicas determina los
requisitos a los que se tiene que ceñir la ejecución del proyecto cuyas
características han sido especificadas.
2 Campo de aplicación
Este pliego de condiciones determina la construcción, venta, recepción
y verificación de la mini central hidroeléctrica que se situará en el embalse
de Navacerrada.
Los pliegos de condiciones particulares podrán modificar las presentes
prescripciones.
3 Disposición general
El contratista estará obligado al cumplimiento de la Reglamentación del
Trabajo correspondiente, la contratación del Seguro Obligatorio, Subsidio
Familiar por Vejez, Seguro de Enfermedad y todas aquellas
reglamentaciones sociales actualmente vigentes o que se puedan dictar en
191
el futuro. En particular tendrá que cumplir lo dispuesto en la norma UNE
24042 siempre que no sea alterado por el presente pliego de condiciones.
El encargado de realizar el proyecto deberá estar clasificado según
Orden del Ministerio de Hacienda de 28 de mayo de 1968 en el Grupo,
Subgrupo y Categoría correspondiente al proyecto y que se fijará en el
Pliego de Condiciones Particulares.
3.1 . Condiciones facultativas legales
Estas condiciones se regirán por lo especificado en:
Reglamentación General de Contratación según el Decreto 3410175 del
25 de noviembre.
Articulo 1588 y siguientes del Código Civil en los casos que su
aplicación fuera necesaria al contrato.
Ordenanza General de Seguridad e Higiene en el Trabajo, aprobada por
Orden del 9/3/1971 del Ministerio del Trabajo. Si no se oponen a la
Ordenanza General anteriormente mencionada, las siguientes
disposiciones:
Orden del 20 de mayo de 1952, aprobado el Reglamento de Higiene del
Trabajo en la construcción y obras públicas y Órdenes complementarias
del 19 de diciembre de 1953 y 23 de septiembre de 1966.
192
Orden del 2 de febrero de 1961 sobre prohibiciones de carga manual
que excedan los ochenta kilos.
Cuantos preceptos sobre higiene y seguridad en el trabajo contengan las
Ordenanzas Laborales, Reglamentos de Trabajo, Convenios colectivos y
Reglamentos del Régimen interior en vigor.
3.2 Seguridad en el trabajo
El contratista está obligado a cumplir las condiciones que se indican en
la Ordenanza General de Seguridad e higiene en el Trabajo y cuantas en
esa materia fueran de aplicación.
Así mismo, deberá suministrar todo lo necesario para el mantenimiento
de la maquinaria, herramientas, útiles de trabajo, materiales, en
condiciones de seguridad adecuadas.
3.3 Seguridad pública
El contratista deberá tomar todas las medidas necesarias para
garantizar la protección de personas, animales u objetos de todos los
posibles peligros que el trabajo del proyecto pudiese ocasionar. Deberá
asumir las responsabilidades que se derivasen de accidentes por el trabajo.
El contratista mantendrá una póliza de seguros que protegerá
adecuadamente a sus obreros y a si mismo frente a las responsabilidades
civiles que se pudiesen producir hacia el contratista o hacia terceras
personas, por la realización de los trabajos.
193
3.4 Expediente de contratación
Según lo especificado en la Ley 13/95 del 18 de mayo:
Se inicia de oficio por el órgano de contratación y debe incluir como
mínimo:
Justificación de necesidad del gasto.
Presupuesto o Proyecto aprobado técnicamente previo informe de
Oficina de supervisión (preceptivo si el presupuesto es mayor de
300.000 euros).
Acta de replanteo en obras y certificado de disponibilidad de los
terrenos.
Pliego de cláusulas administrativas particulares cuando sea necesario y
así lo informen los Servicios Jurídicos.
Retención de Crédito.
Procediéndose tras ello a la licitación, que se puede haces mediante tres
tipos de procedimiento:
Abierto: el empresario interesado podrá presentar oferta.
Restringido: sólo los seleccionados pueden, si antes han pedido poder
participar.
Negociado: después de consultar y negociar con uno o más
empresarios.
194
La adjudicación puede ser mediante subasta o concurso. La primera
opción se basa en escoger la oferta más barata y que sea inferior al
presupuesto. La adjudicación por concurso consiste en tomar la oferta más
ventajosa en conjunto.
Los contratos catalogados como menores (obras hasta 30000 euros y
asistencias técnicas y suministros hasta 12000 euros) requieren:
Presupuesto, que se define como el importe en el que el servicio valora
su prestación. Para obras se añadirá a la ejecución material el 23% de
contrata y el IVA. Para las asistencias técnicas será el 19%, mientras que en
el caso de suministros se añade únicamente el IVA al importe de los bienes
adquiridos.
Aprobación del gasto.
Factura.
En estos proyectos es conveniente reunir un número mínimo de ofertas,
que se puede establecer en tres. La documentación a incluir conjuntamente
con la propuesta económica es:
Acreditación jurídica y su representación en caso de ser necesario. Se
considera
Acreditación jurídica a la escritura de constitución de la sociedad o al
DNI de las personas físicas.
Declaración de no incursión para contratar.
195
Acreditación del cumplimiento de normas medioambientales
aplicables.
Resguardo de garantía provisional.
Acreditación de estar al corriente de obligaciones tributarias, entre ellas
figuran:
Impuesto de Actividades Económicas, IRPF, declaración del IVA e
IGTE, así como presentación de ingresos y pagos.
196
Capítulo 2 DISPOSICIONES GENERALES
1 Adjudicación de proyectos
Los proyectos se realizarán por el sistema de contrata adjudicada en
licitación, esto se podrá hacer de forma directa o bien a través de concurso
restringido entre las empresas invitadas al mismo, siguiendo las normas
impuestas en la documentación que formará parte de la invitación al
concurso.
Las empresas devolverán en el plazo señalado en sus invitaciones los
documentos que constituirán la base del contrato con las indicaciones
precisas. El envío por parte de las empresas de los documentos firmados
implicará la obligación de mantener su propuesta en el plazo que
especificaran las invitaciones que se les fueron enviadas previamente.
Si expira el plazo antes mencionado sin que la Propiedad haya
formalizado un contrato, la empresa invitada queda exenta de cualquier
compromiso relacionado con el concurso, pues el plazo ha expirado.
La Propiedad siempre tendrá las opciones de:
Declarar desierto el concurso.
Elegir el ganador del mismo (denominado Adjudicatario en adelante)
según el método que estime conveniente.
197
Convocar un nuevo concurso que anule al primero. Podrá tener normas
diferentes e invitados que pueden diferir de los del primer concurso.
La resolución del concurso a un Adjudicatario presupondrá la
adquisición definitiva del proyecto por el mismo.
2 Gastos del contrato
El Adjudicatario deberá correr con los gastos fiscales que pudieran
originarse de la formalización del contrato, entre estos gastos pueden
figurar derechos reales, provinciales o municipales, así como impuestos
estatales.
La parte del contrato que realice peticiones que den lugar a gastos
adicionales deberá correr con los mismos.
3 Traspasos y subcontratos
El Adjudicatario de un proyecto no tendrá la posibilidad de ceder o
traspasar las obligaciones contenidas en el contrato a una tercera parte.
Tampoco tendrá la posibilidad de utilizar durante la ejecución del
proyecto a otra sociedad sin previo consentimiento por escrito de la
Propiedad.
En cualquier caso que pudiera darse el Adjudicatario será totalmente
responsable del contrato acordado ante la Propiedad, el personal y
terceras personas.
198
4 Fianza y retención de garantía
En el contrato de Adjudicación se determinará el importe y la forma de
establecer la fianza inicial y las retenciones de garantía que serán
desconectadas de las certificaciones mensuales.
La fianza inicial y las retenciones de garantía acumuladas responderán
al cumplimiento de las obligaciones del Adjudicatario y quedarán en
beneficio de la propiedad en caso de producirse un abandono del trabajo o
una rescisión del contrato existente por causa del Adjudicatario.
Al finalizar el contrato se devolverán al Adjudicatario tanto la fianza
como la retención de garantía. Será necesario descontar a la suma anterior
las penalizaciones que pudiesen corresponder, así como cualquier saldo en
favor de la Propiedad que resultase en la liquidación final de las obras.
Los medios auxiliares, elementos y materiales del Adjudicatario no
podrán ser retirados de la zona de trabajo que ocupen sin la autorización
expresa de la propiedad, para que puedan responder al cumplimiento de
sus obligaciones en caso necesario.
199
Capítulo 3 ORGANIZACIÓN
1 Representaciones
La Propiedad comunicará al Adjudicatario su domicilio de cara a la
realización del contrato y su representante a continuación de la
notificación del contrato.
El Adjudicatario deberá nombrar un representante suyo a pie de obra y
comunicar por escrito su identidad a la Propiedad antes de comenzar el
trabajo contenido en el contrato. Deberá especificar también los poderes de
este, que deberán ser lo suficientemente adecuados como para pode recibir
y resolver las comunicaciones y órdenes que se pudieran dar por parte de
la representación de la Propiedad. El adjudicatario no podrá emplear la
ausencia de su representante como excusa para la no realización de lo que
se le requiera.
La Propiedad deberá estar conforme con la designación del
representante del adjudicatario, así como el personal facultativo que
llevará a cabo el proyecto contratado. En caso de existir un motivo
fundado, la Propiedad podrá exigir al adjudicatario la renovación de sus
representantes y de cualquier otro facultativo responsable.
200
2 Reclutamiento del personal
El Adjudicatario deberá hacerse cargo de la selección y reclutamiento
de la totalidad de la mano de obra que sea necesaria para la realización de
los trabajos contenidos en el contrato de acuerdo con las condiciones
establecidas en el mismo y con la reglamentación laboral vigente en el
momento en que esto se realice.
El Adjudicatario tendrá la responsabilidad de que esto se realice de
forma correcta y deberá tener el máximo cuidado en la selección del
personal que vaya a emplear.
La Propiedad se reservará el derecho a la expulsión del personal
incapaz, que desobedezca las normas de seguridad o cometa actos de
insubordinación respecto a sus jefes o a los representables de la Propiedad.
El Adjudicatario deberá hacer frente a los fraudes o robos cometidos
por su personal en el suministro o empleo de los materiales que se
empleen.
El número de trabajadores de cada tipo que el Adjudicatario emplee
deberá ser adecuado a la cantidad de trabajo que haya que realizar en los
plazos fijados.
3 Obligaciones de carácter social
El Adjudicatario se comprometerá a cumplir con todas las obligaciones
inherentes a su condición de patrono respecto a normativa de tipo laboral
201
vigente en la actualidad o que pudiese aparecer durante la ejecución del
contrato.
También deberá abonar los gastos en que incurran las atenciones
sociales que apareciesen durante la ejecución del proyecto.
Por estos motivos, la Propiedad podrá exigir cuando considere
oportuno al adjudicatario que justifique que se encuentra conforme a la
ley respecto a la seguridad social de los trabajadores empleados por él en
el proyecto.
4 Medidas de seguridad
El Adjudicatario es responsable pleno de la seguridad de los trabajos
que tenga que realizar. Correrán por su cuenta los gastos que pudiesen
producirse para poder aplicar las disposiciones legales vigentes sobre esta
materia (o aquellas que pudiesen aparecer durante la ejecución del
proyecto), así como las disposiciones dictadas por la Inspección del
Trabajo, así como cualquier otro organismo competente en la materia. Lo
mismo ocurrirá con las normas de seguridad propias del tipo de proyecto
para el que haya sido contratado.
Todos los gastos anteriormente referidos se considerarán incluidos en el
contrato, por lo que el Adjudicatario será quien se haga cargo de los
mismos.
202
5 Propiedad industrial y comercial
El Adjudicatario se hará responsable ante la Propiedad al suscribir el
contrato contra cualquier clase de reivindicación referida a materiales,
suministros, procedimientos y medios empleados en las obras que
procedan de titulares de patente, así como licencias, planos, modelos, y
marcas de fábrica o comercio.
Si fuese necesario, será el Adjudicatario quien deba obtener las licencias
o autorizaciones que sean necesarias, así como afrontar los gastos debidos
a derechos e indemnizaciones que correspondiesen.
203
Capítulo 4 PAGO A LOS TRABAJADORES
1 Base de liquidación
El trabajo contratado se pagará generalmente aplicando precios
unitarios a las unidades de obra que resulten de este. No se procederá así
en caso de indicaciones contrarias por parte del contrato de adjudicación.
Se podrá liquidar en su totalidad o en parte, mediante partidas alzadas.
Las medidas serán los datos recogidos de forma cualitativa o
cuantitativa que caracterizan los trabajos efectuados, acopios realizados o
los suministros efectuados. Constituyen comprobaciones del estado de los
hechos y serán realizadas por el adjudicatario, quien se las presentará a la
Propiedad.
En caso de medidas en los trabajos, prestaciones y suministros que no
son susceptibles de comprobación posterior, el Adjudicatario estará
obligado a solicitar la presencia de la Propiedad para la toma
contradictoria de medidas.
En caso de no realizarse esto, salvo pruebas contrarias que correrán por
cuenta del Adjudicatario, prevalecerán las decisiones de la Propiedad.
2 Precios
Todos los precios unitarios no incluirán el beneficio del
204
Adjudicatario, ni los gastos y cargas debidas a la ejecución de los
trabajos que corresponden a cada uno de ellos, comprendidos los que
resultan de las obligaciones que le son impuestas al Adjudicatario por el
contrato y el presente Pliego de Condiciones Administrativas.
Los precios incluirán únicamente los debidos a la adquisición de los
materiales.
3 Descomposición de los precios
La Propiedad recibirá del Adjudicatario, junto a la oferta del mismo, la
descomposición de los precios, detallando los que figuren explícitamente
en la oferta. Estas descomposiciones no forman un documento de tipo
contractual, pero obligan al Adjudicatario de cara a la aplicación de las
disposiciones relativas a la preparación de precios contradictorios.
4 Liquidación de trabajos no previstos
Si es necesario realizar trabajos no previstos inicialmente o modificar
los materiales indicados en el contrato, se procederá a la realización de
nuevos precios antes de la realización de estos trabajos. Para estos nuevos
precios, se tendrá en cuenta el contrato existente o se realizarán por
semejanza a los de trabajos similares. Estos precios se realizarán en las
mismas condiciones económicas que los precios del contrato.
205
En caso de que esto no se realizase de mutuo acuerdo, se liquidará al
Adjudicatario en base a los precios que fije la Propiedad hasta que se
solucione la discrepancia.
5 Aumento del volumen total de los trabajos
En caso de producirse un aumento de los trabajos realizados por el
Adjudicatario la liquidación de los mismos será realizada en las
condiciones que especifica el contrato, siempre que el aumento
considerado no supere la cuarta parte del valor inicial del contrato.
Si el aumento supera lo anteriormente considerado, el Adjudicatario y
la Propiedad examinarán de común acuerdo los aumentos o
disminuciones que convenga en los precios necesarios. La parte interesada
en la revisión estará obligada a facilitar cuantas justificaciones sean
necesarias a la otra en un plazo no superior a un mes, contando este a
partir de que se comprobase la existencia del aumento.
Si expira este plazo de un mes sin que se presentase ninguna
justificación por una u otra parte, la liquidación de los trabajos se
realizaría en las condiciones iniciales contenidas en el contrato.
206
6 Disminución del volumen total de los trabajos
En caso de producirse una disminución del volumen total de los
trabajos que exceda la cuarta parte del valor del contrato (en precios de
origen), el Adjudicatario podrá presentar una petición de indemnización a
la Propiedad basada en el perjuicio que le ocasionan las previsiones del
proyecto.
Dicha petición debe dirigirse a la Propiedad en un plazo no superior a
un mes desde la comprobación de la disminución del volumen total de los
trabajos. En caso de no producirse la petición en el plazo anteriormente
citado, la petición no será aceptada por la Propiedad.
7 Revisión de precios en función de las variaciones de las
condiciones económicas
Las modificaciones que se hubieran acordado en los precios o en las
fórmulas de revisión y que cumplan las condiciones anteriores se podrán
aplicar a partir de las certificaciones que hayan provocado la petición.
En caso de que la duración de los trabajos superase el plazo de
ejecución contemplado en el contrato, se presentarán nuevos precios a la
Propiedad. Esto se realizará tomando un tiempo para calcular los nuevos
precios igual a los retrasos reconocidos y aceptados por la Propiedad en
caso de que estos retrasos no sean imputables al Adjudicatario.
207
Los precios también podrán ser revisados en caso de variación de las
condiciones económicas durante la ejecución del contrato en el caso de que
el contrato de adjudicación no especifique lo contrario.
El contrato de adjudicación definirá los índices que se emplearán en las
fórmulas de revisión utilizadas y las normas complementarias de
aplicación de las mismas.
Si los precios del valor del conjunto de trabajos sufren un aumento o
una disminución de más de un cincuenta por ciento con relación a sus
precios en origen, una de las dos partes podrá solicitar nuevos precios y
nuevas fórmulas de revisión en caso de que el importe a precios de origen
de los trabajos que quedan por realizar sea como mínimo igual al cinco
por ciento de la totalidad del importe del contrato.
Cualquier petición de aplicación de esta disposición se deberá realizar
por la parte interesada a través de carta certificada y se considerará a
partir del día en que esta sea recibida por la otra parte.
8 Establecimiento y liquidación de las certificaciones
mensuales provisionales
A menos que el contrato de adjudicación especifique lo contrario, los
pagos se realizarán a partir de certificaciones mensuales de obra
ejecutadas.
208
El Adjudicatario será el encargado de redactar y remitir a la Propiedad
una certificación provisional de los trabajos realizados en el mes anterior
al final de cada mes, para que esta pueda servir de base una vez aprobada.
Esta certificación provisional estará de acuerdo con las mediciones
realizadas y aprobadas tanto por el Adjudicatario como por la Propiedad,
deduciendo la certificación provisional correspondiente al mes anterior.
La cláusula de revisión de precio estipulada en el contrato se tendrá en
cuenta, y se aplicarán los precios del contrato o los aprobados por la
Propiedad según la cláusula de revisión.
Si el precio aún no hubiera sido aprobado por la propiedad, se aplicará
el precio que anteriormente estuviese en vigor. Los precios que hayan sido
revisados se aplicarán a los trabajos ejecutados a partir de la entrada en
vigor de los nuevos precios.
El abono correspondiente a una certificación provisional se efectuará
siempre pendiente de la certificación definitiva, que se producirá durante
los dos meses que sigan al envío de la certificación provisional a la
Propiedad. Habrá una reducción del importe que se establece como
garantía y se considerarán los abonos y deducciones que se pudiesen
deducir de las cláusulas del contrato de adjudicación.
Si la Propiedad acepta las certificaciones, se obliga al Adjudicatario en
lo referido a la naturaleza y cantidad del trabajo ejecutado cuya medición
se haya podido comprobar, así como a los precios que se hayan aplicado a
209
reserva de las revisiones contractuales que hayan podido resultar de la
aplicación de índices oficiales publicados con retraso.
9 Establecimiento y liquidación de las certificaciones
definitivas
La Propiedad tendrá el derecho de hacerse cargo de ciertas partes del
trabajo enteramente acabadas antes de su conclusión. En caso de
producirse esto, se procederá antes a una recepción provisional, por lo que
se realizará una certificación parcial definitiva.
El abono de la suma que se deba al Adjudicatario se efectuará al
término de los dos meses siguientes a aquel en que se haya producido el
acuerdo entre las partes acerca del importe de certificación, deduciéndose
la retención de garantía y aquellas otras que resulten de la aplicación del
contrato de adjudicación.
A esta suma se le deducirán los pagos parciales ya realizados y se
abonará sólo tras el establecimiento y la aceptación de la certificación
definitiva por ambas partes.
210
10 Disposiciones generales aplicables a todas las
certificaciones
Tanto en las certificaciones definitivas como en las provisionales
mensuales deberán aparecer de forma separada la cuantía acumulada
desde el origen tanto de los trabajos liquidados por la administración
como el importe global de los trabajos.
Deberán también resaltar tanto los precios en origen como la incidencia
de revisión en los precios.
En todos los casos se efectuará según estime la Propiedad, ya sea por
cheque, transferencia bancaria, o el método de pago que estime
conveniente.
11 Trabajos defectuosos pero aceptables
En caso de que el Adjudicatario realizase una unidad de trabajo que no
cumpliese las condiciones estipuladas en los pliegos aplicables al citado
trabajo a juicio de la Propiedad, el Adjudicatario deberá conformarse con
la rebaja económica que estime la Propiedad sin posibilidad de ningún
tipo de reclamación.
El Adjudicatario tendrá derecho a rehacer la unidad de trabajo
defectuosa a su costa respetando las condiciones existentes dentro del
plazo contractual establecido.
211
12 Intereses de demora
En caso de no producirse el pago en la forma que estima conveniente la
Propiedad dentro de un plazo que exceda en un mes lo especificado en
artículos anteriores, se abonaría al Adjudicatario la cuantía
correspondiente al interés de demora, en caso de que hubiera petición
escrita por parte del mismo.
Estos intereses se devengarán en el período comprendido entre la
recepción de la petición escrita anteriormente mencionada y la fecha de
pago definitiva. El tipo de interés que se aplicará será superior en un dos
por ciento a los aplicables en el curso del período por parte del Banco de
España con motivo de descuento comercial.
212
Capítulo 5 EJECUCIÓN DE TRABAJOS Y
CUMPLIMIENTO DE LOS PLAZOS
1 Plazo de ejecución. Programa de trabajo
Se tomará que los plazos contemplados en el contrato comienzan al día
siguiente de la firma del acta o del hecho que sirve de punto de partida a
dicho acto.
Un plazo fijado en días terminará al final del último día de la duración
prevista, no se harán distinciones entre días laborables y festivos.
Para un plazo fijado en meses, el tiempo se contará de fecha en fecha.
En caso de no existir la fecha que corresponda en el mes que termina el
plazo, se tomará que este finaliza en el último día del citado mes.
El Adjudicatario está obligado a ejecutar los trabajos en los plazos
fijados en el Contrato de Adjudicación.
El Adjudicatario deberá presentar a la Propiedad un programa
detallado de la ejecución de los trabajos contemplados en el proyecto en
un plazo inferior al mes.
Una vez comenzado el contrato, se revisará al menos mensualmente la
progresión real de los trabajos contratados y los programas parciales a
213
realizar en el periodo siguiente por parte de los representantes tanto de la
Propiedad como del Adjudicatario.
Estas revisiones del programa no reducen la responsabilidad del
Adjudicatario respecto de los planes estipulados en el contrato.
2 Cese o aplazamiento de los trabajos
En caso de que la Propiedad pida el cese absoluto de los trabajos, se
considerará el contrato como totalmente rescindido. En caso de que lo
solicitado sea el aplazamiento por más de un año, tanto antes como
después del comienzo de los trabajos, el Adjudicatario tendrá derecho a la
rescisión del contrato, siempre que esto sea solicitado por escrito. Esto será
sin perjuicio de las indemnizaciones que le pudiesen corresponder en
cualquier caso si hubiese derecho a ello.
El plazo máximo para que el Adjudicatario presente la solicitud de
rescisión del contrato será de cuatro meses a partir de la fecha de
notificación del aplazamiento o cese de los trabajos del contrato.
Si el aplazamiento de los trabajos solicitados por la Propiedad es
inferior a un año, el Adjudicatario no tendrá derecho a la rescisión, pero sí
a una indemnización en caso de producirse prejuicios que puedan ser
debidamente comprobados. En el caso de que hubieran comenzado los
214
trabajos, el Adjudicatario puede requerir se proceda a la recepción
definitiva una vez cumplido el plazo de garantía.
3 Quiebra o suspensión de pagos del Adjudicatario
Esta posibilidad implica la rescisión automática del contrato, para esto
bastará que la Propiedad lo notifique en forma fehaciente en el plazo de
dos meses a partir de que se produzca la publicación legal de la
declaración de quiebra o de la suspensión de pagos por parte del
Adjudicatario.
En todo momento las medidas de conservación o de seguridad cuya
urgencia sea evidente, serán tomadas por la Propiedad con cargo al
Adjudicatario.
4 Medidas coactivas
En caso de que el Adjudicatario no dé cumplimiento a las obligaciones,
disposiciones del contrato o a las órdenes de servicio que sean dadas
por la
Propiedad, ésta le podrá obligar a cumplirlas en un plazo oportuno.
Pasado este plazo, si el Adjudicatario no ha ejecutado las disposiciones
solicitadas por la Propiedad, esta podrá ordenar a título provisional, el
215
establecimiento de un régimen de intervención general o parcial por
cuenta del Adjudicatario.
Se procederá a continuación, y en presencia del Adjudicatario, a la
comprobación de los trabajos ejecutados por este, de los materiales
almacenados, así como el inventario descriptivo del material.
La Propiedad tendrá el derecho a convocar un nuevo concurso,
rescindir el contrato existente o finalizar la intervención si así lo
considerase oportuno. En caso de comprobarse la capacidad del
Adjudicatario para hacerse cargo de los trabajos adecuadamente, esto
pondrá fin a la intervención.
5 Penalidades y primas relacionadas con los trabajos de
ejecución
El incumplimiento tanto del plazo global o de los parciales que
estuviesen contenidos en el contrato por parte del Adjudicatario podrán
dar lugar a la aplicación de una penalización que dependerá del retraso
comprobado existente y que se basará en un porcentaje del importe de los
trabajos que correspondan. Esta penalización tendrá en cuenta las
certificaciones parciales o definitivas de las obras que sea correspondiente
estimar.
216
El Adjudicatario carecerá de responsabilidad por incumplimiento de los
plazos contenidos en el contrato, solamente por causas de fuerza mayor o
caso fortuito. Se entienden estos casos como hechos o actos de carácter
extraordinario ajeno al Adjudicatario que no se hayan podido prever o no
hayan podido ser evitados. No se considerarán incluidos en estas
excepciones los retrasos originados por sus subcontratistas o proveedores.
Para que los plazos establecidos sufran una suspensión o prorroga
debido a los casos anteriormente mencionados, el Adjudicatario notificará
por escrito a la Propiedad en un plazo máximo de 15 días respecto al
momento en que se produjeran 10 hechos de fuerza mayor o caso fortuito.
La prórroga que se aplique a los plazos no será superior a la duración
del hecho que la ha justificado. La penalización como porcentaje vendrá
dada por:
%<(/I�H�ICHó/ � 20 · &< En la fórmula anterior tanto P como R están expresados en las mismas
unidades temporales, siendo P el plazo, incluyendo en él los retrasos no
imputables al Adjudicatario. El porcentaje de penalización no podrá
superar el diez por ciento.
Las penalizaciones serán aplicadas bajo la simple confrontación de la
fecha del término del plazo contractual y de la fecha de recepción
provisional. Se descontarán a partir del primer pago que se efectúa tras la
determinación.
217
No se concederán primas al Adjudicatario por parte de la Propiedad
por el cumplimiento de los plazos de ejecución contenidos en el contrato o
por un adelanto sobre estos mismos plazos. Tales primas podrán ser
instituidas en el contrato o durante el curso de los trabajos si estuviese
justificado por las circunstancias que se dieran.
6 Recepción provisional
Cuando el Adjudicatario haya finalizado el contrato para el que ha sido
contratado, procederá a avisar a la Propiedad, que procederá a la
recepción provisional del proyecto, habiendo convocado previamente al
Adjudicatario por escrito.
En caso de ausencia del Adjudicatario en la convocatoria anteriormente
mencionada, se hará mención a este aspecto en el Acta de Recepción. Se
podrá proceder de la misma forma en la recepción provisional parcial de
los trabajos cuando estén terminados si lo solicita e1 Adjudicatario. La
Propiedad no procederá a esta recepción parcial más que cuando lo juzgue
conveniente.
7 Verificación
En este apartado se exponen una serie de criterios de control que se
deben cumplir. Estos criterios son:
218
Verificaciones geométricas: sirven para evitar que los errores
geométricos, superen los valores admisibles, garantizando en la
instalación un grado de precisión suficiente. Los valores definidos para
cada elemento se indican figurando el número de serie del mismo, demás
datos identificativos y firma del responsable del control del elemento.
Pruebas prácticas: buscan asegurar el funcionamiento y un
comportamiento adecuado por parte de las máquinas mediante su
funcionamiento durante un cierto tiempo con piezas de chatarra lo
suficientemente representativas, para obtener resultados concluyentes.
8 Recepción definitiva
Una vez concluido el plazo de garantía se realizará la recepción
definitiva del conjunto de trabajos recibidos provisionalmente de la misma
forma que la precisada en apartados anteriores.
219
Capítulo 6 GARANTÍAS
1 Garantías de buena ejecución
El Adjudicatario garantizará a la Propiedad la buena ejecución de las
obras según lo definido en el proyecto y el resto de documentos
contractuales, comprometiéndose a reponer los materiales defectuosos, así
como a reponer a su cargo todos los trabajos que por derecho de material,
mano de obra, proyecto o mala concepción de los trabajos, se valoren
como defectuosos durante el período de garantía, o que no superen los
requisitos en las pruebas a las que sean sometidos.
2 Plazo de garantía
Este será fijado en el contrato de adjudicación y no podrá superar la
duración de un año a partir de la fecha de recepción provisional. Durante
este plazo, el Adjudicatario es el responsable de la conservación del
trabajo sin prejuicio de las acciones de garantía que pudieran resultar .del
contrato o de la aplicación del derecho común en provecho de la
Propiedad. Esto se realizará a su costa.
Los deterioros que no tengan su origen en la mala calidad de los
materiales, en la mala ejecución de los trabajos, o en falta alguna por parte
220
del Adjudicatario, serán reparados por este a petición escrita y a cargo de
la Propiedad.
Una vez realizada la recepción definitiva el Adjudicatario quedará
sometido a las obligaciones del derecho común.
3 Retención de garantía
Para asegurar la garantía del Adjudicatario, se efectuará sobre cada
pago una retención como garantía que podrá alcanzar un valor máximo
del cinco por ciento importe de la certificación.
En caso de considerarse que la retención del cinco por ciento excede la
proporción necesaria para la garantía del contrato, el contrato de
adjudicación podrá señalar la aplicación de un porcentaje de retención
menor, o bien podrá señalar un máximo de garantía a partir del cual y en
caso de que no disminuya, no se efectuarán más retenciones en concepto
de garantía.
En caso de aceptarlo la Propiedad, la retención de garantía podrá ser
reemplazada por un aval proporcionado por un banco que sea aceptado
por la Propiedad. En este caso el Adjudicatario y la Propiedad
determinarán de común acuerdo las condiciones y modalidades que
pudiesen derivarse de esta sustitución.
221
Si durante el transcurso del plazo, el Adjudicatario no atendiese sus
obligaciones de reponer o rehacer los trabajos contenidos en el contrato
según lo descrito en los apartados referidos a la garantía de buena
ejecución y al plazo de garantía, produciéndose un claro perjuicio para la
Propiedad, ésta podrá arremeter definitivamente o ejecutar la garantía, sin
que esto elimine o reduzca la responsabilidad del Adjudicatario y de las
acciones legales que pudiesen producirse contra él.
222
Capítulo 7 JURISDICCIÓN
1 Cláusula compromisario
La resolución de todas las divergencias, controversias o discrepancias a
que pudieran derivarse de la interpretación y la ejecución del contrato,
serán sometidas a juicio arbitral de derecho privado de común acuerdo
entre la Propiedad y el Adjudicatario del contrato.
Los árbitros resolverán sobre los puntos concretos que se sometan a su
decisión en la correspondiente escritura notarial de formalización del
compromiso, y dentro del plazo que en la misma se señale. La escritura de
formalización del compromiso se otorgará ante un notario.
Los honorarios de los árbitros serán sufragados a partes iguales entre el
Adjudicatario y la Propiedad.
Contra el laudo emitido por los árbitros, con arreglo a su leal saber y
entender, únicamente cabrá recurso de nulidad ante la Sala del Tribunal
Supremo.
223
Parte VII PLIEGO DE
CONDICIONES TÉCNICAS Y
PARTICULARES
224
Parte II Pliego de condiciones técnicas y particulares
223
Capítulo 1 Objeto ....................................................... 230
Capítulo 2 Partes implicadas ...................................... 231
Capítulo 3 Especificaciones técnicas generales de
recepción 232
1 Disposiciones generales ................................................................. 232
1.1 Introducción........................................................................................................... 232
1.2 Compras ................................................................................................................. 233
1.2.1 Generalidades ................................................................................................ 233
1.2.2 Evaluación de subcontratistas ..................................................................... 233
1.2.3 Datos necesarios en las compras ................................................................. 235
1.2.4 . Identificación y especificaciones del producto ........................................ 235
1.2.5 . Verificación en origen de los productos comprados .............................. 236
1.3 Inspección y ensayos ............................................................................................ 236
1.3.1 Generalidades ................................................................................................ 236
1.3.2 . Inspección y ensayos en la recepción ....................................................... 236
1.3.3 . Registros de inspección y ensayo .............................................................. 237
1.3.4 . Control de los equipos de inspección, medida y ensayo ....................... 238
1.3.4.1 Generalidades ........................................................................................ 238
1.3.4.2 Procedimientos de control .................................................................... 238
1.3.5 Estado de inspección y ensayos .................................................................. 240
1.4 Control de productos no conformes ................................................................... 241
1.4.1 Generalidades ................................................................................................ 241
1.4.2 Examen y tratamiento de los productos no conformes ............................ 241
225
2 Especificaciones de calidad............................................................ 243
2.1 Fabricación del acero ............................................................................................ 244
2.1.1 Refinado del hierro ....................................................................................... 245
2.1.2 Producción del acero..................................................................................... 247
2.1.2.1 Proceso de crisol abierto ....................................................................... 247
2.1.2.2 Proceso básico de oxígeno .................................................................... 248
2.1.2.3 Horno de arco eléctrico ......................................................................... 249
2.1.3 Procesos de acabado ..................................................................................... 250
3 Tratamientos térmicos..................................................................... 252
3.1 Tratamiento térmico de calidad .......................................................................... 252
3.2 Tratamiento térmico de reducción de tensiones ............................................... 252
3.3 Registro de los tratamientos térmicos ................................................................ 252
3.4 Pinturas .................................................................................................................. 252
3.4.1 Pinturas al agua ............................................................................................. 254
3.4.1.1 Pinturas al temple .................................................................................. 254
3.4.1.2 Pinturas al cemento ............................................................................... 254
3.4.1.3 Pinturas a la cal ...................................................................................... 255
3.4.1.4 Pinturas al silicato ................................................................................. 255
3.4.1.5 Pintura plástica ...................................................................................... 256
3.4.2 Pinturas al óleo .............................................................................................. 256
3.4.2.1 Pinturas al aceite .................................................................................... 256
3.4.2.2 Esmalte graso ......................................................................................... 257
3.4.2.3 Esmalte sintético .................................................................................... 257
3.4.3 Pinturas de resinas ........................................................................................ 258
3.4.3.1 Pinturas al clorocaucho ......................................................................... 258
3.4.3.2 Resina epoxi ........................................................................................... 258
226
3.4.3.3 Pintura de poliuretano .......................................................................... 259
3.4.4 Pintura ignífuga e intumescente ................................................................. 260
3.4.5 Pintura nitrocelulósica .................................................................................. 260
3.4.6 Pintura bituminosa........................................................................................ 260
3.4.7 Siliconas .......................................................................................................... 261
3.4.8 Pintura de aluminio ...................................................................................... 261
3.4.9 Martelé ............................................................................................................ 262
3.4.10 Pinturas elegidas para la central de Navacerrada .................................. 262
3.5 Eliminación de defectos ....................................................................................... 263
3.5.1 . Consideraciones generales ......................................................................... 263
3.5.2 Defectos detectados en la fundición ........................................................... 265
3.5.3 Defectos detectados en los talleres del constructor .................................. 265
3.5.4 Defectos detectados en las instalaciones del cliente ................................. 266
3.6 Garantía .................................................................................................................. 267
Capítulo 4 Verificaciones a efectuar ........................... 270
1 Verificación de la composición química de la colada ............... 270
2 Verificación de las características mecánicas ............................. 271
2.1 Características a controlar en los ensayos .......................................................... 271
2.2 Extracción de las probetas ................................................................................... 271
2.3 Cantidad, posición y dimensiones de los apéndices ........................................ 272
2.4 Instrumentación .................................................................................................... 273
3 Exámenes no destructivos .............................................................. 273
3.1 Control de aspecto de las piezas ......................................................................... 273
3.2 Control de sanidad ............................................................................................... 276
3.3 Control de la estanqueidad bajo presión ........................................................... 277
227
4 Controles dimensionales ................................................................ 277
4.1 En la fase de entrega por el suministrador ........................................................ 277
4.2 En la fase de entrega por el constructor ............................................................. 278
5 Especificación técnica de control por líquidos penetrantes .... 278
5.1 Objeto y campo de aplicación ............................................................................. 278
5.2 Preparación de las superficies ............................................................................. 279
5.3 Condiciones realización del ensayo.................................................................... 280
5.3.1 Temperatura................................................................................................... 280
5.3.2 Iluminación .................................................................................................... 281
5.3.3 Materiales de trabajo ..................................................................................... 281
5.3.4 Procedimiento ................................................................................................ 282
5.3.5 Interpretación de los resultados obtenidos ................................................ 284
5.3.6 Criterios de aceptación ................................................................................. 286
5.3.7 Informe del control ....................................................................................... 288
6 Especificación técnica de control mediante partículas
magnéticas ..................................................................................................... 288
6.1 Objeto y campo de aplicación ............................................................................. 288
6.2 Preparación de las superficies ............................................................................. 289
6.3 Creación del campo magnético ........................................................................... 290
6.3.1 Procedimiento de magnetización ................................................................ 290
6.3.2 Intensidad de campo magnético ................................................................. 290
6.4 Producción de la imagen magnética................................................................... 292
6.5 Modo de operar ..................................................................................................... 293
6.6 Interpretación de los resultados .......................................................................... 295
6.7 Criterios de aceptación ......................................................................................... 296
6.8 Informe del control ............................................................................................... 298
228
7 Especificación técnica de control por ultrasonidos ................... 299
7.1 Objeto y campo de aplicación ............................................................................. 299
7.2 Observaciones preliminares ................................................................................ 300
7.3 Condiciones de operación .................................................................................... 301
7.4 Modo de operación ............................................................................................... 304
7.5 Criterios de aceptación ......................................................................................... 309
7.6 Informe del control ............................................................................................... 313
8 Especificación técnica de control por radiografía ...................... 314
8.1 Objeto y campo de aplicación ............................................................................. 314
8.2 Preparación de la superficie ................................................................................ 315
8.3 Fuentes de radiación ............................................................................................. 315
8.4 Películas radiográficas .......................................................................................... 315
8.5 Identificación de las radiografías ........................................................................ 317
8.6 Distancia foco película.......................................................................................... 317
8.7 Calidad de las radiografías .................................................................................. 318
8.8 Interpretación de las películas ............................................................................. 320
8.9 Informe del control ............................................................................................... 320
Capítulo 5 Tratamientos de protección contra la
corrosión 322
1 Procedimiento ................................................................................... 322
2 Normas, aparatos y pinturas a utilizar ......................................... 324
2.1 Superficies en contacto con agua ........................................................................ 324
2.2 Superficies en contacto con aceite ....................................................................... 325
2.3 Superficies en contacto con el ambiente ............................................................ 326
2.4 Superficies mecanizadas ...................................................................................... 327
229
2.5 Superficies en contacto con hormigón E ............................................................ 327
Capítulo 6 Controles a realizar en cada pieza ............. 328
1 Controles en la cámara en espiral ................................................. 328
2 Controles en el rodete ..................................................................... 330
3 Controles en el eje ........................................................................... 332
230
Capítulo 1 OBJETO
Este documento tiene como objetivo definir inequívocamente las
condiciones técnicas y particulares en la adquisición de cualquier pieza
fabricada en acero que forme parte de la maquinaria hidráulica y las
condiciones que ha de reunir para estar dentro de los requerimientos
exigibles en el presente proyecto.
Para conseguir esto, se deben definir los métodos de control, los
procedimientos, la interpretación de resultados, los criterios de aceptación
y los documentos, informes y registros necesarios para los controles de
recepción o los realizados durante la fabricación en los talleres del
suministrador o del constructor.
231
Capítulo 2 PARTES IMPLICADAS
Se empleará la siguiente terminología para referirse a las diferentes
partes implicadas en el desarrollo del presente proyecto:
Suministrador es el que se ocupa de la fabricación y entrega de las
piezas conformadas por moldeo, mecanizado, o cualquier otro método de
fabricación.
Estas piezas son las subcontratadas por el constructor como elementos a
partir de los que desarrollará sus propios productos.
Constructor es el poseedor del contrato (o el representante del mismo).
Es el encargado del diseño, fabricación e instalación de la maquinaria y
equipamiento hidráulico.
Cliente es el comprador de la máquina hidráulica y el resto del
equipamiento para ser puesto en servicio en sus instalaciones (o el
representante del mismo).
En cuanto a los medios de control, su puesta en ejecución, o los
resultados obtenidos, la opinión dada por el constructor será
preponderante.
232
Capítulo 3 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
GENERALES DE RECEPCIÓN
1 Disposiciones generales
1.1 Introducción
Las actividades relacionadas con la compra y recepción del producto
seguirán las condiciones que establece la norma ISO 9001 con la condición
de que exista alguna certificación realizada por un organismo acreditado
por ENAC (Entidad Nacional de Acreditación). En caso de no existir esta
certificación, el cumplimiento de las condiciones establecidas por la norma
en cuanto a las actividades señaladas no será obligatorio, aunque sí
recomendable. Por esta razón, se incluirán como parte integrante del
Pliego de Condiciones un extracto de los puntos más interesantes de la
norma en lo relativo a compras y recepción de productos, al ser la
aplicación de estos muy aconsejable.
Téngase en cuenta que el cumplimiento de los puntos establecidos en el
Pliego de Condiciones no garantiza la conformidad del producto
adquirido con los requisitos definidos en la norma ISO 9001, a menos que
el producto (ya sea una empresa, un proceso, un producto o un
233
determinado servicio del suministrador) esté certificado por una entidad
de certificación acreditada.
1.2 Compras
1.2.1 Generalidades
Se establecerán y se conservarán procedimientos documentados para
asegurar que los materiales comprados satisfacen los requerimientos
especificados.
1.2.2 Evaluación de subcontratistas
Por un lado, se procederá a la evaluación y selección de los posibles
subcontratistas teniendo en cuenta su sistema de calidad y los requisitos
aplicables a cada uno de ellos.
Se deberán definir los tipos de subcontratistas y los controles a efectuar
sobre los mismos, asimismo, se establecerán y mantendrán registros de los
subcontratistas que resulten aceptables.
Para aquellas compras de tipo repetitivo, puede ser útil elaborar una
lista de proveedores y subcontratistas aprobados, el departamento de
compras se ceñirá a ella a la hora de realizar las compras anteriormente
mencionadas. Deberá estar claramente definida la responsabilidad interna
para la aprobación de esta lista, así como los criterios a seguir para la
incorporación de un proveedor a la lista y para su mantenimiento o
exclusión de la misma, esto es, la evaluación y el seguimiento del mismo.
234
El suministrador deberá demostrar de forma fehaciente su aptitud para
el desempeño de todas las actividades concretadas en las especificaciones
de calidad que adjunte a la oferta que realice al constructor. Debe tener la
capacidad técnica y de aseguramiento de la calidad de los suministros
adecuadas.
La capacidad técnica deberá mostrarse con aprobación de prototipos o
primeras piezas, mientras que la capacidad de aseguramiento de la
calidad vendrá dada por auditorias de calidad, certificaciones externas
ostentadas por éste, experiencia histórica u otras formas que se consideren
adecuadas.
En las especificaciones de calidad podrán incluirse el diseño de los
productos, su fabricación, instalación, el servicio posventa que se preste,
así como la inspección y el ensayo de los mismos antes de que ser
suministrados.
En general, el suministrador deberá poseer las instalaciones técnicas
necesarias y otras capacidades que serán detalladas en las especificaciones
de calidad. Entre estas figuran habitualmente por ser comunes en la
fundición de piezas de acero para máquinas hidráulicas, las siguientes:
Conocimiento adecuado de la metalurgia de su acero.
Conocimiento adecuado de los procesos de conformado que se
realizarán en sus instalaciones, entre ellas figuran el moldeo, forjado,
235
mecanizado, y las que se consideren necesarias para la fabricación de
piezas pertenecientes a maquinaria hidráulica.
Conocimiento adecuado de los tratamientos térmicos que pudieran ser
necesarios y de los electrodos que pudieran necesitarse.
Soldadores de cualificación suficiente para el trabajo a realizar
Medios y personal adecuados para la realización de ensayos no
destructivos a las piezas que se vayan a suministrar.
1.2.3 Datos necesarios en las compras
Para conseguir garantizar en todo momento la correcta identificación de
los productos comprados será necesario contar por lo menos con:
Identificación, incluyendo tipo, clase, grado y aquello que se considere
necesario.
Especificación, plano, etc… indicando la revisión a la que pertenezca.
Sistema de calidad empleado, como ISO 9001, ISO 9002, ISO 9003, etc...
en el caso de que esto sea necesario.
1.2.4 . Identificación y especificaciones del producto
Si procede, se establecerá y mantendrá un procedimiento que permita
identificar el producto a partir de las especificaciones que deba cumplir,
durante la totalidad de las etapas de la fabricación de este y su entrega.
Las características mínimas de los productos serán establecidas por la
236
empresa en función de sus criterios y las exigencias indicadas en las
especificaciones de calidad.
1.2.5 . Verificación en origen de los productos comprados
La verificación en origen de los productos comprados podrá ser
realizada de dos maneras diferentes:
Puede ser llevada a cabo por el proveedor, esto es, el suministrador
cuando provee al constructor y este último cuando provee al cliente.
Puede ser llevada a cabo por el cliente, o sea, aquel que realiza la
compra.
En los casos antes mencionados, implicará que la inspección será
llevada cabo por el constructor o el cliente.
1.3 Inspección y ensayos
1.3.1 Generalidades
Se establecerán y mantendrán procedimientos documentados para las
inspecciones y ensayos que se requieran para comprobar que los
productos cumplen las especificaciones de calidad referidas a ellos.
1.3.2 . Inspección y ensayos en la recepción
En la recepción de suministros habrán de seguirse una serie de
indicaciones genéricas, entre las que figuran el no emplear productos que
237
no se hayan sometido a las inspecciones y ensayos previstos en las
especificaciones de calidad para los mismos.
Para determinar la cantidad y tipo de inspección y ensayo debe tenerse
en cuenta el control ejercido en origen y la evidencia que exista de ello.
Si por necesidades de fabricación es imprescindible el empleo de
materiales sin inspeccionar, debe identificarse por si es necesario
repescarlo.
Los ensayos de recepción en la Fundición están definidos por la
"Especificación de Calidad". Entre lo que se puede incluir figura la
verificación de la composición química, de las características mecánicas,
así como los ensayos no destructivos que fuesen necesarios. Estos ensayos
serán efectuados por el suministrador en presencia del constructor o
cliente (o ambos) si así ha sido requerido previamente en el pedido
realizado. En el caso de que el suministrador deba cumplir el requisito
anterior, deberá avisar por escrito al constructor con un plazo mínimo de
una semana antes de la fecha en que los ensayos vayan a ser realizados. El
constructor deberá confirmar al suministrador la fecha de su llegada y la
de su cliente (o la de ambos si así fuera) a los talleres del suministrador.
1.3.3 . Registros de inspección y ensayo
Se deben definir y conservar los registros que prueben que los
productos han sido inspeccionados y ensayados. En estos deberá figurar
238
obligatoriamente el hecho de que los productos hayan superado o no los
criterios de aceptación que se hubiesen establecido.
1.3.4 . Control de los equipos de inspección, medida y ensayo
1.3.4.1 Generalidades
Se deberán establecer y mantener procedimientos documentados para
controlar, calibrar y mantener los equipos de inspección, medición y
ensayo que se empleen para demostrar la conformidad del producto
según las especificaciones que deba cumplir el mismo. La incertidumbre
de estos equipos debe ser conocida y adecuada con las necesidades de
medida que deba realizar.
1.3.4.2 Procedimientos de control
Para controlar las especificaciones de los productos se procederá en
primer lugar a determinar las medidas a tomar y la incertidumbre
requerida en las mismas. Se identificarán y calibrarán los equipos
periódicamente o al menos antes de su uso, utilizando patrones que sigan
los estándares internacionales.
Los diversos equipos de inspección, medida y ensayo deberán ser
calibrados según un procedimiento escrito, además, llevarán un indicador
del estado de calibración de los mismos y se mantendrán los registros de
calibración.
239
Si se detecta que un instrumento no está bien calibrado, se investigarán
las medidas realizadas anteriormente por el mismo. Se asegurará que las
condiciones ambientales son adecuadas para la calibración o la realización
de medidas por el mismo. La manipulación, preservación y almacenaje de
los equipos será la adecuada para los mismos y se protegerán los mandos
de ajuste de estos.
Si no se está totalmente seguro de que las indicaciones de los aparatos
de medida son correctas se podrían provocar problemas importantes, por
lo que no se deberán tomar decisiones basadas en estas medidas
realizadas sin seguridad. Por esto se establecerá un sistema de
confirmación meteorológica que confirme el estado de calibración de los
instrumentos utilizados y que permitirán que las medidas tengan una
calidad adecuada.
El fabricante del equipo recomienda un intervalo en los manuales y los
laboratorios de calibración pueden recomendar en base a' su experiencia.
Sin embargo, la responsabilidad para fijar el intervalo entre calibraciones
recae sobre la empresa, quien la fija en base a las recomendaciones
anteriores, el uso previsto y el histórico de calibraciones anteriores.
No es preciso tener calibrados aquellos equipos pasa los que no se
prevea su utilización en un futuro ya que el período de validez de la
calibración los superaría de forma improductiva. Pero estos equipos
deberán estar identificados para impedir su uso por error.
240
Cuando se cuente con un conjunto de dos o más equipos iguales o
similares, puede ser útil la adquisición de patrones de transferencia y
realizar las calibraciones internamente.
Naturalmente, este patrón será preciso enviarlo periódicamente a un
laboratorio externo a calibrar. No es preciso que los laboratorios de
calibración externos tengan un reconocimiento oficial (en España RELE
calibración, antes Sistema de Calibración Industrial). En caso de que el
laboratorio externo no poseyera un reconocimiento oficial, será necesario
comprobar que sus patrones son compatibles con los estándares
internacionales y que sus procedimientos de calibración son adecuados. El
método de cálculo de la incertidumbre de la medida responde a la buena
práctica, el laboratorio cuenta con medios y condiciones adecuadas, y su
personal cuenta con la formación necesaria.
1.3.5 Estado de inspección y ensayos
Es preciso señalar de manera precisa el estado de inspección y ensayos
en el que se encuentren los distintos productos, podrán ser aceptados,
rechazados y pendientes.
Esto se debe a que si esto no fuera posible no tendrá sentido la
realización de muchas de las medidas que se han expuesto. La
señalización del estado de inspección de los productos se puede efectuar
mediante distintos procedimientos, como:
241
Marcas.
Estampillas autorizadas.
Etiquetas.
Hojas de ruta.
Registros de inspección de las zonas señalizadas.
También se podrá utilizar cualquier medio que se juzgue adecuado
para indicar la conformidad (o no) de los productos respecto a las
especificaciones que se esperan de ellos.
1.4 Control de productos no conformes
1.4.1 Generalidades
Estos productos que no satisfacen los requerimientos indicados en la
"Especificación de Calidad" no deben ser utilizados por error, para
conseguir esto se establecerán y mantendrán procedimientos
documentados adecuados. Para ello, se incluirán su identificación,
documentación, evaluación, separación y las áreas afectadas de estos
productos.
1.4.2 Examen y tratamiento de los productos no conformes
Se deberá fijar previamente la responsabilidad de la revisión de estos
productos y la autoridad para elegir el tratamiento que se les dará, que
podrá ser:
242
Reprocesarlos hasta alcanzar los requerimientos especificados para los
mismos.
Repararlos.
Aceptarlos en su estado no conforme.
Destinarlos para otros usos en los que sean adecuados.
Eliminarlos.
Una vez que se ha detectado un material no conforme es preciso
proceder a su identificación, separación y tomar una decisión sobre lo que
se vaya a hacer con el mismo.
En esto último, será necesario que esté claramente especificado quién es
el encargado en la organización de tomar esta decisión. Cuando la no
conformidad afecte además de a los requisitos internos, a los requisitos
contractuales, se deberá informar al cliente y solicitar su aprobación
formal respecto a la decisión que se tome. La concesión es una
autorización escrita para utilizar o entregar el producto no conforme con
los requisitos especificados para el mismo, pudiéndose emplear para otros
usos en los que sea adecuado.
El suministrador es responsable respecto al constructor y este para con
el cliente de comunicar a tiempo todas las no conformidades respecto al
Pliego de Condiciones y al pedido.
243
2 Especificaciones de calidad
La "Especificación de Calidad" es un documento donde se establecen
todos los requerimientos que han de cumplir los productos, procesos,
condiciones de ensayos, y aquello que se considere también necesario. La
"Especificación de calidad" no establece cuáles han de ser las inspecciones
o ensayos a realizar en los productos.
Los criterios de aceptación podrán servir de orientación para la elección
de las exigencias industrialmente razonables. La selección de las
inspecciones
o ensayos es competencia y responsabilidad de la empresa y de acuerdo
con lo establecido por los reglamentos aplicables, los cuales pueden exigir
unas inspecciones o ensayos encaminados a la "demostración de la
calidad".
La "Especificación de calidad" sí establece las condiciones que tienen
que cumplir esas inspecciones o ensayos para que sean fiables y otros
requerimientos generales o relacionados con las operaciones de
fabricación y control de los productos. Entre ellas figuran:
El o los organismos encargados de la recepción.
Las prescripciones encaminadas a la verificación de propiedades
químicas y mecánicas de los productos.
La preparación de las superficies a inspeccionar y cuales serán estas.
244
Cómo se extrapolan los resultados de un control parcial a toda la zona
prescrita.
Dónde se realizarán las inspecciones, así como el personal y la
instrumentación necesarios para tal fin.
Los criterios de aceptación a emplear, así como posibles desviaciones.
Se define a estas como autorizaciones escritas para desviarse de los
requisitos especificados.
Formas de actuación en caso de litigio.
Derogaciones, esto es, autorizaciones escritas para utilizar o entregar
productos no conformes con los requisitos que se hayan especificado para
los mismos.
Condiciones particulares de garantía.
Las especificaciones de calidad se deberán adjuntar con la oferta del
constructor al cliente, con las peticiones de oferta del constructor al
suministrador y con el pedido del constructor al suministrador. Estas
especificaciones de calidad prevalecerán sobre el resto de documentos.
2.1 Fabricación del acero
El acero es el material que se va a emplear mayoritariamente en la
construcción de la central minihidráulica de este proyecto.
245
2.1.1 Refinado del hierro
La producción moderna del acero emplea altos hornos, que son
modelos
perfeccionados de los usados antiguamente. Se introducen en ellos los
materiales básicos del acero, que son mineral de hierro, coque y caliza.
El coque arde para dar calor en el horno, y al hacerlo produce
monóxido
de carbono, que se combinará con los óxidos de hierro del mineral y
reducirá
hierro metálico.
La caliza se emplea como fuente adicional de monóxido de carbono y
como sustancia fundente. Se combina con el sílice presente en el mineral
de hierro para formar silicato de calcio. Esta combinación es la que impide
que se forme silicato de hierro, con lo que se perdería el hierro metálico
que se quiere conseguir.
Posteriormente, el silicato de calcio y otras impurezas forman una
escoria que flota sobre el metal fundido, de manera que se puede retirar
fácilmente.
El arrabio que se produce en los hornos es en un porcentaje mayor del
90% hierro fundido, un 34% de carbono, un 0,53% de silicio, un 0,52,5% de
manganeso, un 0,042% de fósforo y partículas de azufre.
246
Un alto horno típico está formado por una cápsula cilíndrica de acero
forrada con material no metálico, normalmente cerámico, que resiste el
calor. El material cerámico puede ser asbesto o ladrillos refractarios. El
diámetro de la cápsula tiene su máximo a aproximadamente una cuarta
parte de su altura total, disminuyendo hacia arriba y hacia abajo.
Tiene varias aberturas tubulares llamadas toberas, por la que se fuerza
el paso del aire. En su parte inferior hay un orificio que permite retirar el
contenido del alto horno, y sobre éste, bajo las toberas, otro orificio por el
que se retira la escoria.
Deberá haber unos respiraderos en la parte superior para retirar los
gases de escape.
Los altos hornos funcionan de forma continua. Se cargan de materia
prima periódicamente y también la escoria es retirada en intervalos
regulares. El hierro es sangrado cinco veces al día y llevado a la fábrica
siderúrgica.
La presurización de los hornos a 1,7 atmósferas o más permiten una
mejor combustión del coque y mejoran la producción. Dicha producción
también se ve mejorada si se enriquece el aire con oxígeno.
Aunque casi todo el acero del mundo es fabricado en altos hornos,
existen otros métodos de refinado que no han tenido demasiado éxito,
como el denominado método directo para producir el hierro a partir del
mineral, sin producir arrabio. Se emplea un horno de calcinación rotatorio
247
a una temperatura de 950ºC, en el que el coque desprende monóxido de
carbono que reduce los óxidos metálicos de una pureza mucho mayor que
la obtenida en los altos hornos.
2.1.2 Producción del acero
2.1.2.1 Proceso de crisol abierto
Una de las dificultades principales en la producción del acero es su
elevado punto de fusión, que ronda los 1.400 ºC, que impide el empleo de
combustibles y hornos convencionales. Para ello de desarrollaron los
hornos de crisol abierto, que consiguen altas temperaturas gracias al
precalentado regenerativo del aire y del combustible gaseoso empleados
para la combustión.
El precalentado regenerativo consiste en hacer pasar los gases de escape
del horno por una serie de cámaras de ladrillos a las que ceden gran parte
de su calor. Después se invierte el sentido del flujo y el combustible y los
gases pasan a través de estas cámaras. Gracias a este método se consiguen
alcanzar temperaturas de 1.600 ºC.
Los hornos se cargan con una mezcla de arrabio, chatarra y mineral de
hierro, junto con caliza y fluorita para hacer que la escoria sea más fluida.
Químicamente, el proceso consiste en la reducción del contenido de
carbono de la carga y la eliminación de impurezas como fósforo,
manganeso y azufre, que se combinan y forman las escorias. Se mantiene
248
el horno a 1.500 ó 1.600 ºC durante el tiempo necesario hasta que el
contenido en carbono es el correcto, momento en el que se sangra el horno
a través de un orificio.
El acero fundido fluye por un canal corto hasta una gran cuchara
situada a ras del suelo. Desde la cuchara se vierte en moldes de hierro
colado para formar lingotes, que constituyen la materia prima para todas
las formas de fabricación con acero, y cuyo peso es de tres toneladas.
2.1.2.2 Proceso básico de oxígeno
El proceso Bessemer es el método más antiguo para fabricar grandes
cantidades de acero.
Se empleaba un horno de gran altura que podía bascular para realizar
la carga del metal y su vertido posterior. Se hacían pasar grandes
cantidades de aire a través del metal fundido, de forma que el oxígeno se
combinaba con las impurezas y las eliminaba.
El proceso básico de oxígeno constituye la mejora del proceso anterior,
dado que emplea oxígeno casi puro a alta presión, introducido mediante
una lanza que desciende en el horno sobre el metal fundido, colocándose a
una profundidad de unos 2 m e inyectando oxígeno a velocidades
supersónicas.
249
Las impurezas del arrabio se queman con rapidez y se transforma en
acero.
2.1.2.3 Horno de arco eléctrico
Se emplean este tipo de hornos cuando se requiere acero de mayor
pureza, como aceros inoxidables y aleados.
El refinado se produce en una cámara hermética, donde todas las
condiciones son controladas de forma rigurosa mediante dispositivos
automáticos.
Una vez cargado el horno se hacen descender unos electrodos hasta la
superficie del metal, formándose un arco eléctrico desde el electrodo hasta
el metal. La resistencia del metal produce calor, que es el responsable de
hacer que se lleve a cabo la fusión con rapidez.
En las primeras fases de este refinado se inyecta oxígeno de alta pureza
a través de una lanza, lo que aumenta la temperatura del horno y
disminuye el tiempo necesario para producir el acero. La cantidad de
oxígeno también es controlada.
El acero para la central de Valmayor será fabricado preferentemente en
hornos de tipo eléctrico, si bien cualquier otro procedimiento del que se
obtenga un acero con propiedades equivalentes podrá ser utilizado con el
consentimiento del constructor.
250
2.1.3 Procesos de acabado
Para conseguir la gran variedad de formas en las que se vende el acero,
las industrias siderúrgicas emplean una serie de métodos que permiten
transformar los lingotes, además de darles unas mejores estructuras
cristalinas y en general una mejor resistencia.
El método más utilizado es el laminado en caliente, que consiste en
hacer pasar el acero a través de una serie de rodillos cada vez más
próximos entre si, hasta que se consigue el espesor deseado.
El primer par de rodillos es el conocido como el tren de desbaste o de
eliminación de impurezas. Después se hace pasar por los trenes de
laminado en bruto y de acabado, que le dan la sección transversal correcta.
Se pueden conseguir gran cantidad de perfiles, desde raíles de ferrocarril
hasta perfiles de vigas.
Los rodillos de bordes se encargan de mantener la anchura de la
lámina. Son unos rodillos verticales situados en los laterales del tren de
laminación.
Los aparatos de decapado eliminan mecánicamente la costra que se
forma en la superficie de la lámina.
Para fabricar tubos, la opción más económica es doblar una tira de
chapa y soldar sus bordes.
Clasificación de los aceros
251
• Aceros al carbono:
Diversas cantidades de carbono, menos del 1,65% de manganeso, el 0,6%
de silicio y el 0,6% de cobre. Se construyen con acero al carbono máquinas,
carrocerías de automóvil, estructuras de construcción, buques, etc.
• Aceros aleados:
Contienen una cierta cantidad de molibdeno, vanadio y otros elementos,
además de mayores cantidades de manganeso, silicio y cobre que en los
aceros al carbono. Se emplean para fabricar engranajes, ejes de motores,
patines o cuchillos de corte. Aceros de baja aleación ultra resistentes: De
porcentajes de aleantes menores, se emplean para usos que requieren
mayores resistencias que las que proporcionarían los aceros al carbono.
• Aceros inoxidables:
Contienen cromo, níquel y otros elementos que les hace resistentes a la
corrosión. Tienen elevadas durezas y resistencias, en función de sus
aleantes.
Se emplean con fines decorativos dada su superficie brillante. También
en conductos de refinerías o plantas químicas, fuselajes de aviones,
industria alimenticia, etc.
• Aceros para herramientas:
252
Empleados para condiciones en las que se requieren una resistencia
muy elevada, como herramientas, cabezales de corte, etc. Contienen
molibdeno y volframio, junto con otros elementos de aleación.
3 Tratamientos térmicos
3.1 Tratamiento térmico de calidad
La elección del tratamiento térmico de calidad corresponde al
suministrador.
3.2 Tratamiento térmico de reducción de tensiones
Después de la soldadura debe efectuarse un tratamiento térmico de
reducción de tensiones en el horno. El modo en el que se realice este
tratamiento podrá ser objeto de un acuerdo entre el suministrador y el
constructor.
3.3 Registro de los tratamientos térmicos
Los ciclos de tratamiento térmico aplicados al acero han de estar
registrados y los gráficos correspondientes a ellos, disponibles en los
talleres del suministrador.
3.4 Pinturas
Las pinturas se definen como mezclas más o menos viscosas aplicadas
por inmersión, proyección o extensión en capas sobre una superficie. Al
253
secarse da una película elástica y adherente que protege y colorea la
superficie sobre la que se aplica.
Una buena pintura debe presentar una buena resistencia a los agentes
agresivos a los que esté expuesta, una buena adherencia y no debe
reaccionar
con su soporte. También debe ser estable frente al calor.
Las pinturas están formadas por cinco componentes principales:
-Aglutinante:
Elemento que le da a la pintura resistencia y durabilidad. Puede ser
sólido o líquido. Forma la película que se adhiere a la base y la protege.
Su origen puede ser mineral (yeso o cemento) u orgánico (ceras y
parafinas).
-Disolvente:
Parte volátil del compuesto que posibilita la dispersión o disolución del
aglutinante. Entre los disolventes empleados se encuentra el agua,
aguarrás, alcohol, acetona y benceno.
-Secantes:
Añadidos a la pintura favorecen la oxidación. Litargirio y óxidos de
manganeso, cobalto y cobre.
-Pigmentos:
254
Encargados de otorgar tonalidades a la pintura, de origen natural o
artificial.
-Estabilizadores:
Aumentan el volumen o la viscosidad y son neutros frente a los demás
componentes. Carbonato cálcico, caolín, mica y polvos de talco.
A continuación se muestra una relación de los diferentes tipos de
pintura existentes en el mercado.
3.4.1 Pinturas al agua
3.4.1.1 Pinturas al temple
Emplean como aglutinante colas celulósicas o amiláceas y como
pigmentos el yeso y el carbonato cálcico.
Pintura barata, porosa y de aspecto mate. Resiste muy poco al agua y a
los lavados y al repintarse es necesario eliminar las capas anteriores.
Se aplica en interiores sobre yeso o cemento, aplicando brocha, rodillo
de lana o proyectando con pistola.
3.4.1.2 Pinturas al cemento
El aglutinante es cemento blanco y los pigmentos resisten la alcalinidad.
Se vende como polvo coloreado que hay que mezclar con agua.
255
Es una pintura absorbente y resistente a la intemperie, por lo que se
emplea en exteriores sobre cemento o ladrillo, materiales que deben ser
ásperos para permitir la adherencia.
Se aplica con brocha, rodillo o pulverizada
3.4.1.3 Pinturas a la cal
Se emplea cal apagada como ligante y pigmento blanco, presentando un
acabado mate.
Se endurece con el tiempo, por lo que la humedad favorece la
carbonatación, y presenta una buena adherencia sobre superficies ásperas,
mientras que no se debe aplicar sobre metales o madera. En caso de tener
que repintar las capas deberán ser muy gruesas, lo que puede llevar a
problemas de cuarteamiento.
El material es barato pero se necesita mano de obra especializada. La
aplicación se realiza mediante brocha, rodillo o pulverización.
3.4.1.4 Pinturas al silicato
Emplean como ligante una disolución acuosa de silicato de potasa o
sosa y como pigmentos, el blanco de zinc y otros elementos minerales que
resisten la alcalinidad.
Se trata de una pintura muy resistente a la intemperie y a la alcalinidad
del cemento, con propiedades absorbentes y de acabado mate.
256
Es una pintura barata y de aplicación que requiere mano de obra
especializada, al igual que la pintura a la cal. El pigmento y el aglutinante
deben transportarse por separado.
Resulta muy adherente en el vidrio y el metal galvanizado, por lo que al
aplicarla estas superficies deben estar bien tapadas. Además deberán
protegerse los ojos y la piel dada su elevada alcalinidad.
Se emplea en exteriores sobre cemento, hormigón, cal, piedra, ladrillo y
vidrio mediante brocha, rodillo o pulverización. No debe aplicarse sobre
yeso.
3.4.1.5 Pintura plástica
El aglutinante es una resina plástica y el pigmento puede ser cualquiera
que resista la alcalinidad. Presenta una buena adherencia y resiste los
lavados. El secado es rápido.
Se emplea en exteriores e interiores sobre yeso o cemento. Previa
imprimación, también se puede aplicar sobre madera y metales.
Se aplica mediante brocha, rodillo de lana o pistola sobre acabados
lisos. En acabados rugosos, rodillos de esponja y máquina de gotas para
gotelé.
3.4.2 Pinturas al óleo
3.4.2.1 Pinturas al aceite
257
El aglutinante es un aceite vegetal secante, habitualmente de linaza. El
disolvente es aguarrás. Los pigmentos pueden ser de cualquier tipo
exceptuando a los que sean resinas duras.
Se emplea en soportes porosos como la madera y proporciona acabados
de cualquier clase. Presentan una buena adherencia y resistencia al lavado.
Estas pinturas resultan de muy baja calidad y actualmente están
prácticamente en desuso.
3.4.2.2 Esmalte graso
Aceites grasos mezclados con resinas duras naturales o sintéticas. Como
disolventes se puede emplear aguarrás.
El brillo que presentan se deteriora en el exterior. Su extensibilidad es
buena y el secado es lento, especialmente a bajas temperaturas. Tampoco
resiste la alcalinidad.
Se obtienen buenos barnices transparentes empleados como vehículo
para esmaltes de acabados interiores.
Se aplica con brocha o rodillo de esmaltar.
3.4.2.3 Esmalte sintético
Combinación química de aceites secantes y resinas duras acrílicas. El
disolvente, nuevamente aguarrás.
258
Presenta un buen brillo, seca con rapidez y resiste la acción de agentes
químicos suaves.
Se emplean en atmósferas industriales, como protección de madera y
metal en interiores y exteriores, como elemento decorativo y tratamientos
contra la corrosión, para lo que es preciso preparar el metal previamente.
Aplicado con brocha, rodillo, pistola e inmersión.
3.4.3 Pinturas de resinas
3.4.3.1 Pinturas al clorocaucho
Formulada a base de un derivado clorado del caucho. Sus disolventes
son aromáticos y no deben mezclarse con aguarrás, al no ser lo
suficientemente fuertes.
Resisten el agua, los agentes químicos y los atmosféricos, son
impermeables y secan rápidamente. Tienen un brillo satinado y una buena
adherencia incluso en superficies alcalinas. Se reblandecen con grasas y
aceites y no deben ser empleados en lugares donde la temperatura supere
los 70 ºC.
Empleadas sobre superficies de cemento y acero para marcas viales,
piscinas y suelos de cemento.
Su aplicación se realiza mediante brocha, rodillo o pistola.
3.4.3.2 Resina epoxi
259
Este tipo de pintura se presenta en dos envases, uno con la resina epoxi
y el otro con un catalizador o endurecedor. Los pigmentos pueden ir en
cualquiera de los dos envases y los disolventes deben tener una gran
fuerza.
La resina epoxi tiene una gran resistencia frente a agentes químicos,
gran adherencia y dureza, y admite la mezcla con alquitranes para
conseguir una mayor impermeabilidad. Además tiene la propiedad de
descontaminación radioactiva.
Se emplea en suelos comerciales e industriales y en zonas de riesgo
radioactivo, como hospitales o laboratorios. El método de aplicación es
mediante brocha, rodillo o pistola aerográfica.
3.4.3.3 Pintura de poliuretano
En el primer tipo de pinturas de poliuretano, ésta posee un solo
componente y se cataliza con la humedad. En el segundo tipo hay dos
componentes: una resina de poliéster y un endurecedor o catalizador, que
a su vez puede ser aromático o alifático. Los disolventes empleados
deberán ser los recomendados por el fabricante.
Presentan una gran dureza, buen brillo, resistencia a los agentes
químicos y atmosféricos y si se emplean catalizadores alifáticos, que no
amarillean, resultan decorativas.
260
El curado se produce a cualquier temperatura superior a 0 ºC. Una vez
mezclados los componentes endurece con rapidez.
Se emplea en barnices para parquet o muebles. Para su empleo sobre
metales, éstos necesitarán una imprimación previa.
Su aplicación se realiza mediante brocha, rodillo, pistola, y en talleres,
con máquina de cortina.
3.4.4 Pintura ignífuga e intumescente
Esta pintura resulta apropiada como protección frente a incendios,
dado que no arde con la aplicación de una llama. El término
“intumescencia” significa que se produce un esponjamiento celular
provocado por el calor, que forma una capa que detiene el frente de llama.
3.4.5 Pintura nitrocelulósica
Pintura formada por nitrocelulosa que confiere propiedades de
elasticidad. Como disolvente se emplea la acetona.
Resisten roces y no se deterioran en el exterior. El secado por
evaporación es rápido y el brillo se puede recuperar realizando un pulido.
Se utiliza para barnizar madera y como revestimiento de superficies
metálicas. Su aplicación se realiza mediante pistola aerográfica.
3.4.6 Pintura bituminosa
Disolución de alquitranes y brea. Pueden añadirse emulsiones acuosas e
incluso resinas epoxi. Su color es negro.
261
Su uso más habitual es en hormigones y metales. Son impermeables y
resisten la acción de agentes químicos. En exteriores sufren por la acción
del sol, por lo que sólo se recomienda su uso en interiores.
Se emplean para proteger de la humedad aceros y hormigones,
protección de metales enterrados y juntas de todo tipo. Cualquier método
es adecuado para su aplicación.
3.4.7 Siliconas
Son pinturas sintéticas que se forman con un elemento químico silíceo y
átomos de oxígeno, hidrógeno y radicales orgánicos. Se emplean para dar
efecto de martelé con propiedades hidrofugantes sobre materiales
porosos. Por ello se suelen llamar barnices hidrófugos.
Hacen que el agua resbale y no penetre en los poros, de forma que el
color se mantiene intacto frente a la humedad.
3.4.8 Pintura de aluminio
Está compuesta por una pasta de aluminio molido llamado purpurina y
un barniz graso, dando un aspecto metálico, que dificulta la entrada de la
humedad y los rayos ultravioleta. También refleja los rayos infrarrojos,
por lo que es adecuada para recubrir barriles y evitar que se calienten.
262
3.4.9 Martelé
A diferencia de la pintura anterior, ésta también se basa en el aluminio
pero no produce escamas. Por la acción de la silicona tiene un efecto
característico llamado martelé, denominado así por el dibujo que deja
similar a una chapa de cobre martilleada.
El disolvente tiene que ser de evaporación rápida para evitar que las
gotas resbalen por la superficie.
Se emplea con fines decorativos o de protección de armarios metálicos
de agua, luz e instalaciones.
Su aplicación se realiza mediante pistola aerográfica y en ocasiones con
brocha.
3.4.10 Pinturas elegidas para la central de Navacerrada
• Superficies en contacto con agua
− 1ª y 2ª capa: SIGMA UNIVERSAL PRIMER (7417). Imprimación
epoxi de dos componentes, curada con poliamidas.
− 3ª y 4ª capa: SIGMACOVER TCP GLASSFLAKE (7447).
Revestimiento epoxi de dos componentes, curado con poliaminas,
capa gruesa, reforzado con fibra de vidrio.
• Superficies en contacto con aceite
− 1ª capa: SIGMA UNIVERSAL PRIMER (7417).
− 2ª capa: SIGMAGUARD EHB (7433). Revestimiento epoxi de dos
componentes, capa gruesa, con alto contenido en sólidos y curado
263
con poliamina. • Superficies en contacto con ambiente − 1ª y 2ª capa: SIGMA
UNIVERSAL PRIMER (7417). − 3ª capa: SIGMADUR HB FINISH (7524). Esmalte de poliuretano alifático semibrillante de capa gruesa.
• Superficies mecanizadas
− Superficies de asiento estático: barniz pelable temporal marca
REINVIN 6V2.
− Superficies de deslizamiento incluidas roscas y componentes
bañados en aceite: Protección en base aceite que aporta una
película lubricante marca VCI369.
• Tuberías
− Tuberías de agua de refrigeración: Si son de acero inoxidable, sin
protección. Las de acero al carbono se someterán a un galvanizado
en aceite, y para uniones de soldadura galvanizado en frío.
− Tuberías de aceite: Decapado interior y por el exterior limpieza
manual y pintura de acabado (esmalte sintético).
3.5 Eliminación de defectos
3.5.1 . Consideraciones generales
Generalmente, tanto el suministrador como el constructor toman a su
cargo la reparación de defectos que les incumban, siempre que éstos no
superen los criterios de aceptación establecidos en la Especificación de
Calidad y que hayan cumplido el Pliego de Condiciones Técnicas y
Particulares. Podrán ser detectados estos defectos por uno cualquiera de
los métodos indicados en la misma o mediante un simple examen visual.
264
El suministrador deberá hacerse cargo de aquellos defectos cuyo origen
es de tipo metalúrgico o que se deban a la forma en que se realizó la
fundición.
Por el contrario, el constructor deberá hacerse cargo de aquellos
defectos cuyo origen se deba a una incorrecta concepción,
dimensionamiento de la pieza o a una realización en los talleres
inadecuada.
Por último, las reparaciones que incumben al cliente son aquellas que se
deban a un funcionamiento fuera de las condiciones de servicio
garantizadas por el constructor, así como las que resulten de un desgaste
por abrasión del material relacionado con la naturaleza del agua
explotada.
Antes de su reparación por soldadura, los defectos deberán ser
eliminados hasta que desaparezca cualquier indicación fuera de criterios
que se deban cumplir.
Salvo convención particular en el pedido, las reparaciones serán
sometidas a los mismos exámenes que los inicialmente previstos en la
zona considerada. El constructor podrá siempre aceptar bajo su
responsabilidad que ciertas cavidades de saneado no sean recargadas, en
tanto no subsistan en las mismas defectos fuera del criterio que se haya
establecido y que esta circunstancia no perjudique el buen funcionamiento
de la pieza.
265
3.5.2 Defectos detectados en la fundición
Los defectos detectados durante el curso de la fabricación en los talleres
del suministrador serán saneados y reparados mediante el procedimiento
de soldadura. Las dimensiones y posiciones de las cavidades de saneado
que superen los límites que se hayan definido en la Especificación de
Calidad, serán anotadas y facilitadas al constructor. Las reparaciones
correspondientes se denominan "importantes".
Si la Especificación de Calidad lo requiere, se someterán a la aprobación
del constructor para que exprese su conformidad antes de iniciar los
trabajos:
El procedimiento de soldadura.
Los procedimientos de cualificación de soldadores y operadores.
No se deberá rehacer cualquier cualificación certificada y existente que
responda los criterios que se hayan definidos. Después de la soldadura
deberá hacerse un tratamiento térmico de reducción de tensiones que no
podrá ser suprimido salvo que se produzca un acuerdo con el constructor.
3.5.3 Defectos detectados en los talleres del constructor
Si el constructor ha de realizar soldaduras mediante el procedimiento
de soldadura debido a la aparición de defectos durante el mecanizado del
266
producto, el modo en el que se realicen estas reparaciones dependerá de
las características de la zona a reparar.
Para reparaciones en zonas poco solicitadas en las que no sea necesario
un tratamiento térmico de reducción de tensiones, estas podrán ser hechas
por el constructor según un procedimiento fijado o aceptado por el
suministrador. Para reparaciones importantes, que afectan a zonas
solicitadas en las que se exige un tratamiento de distensionamiento, será
necesario un tratamiento térmico de reducción de tensiones. Excepto en
casos particulares, estas reparaciones serán efectuadas por el
suministrador, debiéndose registrar las mismas de forma adecuada.
Será muy recomendable establecer de común acuerdo y con
anterioridad a que se tengan que realizar las reparaciones, la repartición
del coste adicional que suponen estas. Si esto no se ha hecho, la repartición
deberá ser realizada de un acuerdo entre el suministrador y el constructor
antes de comenzar los trabajos de reparación. Lo anterior se puede hacer
sobre varios criterios, como controles de la superficie, características de las
cavidades de saneado o el precio de la pieza a reparar.
3.5.4 Defectos detectados en las instalaciones del cliente
Durante el período de garantía la reparación debe ser efectuada por el
suministrador o el constructor.
Fuera del período de garantía, la reparación es efectuada por el cliente o
por el constructor o suministrador, sin garantía por parte del constructor
267
ni del suministrador, esto es, el cliente sufraga los costes de la reparación
por haber expirado la garantía.
3.6 Garantía
La garantía cubre todas las anomalías susceptibles de perturbar el
funcionamiento del producto considerado o de alterar efectivamente la
seguridad del conjunto del que forma Por esta garantía, el constructor y el
suministrador se comprometen a efectuar las reparaciones necesarias en
un plazo breve y conforme a las reglas que sean necesarias, de forma que
se devuelva la pieza conforme a las prescripciones de origen o, en su
defecto, conforme con los usos de la profesión.
Las condiciones de garantía del suministrador están estrechamente
ligadas a las que el constructor debe asegurar a su cliente para los
conjuntos suministrados. El constructor debe, por lo tanto, informar al
suministrador antes del pedido, de sus propios compromisos a este
respecto y no podrá imponer condiciones más severas que las que él
mismo ha aceptado.
En los contratos a los cuales se aplica el presente Pliego de Condiciones,
la similitud de intereses es evidente. Por ello es indispensable que se
establezca un estrecho espíritu de cooperación ente el suministrador y el
constructor, para asegurar la garantía requerida.
268
El periodo de garantía del suministrador corresponde al del
constructor. El propio uso de los órganos de máquinas hidráulicas implica
que la garantía cubra un intervalo de tiempo de explotación a contar a
partir de la recepción provisional del conjunto que podrá ser expresado en
millares de horas o meses, con un límite razonable en el tiempo a contar
desde una fecha de partida estipulada en el Pliego de Condiciones
constructor/cliente.
La diversidad de casos y formas de explotación justifica que la duración
de la garantía sea cada vez objeto de negociaciones comerciales entre
cliente y constructor. Toda petición de puesta en práctica de la garantía
debe ser comunicada por el medio más rápido a partir de la detección de
la anomalía y confirmada por escrito. En este caso, se comunicará a la
parte interesada todo tipo de información que pueda resultar útil, como
puede ser el modo de detección de la anomalía, la localización de la misma
y sus dimensiones geométricas (incluyendo si fuera posible un croquis
acotado y fotografías de la misma).
La parte receptora de una petición de puesta en práctica de su garantía,
debe en el más breve plazo posible, hacer todo lo que sea necesario para
proponer las reparaciones a efectuar, realizarlas y, llegado el caso,
suministrar las piezas necesarias, quedando entendido que le está siempre
permitido solicitar la constatación de las anomalías por sí mismo.
269
No se emprenderá ninguna reparación sin el acuerdo de la parte
supuestamente responsable de la misma, ni será ejecutada sin estar
conforme con las instrucciones que pudiera dar la misma. Cualquier
infracción a esta regla comporta la anulación de toda responsabilidad para
la otra parte. La garantía dejará de tener validez en caso de que no se
respeten las prescripciones de explotación que el constructor haya
especificado y previamente haya aceptado el cliente.
270
Capítulo 4 VERIFICACIONES A EFECTUAR
1 Verificación de la composición química de la colada
El suministrador deberá revisar la composición química de la colada,
sin embargo, el constructor podrá hacer efectuar un análisis de
comprobación sobre la pieza a condición de que esto y las condiciones de
extracción, figuren explícitamente en la petición de oferta y en el pedido
que hayan sido dirigidos al suministrador.
El tipo de acero debe estar claramente definido en la demanda de oferta
dirigida al suministrador. Este debe precisar la composición química de su
material en la oferta y el constructor deberá obligatoriamente hacer
mención de la misma en el pedido.
En lo que concierne a los contenidos de azufre y fósforo, se aplicarán
por lo general las disposiciones siguientes:
Para los aceros no aleados: 0,040% S, 0,040% P.
Para los aceros aleados: 0,030% S, 0,030% P.
271
2 Verificación de las características mecánicas
2.1 Características a controlar en los ensayos
Las características a controlar en los ensayos más importantes son:
Resistencia a la tracción expresada en MPa. Límite de elasticidad: Re en
MPa Alargamiento (1=5d) y estricción A, Z en tanto por ciento. Resistencia
a la temperatura indicada en la Especificación de Calidad Las formas,
dimensiones y cantidad de probetas empleadas en los ensayos deben
fijarse en la Especificación de Calidad.
La cantidad de probetas prescritas se entenderá siempre por pieza y no
por colada.
En el caso de series de piezas obtenidas de la misma colada, el
constructor prescribirá la cantidad de ensayos sobre el lote.
2.2 Extracción de las probetas
Las probetas sobre las que se realizarán los ensayos serán extraídas de
apéndices fundidos solidarios a la pieza fabricada. Deberán permanecer
adheridos estos apéndices hasta terminado el tratamiento térmico de
calidad que se aplique a la pieza.
Si se da el caso de que estos apéndices fundidos solidarios de la pieza
deben ser extraídos de la misma por razones técnicas, éstos deberán
desprenderse y después adherirse de nuevo a la pieza en presencia y con
272
el acuerdo expreso del constructor o del cliente, esto último antes de
aplicarse el tratamiento térmico de calidad.
Los apéndices serán extraídos de la pieza fundida después del
tratamiento térmico de calidad y eventualmente antes del desbaste, en
presencia o con el acuerdo del constructor o del cliente.
En el caso de que el constructor pidiera la existencia de apéndices de
ensayos solidarios de la pieza en el curso del tratamiento térmico de
reducción de tensiones de la misma, estos apéndices, que habrán sido
desprendidos y sellados por el constructor o el cliente antes del desbaste
serán de nuevo adheridos a la pieza por el suministrador.
Si por razones técnicas los apéndices no pueden ser fundidos solidarios
de la pieza, previo acuerdo con el constructor, podrán fundirse por
separado los lingotes de muestra.
2.3 Cantidad, posición y dimensiones de los apéndices
La cantidad, posición y dimensiones de los apéndices para ensayos
serán fijadas por el constructor en la Especificación de Calidad, de acuerdo
con el suministrador.
Por su parte, el suministrador decidirá adicionalmente los apéndices
complementarios que considere necesarios para la realización de sus
propios ensayos.
273
2.4 Instrumentación
Todas las verificaciones necesarias serán efectuadas con aparatos de
ensayo y por operadores del servicio de control del suministrador. Los
aparatos deberán calibrarse periódicamente y los certificados
correspondientes a estas calibraciones y a su trazabilidad deberán estar a
disposición del constructor o del cliente.
3 Exámenes no destructivos
La Especificación de Calidad definirá las zonas en las que se aplicarán
los ensayos no destructivos, así como los diferentes tipos de estos que será
necesario utilizar.
Esta información se incluirá en la oferta y en el pedido dirigido al
suministrador.
Estas condiciones deberán figurar claramente en lo anteriormente
citado para evitar posibles conflictos o malentendidos en la recepción de
las piezas, y para permitir al suministrador establecer correctamente el
coste de estos controles y los riesgos para la fabricación de los productos
que estos ensayos no destructivos implican.
3.1 Control de aspecto de las piezas
Antes de llevarse a cabo los ensayos no destructivos que sean
necesarios, se realizará un control de aspecto a las piezas. Este control
274
comprenderá el examen visual de la totalidad de la pieza con los criterios,
examinándose tanto la conformidad con los documentos del pedido (en
esto se incluye una identificación del material y de los certificados
existentes), como el estado de la superficie.
La superficie deberá estar limpia, sin cascarillas, escoria, resto de arena
u otros materiales similares que pudieran dificultar la búsqueda defectos.
Si no se cumpliera lo anterior, se realizará una limpieza mediante
procedimientos mecánicos o químicos, esto último dependerá de las
características de la materia a eliminar en la limpieza. En cuanto a la
rugosidad de las superficies mecanizadas o amoladas finamente es
recomendable utilizar las designaciones del documento ISO 2632
adoptado en numerosas normas. El examen podrá ser efectuado haciendo
referencia a normas tales como la Recomendación Técnica 341 del "Bureau
de Normalisation des Industrias de la Founderie" para estados de
superficie o cualquier otra especificación indicada en la Especificación de
Calidad. El aspecto dimensional será examinado según las indicaciones
del apartado relativo a controles dimensionales.
Los defectos visibles a ojo son los defectos superficiales más llamativos,
aquellos que pueden ser detectados con una simple inspección visual. Este
es un procedimiento que permite encontrar solamente los defectos más
grandes ya que, por un lado, es un tanto subjetivo y, por otro, se da cierto
cansancio visual en la persona que realiza el examen. Por este último
275
motivo, el examen no puede ser excesivamente prolongado en el tiempo.
El cansancio visual produce confusión en el inspector de forma que,
cuando se produce, se detectan defectos donde no los hay o se pasan por
alto. Como registro documental se aportarán fotografías de las zonas
sometidas a inspección visual. Estas instantáneas se encontrarán
perfectamente identificadas para, en su caso, proceder a la comprobación
de los resultados.
Si aparecen defectos lo suficientemente grandes, se retirará la pieza
dejándola en espera de las decisiones que se tomen sobre su
procesamiento posterior. En caso de resultar la inspección negativa, la
pieza debe ser rechazada rápidamente evitando realizarle más ensayos u
operaciones de fabricación. Si la inspección visual es positiva la pieza será
examinada por otros procedimientos más precisos y capaces de detectar
otros defectos menores y no visibles. Se sellará la pieza y firmará la hoja de
ruta, permitiendo continuar su proceso. Esto se debe a que si la inspección
visual encuentra a la pieza no conforme, los defectos en esta son lo
suficientemente graves como para no tener sentido el continuar el proceso,
por el contrario, la inspección visual es incapaz de hallar gran cantidad de
fallos, por lo que el haber superado esta prueba no implica que la pieza
tenga la calidad requerida.
Como límites de aceptación se tomarán los recomendados por la norma
MSSSP55, que contempla una amplia variedad de situaciones y casos y
276
facilita la identificación de los defectos no admisibles, salvo que en la
Especificación de Calidad se determine cualquier otro criterio.
3.2 Control de sanidad
Para realizar los controles de calidad será necesario seguir unas pautas
y modos establecidos previamente y que vienen definidos en:
Especificación técnica de control por líquidos penetrantes.
Especificación técnica de control por partículas magnéticas.
Especificación técnica de control por ultrasonidos.
Especificación técnica de control por radiografía.
La elección de los controles empleados y los niveles de aceptación a
utilizar deberán hacerse teniendo en cuenta la afectación de la pieza, su
concepción hidráulica, así como las exigencias en servicio que vaya a tener
que soportar, como acciones erosivas, el riesgo de cavitación, la fatiga por
choque, la existencia de solicitaciones alternativas, la tensión de trabajo de
las zonas consideradas, etc.
Las personas encargadas de efectuar los exámenes no destructivos así
como de interpretar sus resultados y de sacar conclusiones a partir de
estos, deberán estar calificadas según un procedimiento escrito. Estas
personas deberán poseer una experiencia en relación con la importancia
de las decisiones que deban tomar.
277
3.3 Control de la estanqueidad bajo presión
Este tipo de ensayo es raramente realizable en la fundición en
condiciones adecuadas, por lo cual a menudo se renuncia a su realización.
Por el contrario, las piezas expuestas a la presión, una vez que han sido
terminadas, son sometidas a un ensayo bajo presión en los talleres del
constructor o en la obra. El constructor debe precisar en el plano de estas
piezas las condiciones de realización de este ensayo, como la naturaleza
del fluido que transmite la presión, o la duración de la misma, lo que
permite al suministrador realizar la pieza de forma que esta pueda
soportar adecuadamente aquellos esfuerzos para los que se ha diseñado.
4 Controles dimensionales
4.1 En la fase de entrega por el suministrador
Los controles dimensionales y las tolerancias que deben tener las piezas
a realizar por el suministrador serán precisados por el constructor desde el
momento de la petición de ofertas. La complejidad de las tolerancias
dimensionales existentes en las formas hidráulicas hace complicada la
elaboración de normas generales.
En su respuesta a la oferta, el suministrador aceptará o discutirá las
tolerancias.
278
Téngase en cuenta que estas tolerancias tienen una incidencia directa
sobre el precio, cuanto más reducidas sean, más compleja será la
fabricación.
4.2 En la fase de entrega por el constructor
El constructor es la única parte adecuada para decidir tolerar eventuales
diferencias en lo referido a perfiles y dimensiones hidráulicas y valorar las
consecuencias desde el punto de vista de las garantías de funcionamiento
que él previamente hubiese acordado.
La excepción a lo anterior son los casos sometidos a las
recomendaciones de la Comisión Electrotécnica Internacional
(Modificación No 1 de Septiembre de 1977 de la publicación 193, capitulo
4, párrafos 2.2, 2.3 y 2.4 para las turbinas hidráulicas y la publicación 497
primera edición, capítulo 4, párrafos 15.2, 15.3 Y 15.4 para las bombas de
acumulación).
5 Especificación técnica de control por líquidos penetrantes
5.1 Objeto y campo de aplicación
Los líquidos penetrantes se emplean para detectar defectos abiertos en
la superficie de las piezas que se inspeccionan, de esto se deduce que sólo
se podrán detectar con este ensayo no destructivo defectos en la superficie
de la pieza o defectos considerados como internos pero que afloren en la
superficie.
279
Por lo general, este control está indicado para piezas terminadas. Sin
embargo, puede utilizarse en fases intermedias de fabricación, en
particular para el control de las cavidades de saneado, siempre que en las
hojas de fabricación o prescripciones de calidad figure dicha operación.
La persona que realice el ensayo y evalúe posteriormente los resultados
del mismo deberá estar cualificada con el nivel 11 establecido en los
requisitos SNTC1 A o según las Recomendaciones para la Cualificación y
Certificación del Personal de ensayos No Destructivos de la Asociación
Española para el Control de la Calidad (AECC).
5.2 Preparación de las superficies
La preparación de las superficies en el ensayo de líquidos penetrantes
tiene por objeto conseguir que las condiciones superficiales de la pieza
sean tales que se pueda garantizar la correcta interpretación de los
resultados que se obtengan en el ensayo.
Las superficies a examinar deberán estar limpias y secas por lo que hay
que eliminar totalmente todos los posibles restos en la misma de
sustancias
como óxido, taladrina, escorias de soldadura, grasa, aceite, agua, polvo,
etc.
Si la rugosidad de la pieza es excesiva, puede alterar la interpretación
de los resultados, por lo que el valor de la rugosidad máxima Re se
280
limitará a valores adecuados, 12 pm (N10) realizándose alguna operación
previa de mecanizado o amolado si fuera necesario. En aquellas
superficies donde se hayan efectuado tratamientos mecánicos superficiales
que puedan impedir la penetración del líquido, las superficies a examinar
deberán ser amoladas previamente a la realización del ensayo.
En el caso de que se realice un examen por partículas magnéticas por
vía húmeda, es recomendable efectuar previamente el control por líquidos
penetrantes para poder contrastar los resultados de estos dos ensayos.
5.3 Condiciones realización del ensayo
5.3.1 Temperatura
Los líquidos empleados para la realización de este ensayo tienen unas
propiedades características, como su poder humectante, ser químicamente
inertes, no ser tóxicos (para que su manipulación sea segura), etc. Debido a
esto, las temperaturas de los líquidos y de la superficie a examinar, deben
estar comprendidas dentro de un campo comprendido entre 15 y 60 ºC
aproximadamente, para que se vean favorecidos los fenómenos en que se
basa el ensayo de líquidos penetrantes. Fuera de estos límites térmicos, la
eficacia de los productos y del procedimiento deberá demostrarse a la
temperatura prevista de utilización.
El líquido penetrante es un derivado del petróleo por lo que el límite
superior de temperatura no debe ser superado por el riesgo de
281
inflamación que provocaría esa circunstancia. En cuanto al límite inferior
de temperatura de trabajo, se da con el fin de que el líquido penetrante
tenga un poder humectante suficiente como para permitir la penetración
en los defectos, fenómeno que se ve dificultado si la temperatura no es
suficientemente alta.
En cualquier caso, las temperaturas antes mencionadas son solamente
orientativas, por lo que se deberán seguir las indicaciones y
recomendaciones establecidas por el fabricante del producto que se
emplee.
5.3.2 Iluminación
Para la correcta apreciación de los resultados, la iluminación del lugar
en el que se realice el ensayo debe ser suficiente, para esto, el examen
podrá realizarse a la luz del día o con luz artificial producida por un tubo
fluorescente de 80 W colocado a 1 m de distancia. También se podrá
emplear una iluminación equivalente a las anteriormente mencionadas.
5.3.3 Materiales de trabajo
Para realizar los ensayos mediante líquidos penetrantes se utilizará un
kit formado por los siguientes productos:
1) Penetrante ARDROX 966P (aerosol)
2) Eliminador ARDROX 966 PR 551 (aerosol o granel)
3) Revelador ARDROX 966 (aerosol)
282
Del lote empleado en los ensayos se adjuntará sus certificados de
Garantía de Calidad según DIN 50.04913.1 .b. o equivalente a esta.
5.3.4 Procedimiento
El ensayo por líquidos penetrantes se basa en los fenómenos de
capilaridad y de exudación que se producen entre el líquido y la superficie
en que se aplica este. El método más común consiste en utilizar un líquido
penetrante coloreado eliminable mediante agua, con el que se impregna la
superficie a examinar. Esta superficie es posteriormente limpiada para
eliminar el exceso de líquido penetrante aplicado. La lectura se hace por
aplicación de una capa de un producto denominado revelador.
En caso de haber un acuerdo previo, se podrá utilizarse cualquier otro
método.
Para realizar un ensayo de líquidos penetrantes los pasos más
habituales son los siguientes:
Preparación de la superficie a examinar, este aspecto ya fue tratado en
un apartado anterior, se basa en que la superficie ha de estar limpia y seca.
Para eliminar los restos de oxido, escorias de soldadura u otros materiales
que dificulten el ensayo se podrán emplear cepillos metálicos, muelas o los
instrumentos adecuados para tal fin. En el apartado anterior referido a los
materiales de trabajo viene especificado el disolvente que se empleará,
aunque se puede emplear también otro que sea similar al citado
anteriormente.
283
Aplicación del líquido penetrante, esta podrá hacerse mediante
inmersión, con pincel o mediante pulverización, esta última se hará
haciendo que la distancia entre el aerosol y la superficie a examinar esté
comprendida entre 40 y 60 centímetros. El líquido penetrante debe
aplicarse de forma homogénea por toda la superficie que se vaya a
examinar y deberá dejarse en esta al menos durante diez minutos, este
tiempo mínimo se incrementa en el caso de superficies pulidas, defectos
estrechos o temperaturas bajas debido a que el líquido penetrante trabaja
en condiciones más desfavorables. Es habitual que se deje al líquido un
tiempo entre diez y veinte minutos, posibilitando así que penetre
completamente en los defectos que se quieren detectar. Durante el tiempo
de aplicación la superficie debe permanecer húmeda.
Eliminación del exceso de penetrante, para esto se emplea un trapo
húmedo, se enjuaga o se pulveriza agua a temperatura moderada (inferior
siempre a 50°C) y presión media (la máxima presión utilizable es 3.5
bares). La eliminación del exceso de líquido penetrante siempre debe
hacerse una vez superado el tiempo de aplicación del mismo, para que
este haya podido penetrar en los defectos.
Limpieza de la superficie a examinar, una vez que se haya eliminado el
exceso de líquido penetrante se debe limpiar y secar la superficie
empleando trapos que no se deshilachen (para no ensuciar a la misma) o
papel absorbente.
284
Aplicación del producto revelador, este suele ir en forma de suspensión
en un líquido (vía húmeda). Debido a que es una suspensión, es muy
recomendable de cara a conseguir una homogeneidad adecuada que la
aplicación del producto revelador se produzca en cuanto se haya
terminado de agitar a la suspensión. El revelador puede aplicarse de
cualquier forma que permita que la capa que forme el mismo sea fina,
homogénea y que no perturbe al líquido penetrante que se encuentra en el
interior de los defectos.
El líquido penetrante se difunde rápidamente en el revelador, por lo
que el examen de la pieza debe hacerse según se vaya aplicando el
revelador a la misma.
Una vez obtenidas las indicaciones, se compararán estas con los
criterios de aceptación, esto debe hacerse en un período de tiempo que
habitualmente está comprendido entre diez y veinte minutos.
5.3.5 Interpretación de los resultados obtenidos
Indicación es cualquier mancha de exudación obtenida tras haber
aplicado el líquido revelador. Existe una terminología muy concreta
referente a los tipos de indicaciones que se pueden encontrar una vez
realizado el ensayo:
Indicaciones "verdaderas" son las que resultan de discontinuidades
mecánicas.
285
Indicaciones "circulares" son las que presentan una forma más o menos
elíptica, siendo su longitud inferior a tres veces su anchura media.
Indicaciones "lineales" son aquellas cuya mayor longitud es superior a
tres veces su anchura media.
Indicaciones “alineadas1” son aquellas que siendo tres o más, están una
a continuación de la otra y siendo la distancia entre ellas inferior a dos
milímetros de borde a borde de las mismas.
Las irregularidades superficiales como los surcos de herramienta
empleada u otras similares a estas, son susceptibles de generar también
indicaciones. Cualquier indicación que se revele ambigua, deberá ser
considerada como defecto y se repetirá el ensayo para verificar si
verdaderamente se trata de un defecto o no, en caso necesario, se hará un
retoque previo de la superficie.
Salvo acuerdo con el constructor, las grandes zonas pigmentadas serán
declaradas no aceptables. Las indicaciones aisladas de longitud inferior a
1,5mm no se tomarán en consideración.
La zona examinada mediante líquidos penetrantes será evaluada y
clasificada por comparación con los criterios aquí indicados que definen
cinco clases de calidad numeradas del 1 al 5 y cuyo orden de calidad es
decreciente. La superficie de referencia será de 1 dm2 y podrá ser de forma
cuadrada o rectangular, si bien su longitud máxima estará limitada a 250
rpm. La forma de la zona de referencia vendrá dada por la morfología y
286
las dimensiones de la zona examinada o según la repartición más
desfavorable de las indicaciones encontradas en la misma.
En el caso de indicaciones especiales, o indicaciones lineales
manifiestamente no asimilables a cualquiera de las clases previstas, éstas
deberán ser objeto de una decisión adecuada a cada caso particular.
5.3.6 Criterios de aceptación
Para los distintos criterios de aceptación se utilizará una imagen patrón.
La zona examinada en el ensayo será evaluada por comparación con la
imagen patrón en cada clase, la cual representa una superficie de 1 dm2.
Como ya se dijo antes, podrá ser de forma cuadrada o rectangular y su
longitud máxima está limitada a 250 mm.
La superficie de comparación se colocará de forma que se tome la
repartición más desfavorable de indicaciones en la zona a considerar.
Clase 1
> Ninguna indicación circular de dimensión superior a 3 mm.
> Ninguna indicación lineal.
> Ninguna indicación alineada.
> Superficie total de las indicaciones no superior a 10 mm2/dm2.
Clase 2
> Ninguna indicación circular de dimensión superior a 4 mm.
> Ninguna indicación lineal.
287
> Ninguna indicación alineada.
> Superficie total de las indicaciones no superior a 20 mm2/dm2.
Clase 3
>Ninguna indicación circular de dimensión superior a 5 mm.
>Ninguna indicación lineal.
>Ninguna indicación alineada.
>Superficie total de las indicaciones no superior a 50 mm2/dm2.
Clase 4
>Ninguna indicación circular de dimensión superior a 6 mm.
>Ninguna indicación lineal.
>Ninguna indicación alineada de una longitud superior a 10 m.
>Superficie total de las indicaciones no superior a 125 mm/dm2.
Clase 5
>Ninguna indicación circular de dimensión superior a.8 mm.
>Ninguna indicación lineal de longitud superior a 7 m.
>Ninguna indicación alineada que constituya una longitud superior a
16 mm.
>Superficie total de las indicaciones no superior a 250 mm2/drn2.
288
5.3.7 Informe del control
Este deberá incluir como mínimo la información relativa al lugar, fecha
del examen, designación e identificación de la pieza y números de pedido
y de colada de la misma.
También deberá incluir el tipo de acero fundido, fase de fabricación,
zonas controladas, referencia a esta especificación, designación de los
productos utilizados en el ensayo y el resultado del ensayo, que podrá ser
de conformidad o no con la especificación de calidad que se debiese
cumplir.
El informe deberá contener el nombre y la firma del inspector
encargado del ensayo, así como las observaciones adicionales que se
considerasen necesarias.
6 Especificación técnica de control mediante partículas
magnéticas
6.1 Objeto y campo de aplicación
El objeto del ensayo no destructivo mediante partículas magnéticas es
detectar eventuales defectos próximos a la superficie, hayan aflorado o no
en la misma, este ensayo permite detectar defectos superficiales y
subsuperficiales, las piezas a las que se vayan a someter a este ensayo
deberán presentar un ferromagnetismo suficiente.
289
Este examen se hace generalmente sobre superficies brutas o
desbastadas, si bien puede aplicarse sobre superficies terminadas,
adoptando las precauciones necesarias.
6.2 Preparación de las superficies
Las superficies en las que se vaya a realizar el ensayo deben estar
limpias, exentas de aceite grasa, arena o cualquier otra anomalía que
pudiera dificultar la buena interpretación de las indicaciones magnéticas
que produce el ensayo.
De todas formas, el estado de la superficie será definido en la
Especificación de Calidad que se aplique.
Para las partes desbastadas o amoladas, en principio se especificará una
rugosidad Re no superior a 12,5 pm (N10). Para las partes que deban
quedar brutas, se seguirá la norma GE 702, concretamente, su apartado
3.1. Ha de tenerse en cuenta que un granallado demasiado activo puede
dificultar la detección de los defectos menos visibles e incluso
enmascararlos, debido a esto, se recomienda limitar esta operación a lo
estrictamente necesario.
290
6.3 Creación del campo magnético
6.3.1 Procedimiento de magnetización
Hay varios métodos para conseguir la creación del campo magnético,
este será creado mediante paso de corriente alterna o rectificada de una o
dos alternancias a través de la pieza.
El uso de comente alterna consigue una mayor sensibilidad para la
detección de defectos abiertos en la superficie, mientras que la corriente
rectificada facilita la detección de defectos subsuperficiales.
Previo acuerdo con el constructor, puede utilizarse cualquier otro
procedimiento que se considere adecuado. En caso de emplearse un
electroimán, éste debe ser obligatoriamente alimentado con corriente
alterna.
Si el examen es en superficies ya terminadas, para tratar de limitar el
efecto de arcos que eventualmente se produzcan, es necesario acoplar a los
electrodos "almohadillas" en metal fusible, también puede emplearse un
electroimán.
La Especificación de Calidad podrá precisar el método de
magnetización y el tipo de corriente a utilizar para conseguir esta.
6.3.2 Intensidad de campo magnético
La intensidad de corriente, la separación entre electrodos y el
recubrimiento existentes en las sucesivas zonas a controlar deben permitir
291
que en cada zona examinada haya un campo tangencia1 (que se define
como el valor medio entre comente rectificada y valor eficaz en comente
alterna) igual o superior a 2000 A/m (es decir 25 Oe), sin que se sobrepase
el valor que provoca la aparición de indicaciones por la saturación del
material ferromagnético. La excepción a esto último será la zona
adyacente a los electrodos por motivos obvios. Si no se dispone de un
equipo de medida del campo magnético, se aceptará que la condición
precedente se cumple para una intensidad eficaz de comente de 50 A por
cada centímetro de separación entre los electrodos que producen la
magnetización.
Para los aceros inoxidables ferromagnéticos, la intensidad que se
emplee
en la magnetización deberá ser mayor, pueden ser necesarios valores de
hasta 7000 Alm.
Si el equipo está graduado en intensidad de cresta, ésta se convertirá en
intensidades eficaces (que son medias cuadráticas). Para el caso de
corriente
rectificada de un semiperíodo se realiza mediante:
I = 0,51 ⋅ I ef cresta
Si la comente es rectificada de dos semiperíodo y alterna se realiza la
conversión con:
292
I ef = 0,71 ⋅ I cresta Hay que asegurar que los indicadores den una respuesta positiva,
aunque los campos magnéticos sean débiles.
6.4 Producción de la imagen magnética.
La imagen magnética se puede obtener mediante métodos diversos,
entre los que se incluyendo polvo magnético seco, polvo magnético en
suspensión en un líquido apropiado y polvo magnético fluorescente en
suspensión en un líquido apropiado.
Cualquiera de estos productos debe aplicarse sobre la superficie a
examinar. En el caso de que se utilice polvo magnético fluorescente, la
observación se realizará mediante luz ultravioleta.
La Especificación de Calidad podrá precisar el producto a utilizar en los
distintos casos que se puedan presentar. El método empleado para aplicar
el producto debe asegurar una repartición regular de las partículas
magnéticas sobre toda la superficie a controlar para que las lecturas de
resultados sean correctas. El recipiente que contenga el revelador liquido
debe ser agitado frecuentemente para facilitar también esto último. Los
productos utilizados en los ensayos deben tener una granulometría, un
color y una concentración adecuados para asegurar una sensibilidad y un
contraste convenientes, para conseguir esto, se tendrán que tener
293
presentes las condiciones en las que se vaya a realizar el ensayo de
partículas magnéticas.
En el procedimiento con polvo fluorescente, la lámpara ultravioleta
deberá tener la potencia suficiente y la luz ambiental deberá atenuarse en
caso de que dificulte la lectura de resultados.
La eficacia del producto empleado en el ensayo se verificará por medio
de un indicador dispuesto sobre la pieza durante el transcurso del control
(por ejemplo al Berthoid, Am\JOR o ASTM).
6.5 Modo de operar
Cada superficie elemental será controlada sucesivamente según dos
direcciones perpendiculares, esto se debe a que el ensayo de partículas
magnéticas detecta bien defectos cuya orientación sea perpendicular a la
de las líneas de campo magnético de la zona a inspeccionar, pero detecta
mal aquellos defectos cuya orientación sea paralela a las líneas de campo
magnético.
Para facilitar el sondeo, las zonas a controlar pueden ser previamente
cuadriculadas con tiza o cualquier otro medio adecuado salvo en el caso
de superficies de pequeña dimensión. Los electrodos podrán disponerse
paralelamente a los lados o a las diagonales del cuadriculado
anteriormente mencionado.
294
Si los electrodos se disponen paralelamente a los lados de la cuadrícula,
para una separación de cuadrícula de entre 150 y 200 milímetros, la
separación entre los electrodos estará comprendida entre 190 y 240
milímetros. En este caso la intensidad mínima eficaz tomará un valor entre
950 y 1200 A.
Si los electrodos se disponen según las diagonales de la cuadrícula, para
una separación cuadrícula de entre 150 a 200 milímetros, los electrodos
deberán estar separados por una distancia de entre 250 y 300 milímetros.
La intensidad eficaz mínima será de entre 1250 y 1500 amperios.
En las zonas elementales consideradas, el revelador se aplicará durante
3 segundos a la vez que se produce la circulación de la comente, la cual se
mantendrá durante un segundo más que la aplicación del revelador de
cara a facilitar la estabilización de las indicaciones. El examen se hará
visualmente sin esperar una vez hecho lo anteriormente mencionado.
Sí estará permitido realizar el examen después de haber tratado varias
de estas zonas elementales, siempre que se cumpla que las sucesivas
aplicaciones del producto revelador no borran las indicaciones que
previamente se hubiesen formado. Si el ensayo debe realizarse en una
zona con gran inclinación y con polvo seco, podría suceder que al finalizar
el paso de la corriente las indicaciones ya no fueran visibles, al haber caído
el polvo por efecto de la gravedad. En este caso el examen debe efectuarse
durante el paso de corriente, para evitar el problema antes mencionado.
295
6.6 Interpretación de los resultados
El ensayo por partículas magnéticas se basa en que pone en evidencia
las discontinuidades que deforman el campo magnético en la superficie
que se está inspeccionando, por concentración local de las partículas
alrededor de las citadas discontinuidades. Estas concentraciones son más
o menos definidas en función de la profundidad, naturaleza y magnitud
de las discontinuidades que existan en el material.
Las indicaciones se pueden producir por multitud de causas, como
grietas, fisuras, pliegues, rechupes, soportes de macho, poros, inclusiones
y otros defectos, que podrán ser más o menos volumétricos.
Sin embargo, las indicaciones pueden deberse a diferencias en la
estructura del metal, sobre todo en las zonas adyacentes a las reparaciones
hechas por soldadura en determinados tipos de acero, estas indicaciones
no indicarán por lo tanto la presencia de discontinuidades en el material.
Asimismo, las singularidades presentes en la superficie, como las
curvas de enlace de radio pequeño, así como surcos de mecanización o
amolado, o incluso la magnetización local remanente debida a un cable
eléctrico pueden disminuir o aumentar la concentración de partículas en
esa zona.
La conclusión de lo anterior es que el ensayo mediante partículas
magnéticas permite detectar una gran cantidad de defectos, pero en
296
ocasiones pueden surgir indicaciones erróneas, que indiquen la existencia
de un defecto cuando en realidad este no existe.
6.7 Criterios de aceptación
Las indicaciones que se tendrán en cuenta son aquellas que
previamente se haya acordado que se deben a una particularidad de la
superficie o a una discontinuidad de la estructura, esto ya fue tratado en el
apartado concerniente a la interpretación de los resultados de ensayos
mediante partículas magnéticas.
En caso de desacuerdo, se podrá repetir el ensayo, realizar un ligero
amolado local y provocar una mejora de las condiciones de magnetización
de la zona estudiada. Si la duda respecto a la indicación persistiese, se
efectuarían ensayos mediante líquidos penetrantes en la zona considerada.
297
Los criterios de aceptación para cada clase figuran en la tabla siguiente:
298
Siendo las anotaciones contenidas en la tabla anterior las siguientes:
S: Clase excepcional (zonas críticas altamente solicitadas). Si se presenta
una concentración numerosa de indicaciones pequeñas, aunque estas sean
puntuales, la superficie implicada deberá amolarse para seguir la
evolución de las mismas; si éstas tienen tendencia a alargarse y a
acercarse, se procederá a reparar.
(3) L es la longitud de la indicación más larga.
(4) En caso de desacuerdo y si la naturaleza del defecto no puede ser
demostrada, será asimilada a una discontinuidad lineal. Téngase en
cuenta también que las indicaciones de tamaño en tomo a un milímetro no
se toman en consideración. La especificación de calidad definirá la clase a
utilizar en cada zona que se deba controlar. Para las paredes de las
cavidades de saneado, el Constructor podrá especificar una clase de
calidad distinta de la prevista para la superficie.
6.8 Informe del control
El informe de control debe indicar como mínimo: Lugar y fecha del
examen. Designación e identificación de la pieza. Números de pedido y de
colada. Tipo de acero fundido. Fase de fabricación y zonas controladas por
el ensayo. Referencia a esta especificación. Equipo utilizado, tipo de
corriente de magnetización, y naturaleza de las partículas magnéticas.
Conformidad, o no, de la pieza respecto a la especificación de calidad
299
establecida para la misma. Observaciones que se consideren adecuadas.
Nombre y firma del inspector.
7 Especificación técnica de control por ultrasonidos
7.1 Objeto y campo de aplicación
El ensayo no destructivo basado en ultrasonidos tiene como objetivos
encontrar defectos internos en las piezas examinadas, así como estimar su
importancia (naturaleza, dimensiones y posición) si esto es posible.
El examen mediante ultrasonidos puede aplicarse a todas las piezas
realizadas en acero fundido ferrítico o martensítico. No obstante, hay
factores como la forma de las piezas o el tamaño del grano de estas que
pueden limitar su empleo y hacer muy difícil o imposible la interpretación
de los resultados obtenidos.
El método descrito en la presente especificación está basado en la
utilización de un palpador normal de ondas longitudinales. Si la
especificación de calidad requiere el empleo de otro tipo de palpadores de
ultrasonidos, particularmente para la detección y caracterización de
defectos muy próximos a la superficie o en las zonas en espera de
soldadura, entonces la especificación de calidad deberá indicar la
especificación que se deberá aplicar en esos casos.
300
7.2 Observaciones preliminares
El método utilizado, denominado impulsos de emisión, consiste en
interpretar sobre la pantalla los ecos recibidos por un palpador después
del regreso del impulso de ultrasonidos que el mismo ha creado
anteriormente. Se deberá tener en cuenta la evolución de las amplitudes o
posiciones que presentasen estos ecos según vaya cambiando la posición
del palpador.
La amplitud de un eco está ligada a la existencia de superficies en las
que rebotan los ultrasonidos a una distancia dada, y depende también de
las características de reflexión de los ultrasonidos que estas superficies
posean en la dirección considerada.
Esto explica la complejidad que entraña deducir la naturaleza y
dimensiones de aquellos que provoca los ecos de ultrasonidos detectados
y, por consiguiente, el carácter convencional de los límites de aceptación
propuestos en la presente especificación.
Debido a esto, el examen mediante ultrasonidos no es completamente
concluyente, por lo que se requieren análisis adicionales para poder
asegurar totalmente la conformidad de la pieza analizada respecto de las
especificaciones que debe cumplir.
La eficacia del ensayo por ultrasonidos y el coste asociado a este
depende
en buena medida de la meticulosidad con que se realice, esto incluye el
301
tiempo necesario para el ensayo y la accesibilidad de las zonas a
controlar.
El Constructor deberá, pues, adaptar sus exigencias relativas a la
preparación de superficies, modo de sondeo, clases de aceptación, etc., al
problema específico que presenta cada parte de la pieza para la cual se ha
prescrito el examen por ultrasonidos.
7.3 Condiciones de operación
El examen por ultrasonidos será siempre efectuado después del
tratamiento térmico de calidad al que se someta a la pieza. La
Especificación de Calidad precisará los estados de superficie a respetar
para poder llevar a cabo el control, esto tendrá en cuenta también los
criterios de aceptación que afecten a la pieza.
Una rugosidad correspondiente al patrón N10 (12,5 pm) generalmente
es aceptable, al permitir realizar correctamente el ensayo. En todos los
casos, las superficies en contacto con el palpador serán regulares y sin
asperezas u ondulaciones que dificulten la transmisión de las ondas de
ultrasonidos y el desplazamiento del palpador. La calamina resultante de
la eliminación de las mazarotas o del tratamiento térmico así como
cualquier resto de cascarilla, óxido, escorias de soldadura, etc serán
eliminados antes de realizar el ensayo.
Si esto es posible, se deben eliminar entallas, rebordes o elevaciones que
pudiera presentar el material con el fin de asegurar un buen contacto entre
302
el material y el palpador en un espacio suficiente para que el ensayo se
haga de forma correcta.
Se utilizará un producto de acoplamiento que permita una adecuada
transmisión de los ultrasonidos, entre los que se pueden utilizar figuran la
pasta de celulosa y el aceite.
Se utilizará el mismo producto de acoplamiento para el calibrado y para
los exámenes, el aparato empleado será del tipo clásico y, como mínimo,
será capaz de utilizar un campo de frecuencias comprendido entre 1 a 5
MHz. Recuérdese que a mayor frecuencia de los ultrasonidos, menores
serán los defectos que se puedan llegar a detectar.
El aparato de ultrasonidos estará provisto de un dispositivo para el
reglaje de la amplificación graduado en decibelios, cuya precisión será de
2 dB dentro de los campos utilizados. La escala vertical será lineal con una
tolerancia de +5% como mínimo hasta el 75% de su altura máxima. La
base de tiempos del aparato será regulable de forma continua y su
diferencia de linealidad debe ser inferior al 2% del valor de la medida para
garantizar una buena precisión.
Las tolerancias anteriormente indicadas son indicativas. Si estos valores
fueran superados, podría ser necesario tenerlo en cuenta para casos límite
que se pudiesen presentar.
Los palpadores utilizados son palpadores normales de ondas
longitudinales.
303
Salvo imposibilidad, debido a la forma o la permeabilidad, su diámetro
estará comprendido entre 19 Y 26 mm y su frecuencia entre 2 y 2,5 MHz.
Generalmente estos palpadores están provistos de una suela protectora
blanda que dificulta su desgaste con el uso.
Antes de su utilización, se verificará la resolución y sensibilidad del
conjunto formado por el palpador y el aparato por medio de una pieza de
calibración internacional.
Resolución: en la ranura de 2 mm, empleando palpadores normales de
frecuencia igual a 2 MHz o más, deberán obtenerse tres ecos.
Sensibilidad: para una frecuencia de 2 a 2,5 MHz, el número de ecos
obtenidos sobre la suela de plexiglás serán como mínimo tres, esto podría
hacer necesario aumentar la amplificación al máximo, para investigaciones
complementarias que se hayan previsto, pueden utilizarse otros tipos de
palpadores de ultrasonidos, como los palpadores angulares de ondas
transversales (recuérdese que hasta ahora eran todos de ondas
longitudinales). Los ángulos de refracción más habituales en estos
palpadores son de 45º, 60º y 70º con respecto a la normal de la superficie
en que se apoya el palpador angular.
Otro tipo de palpadores de ultrasonidos son los denominados SE, que
poseen cristales emisor y receptor diferenciados y que sirven sobre todo
para buscar defectos superficiales en la pieza inspeccionadas. Estos
palpadores generalmente no están provistos de una suela flexible lo que
304
hace necesario una adecuada preparación de la superficie hasta que sea lo
suficientemente lisa y plana.
7.4 Modo de operación
El impuso de emisión que produce el equipo de ultrasonidos empleado
puede permitir a veces el ajuste del mismo, en este caso, se empleará un
impulso de emisión con la potencia mínima compatible con las distintas
necesidades del ensayo. Las características del impulso de emisión no se
modificarán durante el ensayo.
Para la calibración del palpador y la evaluación de las indicaciones
obtenidas en el ensayo, el mando que regula la amplificación deberá estar
en la posición 0. La base de tiempos deberá estar reglada de forma que se
maximice la separación el impulso de emisión y los ecos más alejados que
se pudieran producir, esto se debe a que así se medirá de forma más
precisa.
Las consideraciones anteriores se efectuarán, lógicamente, teniendo en
cuenta de las posibilidades de reglaje del equipo que se vaya a utilizar.
Para el calibrado se emplean únicamente las distancias entre dos o más
ecos de distancia previamente conocida. La distancia entre la impulsión de
emisión y el primer eco no puede emplearse por el efecto denominado de
"campo cercano", que hace que la precisión en la zona próxima a la
emisión no sea lo suficientemente alta como para calibrar con ella. La
posición de un eco respecto a una referencia en la pantalla permite
305
determinar la profundidad a la que se encuentra el elemento que produce
el citado eco, que puede ser tanto un defecto como características propias
de la pieza como el espesor de la misma.
Para el reglaje de la amplitud de los ecos se pueden utilizar piezas
patrón de espesores conocidos. Estas piezas existen tanto con un espesor
fijo como escalonadas. Estas piezas pueden tener taladros cuyas
indicaciones figuran en la especificación de calidad:
Con taladros de fondo plano de diámetro 6 mm, cuya tolerancia de 0 y
+0.4 y cuyos ejes serán perpendiculares a la superficie examinada.
Con taladros cilíndricos del mismo diámetro, pero cuyos ejes serán
paralelos a la superficie examinada.
Las piezas patrón estarán preferiblemente fabricadas de acero y es
deseable que sus características relativas a la propagación de los
ultrasonidos en ellas sean lo más similares posibles a las de la pieza que se
va a someter al ensayo.
(1) La anchura de las piezas patrón será superior a 50 mm y a:
λ⋅ d
L =
D
En la expresión anterior h es la longitud de las ondas de ultrasonidos en
la pieza, d es la distancia y D es el diámetro del cristal que genera los
ultrasonidos.
306
Para obtener las curvas de referencia, poner sucesivamente el palpador
sobre cada uno de los taladros útiles de la pieza patrón empleada, se
deberán conocer los espesores en los que se va a calibrar (mínimo 3
espesores). En la posición del eco máximo se reglará la amplificación para
que la altura de este oscile entre el 75% y la totalidad de la altura de la
pantalla.
Se marcarán en la pantalla los picos de los ecos correspondientes a cada
taladro que se obtuvieron anteriormente. Si se diera el caso de que la
altura de algún eco resulta inferior al 20% de la altura total de la pantalla,
se aumentaría la amplificación de 6 a 12 dB en estos puntos, anotándose
también la ganancia suplementaria que se acaba de introducir.
Trazar una línea que pase por los distintos puntos y prolongada hacia la
izquierda horizontalmente. Se obtiene así la curva de referencia de
amplificación correspondiente AO.
Para tener en cuenta los distintos estados de superficie y de absorción
de los ultrasonidos en el espacio comprendido entre la pieza a examinar y
la pieza patrón, se modificará la amplificación procediendo como en el
caso de los generadores de ecos artificiales, se trazará una línea que pase
por los picos de los ecos de fondo correspondientes a los distintos
espesores de los taladros de las piezas patrón, de amplificación
correspondiente Al. A continuación se pondrá el palpador sobre una zona
sana de la pieza cuyas paredes sean paralelas y cuyo estado de superficie
307
sea equivalente al de la zona que se desea examinar, reglándose la
amplificación de aparato hasta que se haya elevado el eco de fondo sobre
la línea trazada sobre la pantalla.
Denominaremos A2 a la amplificación obtenida. En el momento de
realizarse el examen mediante ultrasonidos, la amplificación deberá tomar
el valor AO(A2Al).
También podría ser necesario modular esta corrección en función de la
profundidad existente, por ejemplo, repitiendo la operación precedente
para distintos espesores e interpelando si fuera necesario.
Una forma de no tener que realizar todo lo anterior es mediante la
utilización de diagramas de referencia ya existentes. Si existe un acuerdo
previo entre las partes, la curva de referencia podrá igualmente ser
establecida utilizando los diagramas facilitados por distintos fabricantes
de palpadores, en los cuales se incluyen para un tipo determinado de
palpador las curvas correspondientes al eco de fondo, además de los ecos
de taladros de fondo plano de diámetros diferentes.
En este último caso, sería necesario verificar previamente, mediante el
uso de piezas patrón provistas de taladros con fondo plano, como mínimo
dos puntos del diagrama que se fuese a emplear. Hay diversas formas de
examen, la especificación de calidad precisará para cada zona que se
considere, la modalidad de ensayo que se debe efectuar:
308
Examen al cien por cien, esto se indicará con una X en la casilla que
corresponda a la zona en la especificación de calidad. En este caso el
palpador se desplaza según líneas paralelas con recubrimiento hasta haber
examinado la totalidad de la zona.
Examen por sondeo. Se puede denominar QL, QP o SL, que a su vez se
caracterizan por: QL seguido por unas cifras significa que el palpador se
desplaza a lo largo de las líneas de una red cuadriculada. Las cifras antes
mencionadas indican el paso en milímetros de la red.
QP seguido por unas cifras significa que el palpador se aplica
únicamente en los puntos de intersección de una red como la definida en
el caso anterior.
SL implica que el palpador se desplazará según líneas que habrán de
ser definidas en cada caso.
Los exámenes por sondeo deben seguir al menos una serie mínima de
reglas, entre las que se incluyen:
Para evitar la aplicación de la cláusula mencionada el constructor
deberá
precisar claramente y rápido (como muy tarde, en el propio pedido) la
localización de los cruces de la red que se vaya a emplear.
Si se detecta una anomalía se investigará su contorno examinando las
zonas que sean adyacentes a la citada anomalía.
309
La garantía obtenida sobre la conformidad de la clase especificada en
toda la zona que se haya considerado dependerá del paso de la red
empleada y de la clase de aceptación, ya que cambios en estos parámetros
afectan a la exactitud del examen y a la dificultan que existe para
superarlo.
Para la detección de las indicaciones, se aumenta la amplificación lo
necesario para que la altura mínima de los ecos a anotar, para la clase
especificada, sea al menos igual a una quinta parte de la altura total de la
pantalla del aparato empleado. Las indicaciones a detectar en el ensayo
mediante ultrasonidos serán tanto ecos intermedios como atenuaciones
del eco de fondo que no se deban a la geometría que presenta la pieza en
esa zona.
Ciertas indicaciones no podrán ser interpretadas con la exactitud
deseable, por lo que pueden interpretarse como defectos. Estas
indicaciones serán indicaciones a confirmar y son particularmente
importantes en aquellas zonas que hayan sufrido reparaciones
considerables.
7.5 Criterios de aceptación
Se denominará D a la altura del eco máximo producido por el defecto,
después de haber ajustado la amplificación de calibrado, R será la altura
de la curva de referencia a la misma profundidad, y F será la altura del eco
de fondo en la zona examinada de paredes paralelas.
310
Fo se tomará como la altura del eco de fondo en una zona sana de
paredes paralelas del mismo espesor de la zona a examinar. Se definirá:
∆F = F0 F
S se definirá como la superficie formada por las zonas elementales
obtenidas por una agrupación de puntos de indicaciones a anotar por el
método que se haya definido previamente. Las indicaciones a anotar son
aquellas para las que se cumple:
D
> 0,5R
R
∆F
≥ 0,2
F0
Se podrán emplear también otros límites, que podrán depender de la
clase de calidad o de aquello que se considere adecuado. Se tomarán como
indicaciones puntuales aisladas a aquellas en las cuales su superficie es
inferior a la del palpador empleado para realizar el ensayo.
Es necesario calcular la superficie de las zonas con anomalías que
presente la pieza, para ello se marcarán sobre la pieza las posiciones
correspondientes al centro del palpador para las cuales se ha encontrado
alguna indicación a anotar. Estos puntos se agruparán en zonas
elementales de superficie S.
311
Se considerarán como zonas elementales distintas aquellas para las
cuales las distancias a toda zona vecina son mayores que la dimensión
máxima de las dos zonas que se estén considerando. Si los puntos
marcados anteriormente no se agrupan en zonas elementales, entonces se
les considerarán indicaciones puntuales aisladas.
Hay que tener en cuenta que si la superficie inspeccionada no es plana,
la determinación de la superficie real de la zona con anomalía puede
necesitar un croquis.
Los criterios de aceptación de este ensayo se pueden basar en múltiples
parámetros, entre los que figuran:
Altura del eco producido por el defecto.
Atenuación del eco de fondo.
Superficie de cada zona elemental.
Superficie total acumulada debida a las zonas elementales.
Si las indicaciones superan los criterios de aceptación que finalmente se
especifiquen, el constructor deberá decidir si la pieza se repara o si deben
confirmarse los resultados obtenidos.
Los niveles de aceptación pueden variar con la profundidad de la zona
que se esté inspeccionando, si es así, habrá que definir a las distintas clases
de calidad que haya.
312
Los criterios antes mencionados también pueden variar para el caso de
zonas puntuales aisladas, si es así, será necesario definir los criterios que
deberán aplicarse en ese caso.
No se deben establecer criterios de aceptación de carácter general por la
gran cantidad de casos que pueden darse, habrá que tener en cuenta las
solicitaciones, la dificultad existente para realizar el control, el grado de
nocividad de las anomalías que se detecten, etc.
P. modo de ejemplo, se pueden especificar las clases como las
contenidas en la siguiente tabla, que podrá ser cambiada en función de la
información de la que se disponga.
(1): Para las clases 2 a 5, las indicaciones puntuales aisladas que superen
los límites de aceptación tolerados para las anteriores clases podrán ser
aceptadas con la condición de que su cantidad no supere ninguno de estos
dos valores: tres por dn2 o treinta por m2.
(2): Se refiere a la superficie máxima de cada zona elemental.
313
(3): Se refiere a la suma de las superficies elementales en tanto por
ciento de la superficie a examinar que definiese la especificación de
calidad.
Aquellas indicaciones que se considere que han de ser confirmadas
requerirán el uso de otros medios, como palpadores distintos a los
empleados. El análisis posterior al ya realizado buscará confirmar (o
negar) la existencia de un defecto, y en caso de existir este, buscará
conocer sus dimensiones y el tipo al que pertenece.
El constructor será quien tome la decisión en función de la solicitación a
la que esté sometida el área estudiada y las posibilidades de crecimiento
que tenga el defecto por el tipo de trabajo que soporte la zona. Si lo
considerase necesario, podrá solicitar que le sea enviado un informe
detallado con croquis incluido.
Entre lo que podrá solicitar figura una radiografía siempre que los
criterios para la realización de la misma se hubiesen definido en la
especificación de calidad.
Según la presente especificación, estos criterios no se aplican salvo que
se esté ante indicaciones a confirmar.
7.6 Informe del control
El informe del control realizado debe contar como mínimo con los
siguientes datos:
314
Lugar y fecha del examen.
Designación e identificación de la pieza examinada.
Número de la colada y del pedido.
Tipo de acero.
Fase de fabricación y zonas controladas.
Referencia a esta especificación.
Marca, tipo y palpador empleado en el ensayo.
Frecuencia y tipo del cristal generador de ultrasonidos empleados.
Conformidad (o no) con la especificación de calidad.
Observaciones que se consideren necesarias.
Nombre y firma del inspector.
8 Especificación técnica de control por radiografía
8.1 Objeto y campo de aplicación
El ensayo no destructivo basado en radiografías tiene por objetivo
detectar defectos internos en piezas fundidas, así como precisar la
naturaleza y dimensiones de los defectos que se hubiesen detectado
previamente mediante otros ensayos, como por ejemplo, el ensayo
mediante ultrasonidos.
315
Este ensayo no destructivo es aplicable a cualquier pieza de acero
fundido, si bien el espesor, la forma y la accesibilidad de las mismas
pueden provocar que no siempre sea utilizable.
8.2 Preparación de la superficie
El ensayo de radiografía debe utilizarse después de haberse aplicado el
tratamiento térmico de calidad, asimismo, debe realizarse en superficies
que no presenten irregularidades que pudiesen dar lugar a
interpretaciones erróneas de las radiografías que se obtengan.
8.3 Fuentes de radiación
Será necesario conocer tanto el espesor de la zona que se debe
radiografiar como el metal que forma la pieza. Se podrán emplear
radiaciones X o gamma, se utilizarán aquellas que permitan realizar el
ensayo de forma correcta.
8.4 Películas radiográficas
La película que se emplee para ser impresionada por la radiación,
dependerá de la radiación empleada, así como del espesor de la pieza en
la zona a examinar. De ASTM E 9468 (1974) se pueden obtener estas
indicaciones:
316
El constructor debe dar su aprobación si se desea utilizar películas
radiográficas de tipo 4. Como guía para elegir adecuadamente la película a
emplear se puede utilizar la siguiente tabla:
Estas indicaciones se han incluido al representar el nivel habitual de
calidad, las tensiones representan las energías operativas en esos casos.
317
8.5 Identificación de las radiografías
En las radiografías que se tomen se deberá prever que cada una de las
mismas tenga al menos dos referencias visibles en la misma. Si es posible,
las referencias estarán del lado de la fuente.
La posición de las referencias que se empleen se deberá marcar sobre la
pieza para posibilitar repetir la radiografía exactamente en la misma
posición si esto fuera necesario. Como referencias se pueden utilizar
características propias de la pieza, como puede ser una punta de arista, si
estas permiten posicionar correctamente la radiografía. Cada película
empleada será marcada de forma que sea posible su identificación en
concordancia con el plano de posicionado.
Los indicadores de calidad de imagen (I.Q.I. del tipo AFNOR, DIN o
ASTM), que también se pueden denominar penetrámetros, se dispondrán
perpendicularmente al haz de radiación sobre la superficie de la pieza del
lado de la fuente (salvo en casos excepcionales). Estos deben ofrecer las
mejores posibilidades de interpretación aun en el caso de espesores
distintos.
8.6 Distancia foco película
La distancia fuente película deberá ser la suficiente para tener una
penumbra geométrica adecuada. Para el acelerador lineal, la distancia
fuente película debe ser superior o igual a 1500 mm. Estos aspectos serán
modificables en caso de que exista un acuerdo que así lo especifique.
318
8.7 Calidad de las radiografías
Los valores de los distintos parámetros pueden ser acordados para cada
caso particular por las partes. La calidad de imagen será evaluada
mediante la identificación del agujero o hilo más pequeño visible en
función del espesor radiografiado del indicador de calidad de imagen. El
último taladro o hilo visible de este será el definido en la tabla que se
presenta a continuación, con referencia a las normas indicadas.
La densidad en las lecturas en simple o doble película deberá estar
comprendida entre dos y cuatro. Esta será verificada con ayuda de un
densitómetro o por comparación con películas patrón.
319
(1) Valores intermedios entre I.Q.I. No 20 Y 50 de 5 posibles
(2) Valores intermedios entre I.Q.I. No 50 Y 100 de 10 posibles
(3) (Valores intermedios a partir del I.Q.I. No 120 de 20 posibles La
borrosidad geométrica (Bg) viene determinada por la expresión:
�� � � · (! ( Siendo:
320
e: Espesor de la pieza a radiografiar.
D: Distancia fuentepelícula.
d: La dimensión más pequeña de la fuente.
Las distancias anteriores son todas en milímetros. La borrosidad
geométrica dependerá del espesor que se vaya a radiografiar:
8.8 Interpretación de las películas
La interpretación será efectuada en simple o doble película según la
densidad que exista. La interpretación deberá basarse en la última edición
de las normas ASTA4 E466, E148 Y E280, según el espesor de las piezas
radiografiadas. Los criterios de aceptación (tipo de defecto y clases) serán
definidos en la especificación de calidad para cada zona a radiografiar.
8.9 Informe del control
El informe del control radiográfico que se vaya a realizar deberá incluir
al menos los siguientes puntos:
321
Lugar y fecha de examen.
Designación e identificación de la pieza.
Número del pedido y de la colada.
Tipo de acero fundido.
Fase de fabricación y zonas que se han controlado.
Referencia a la presente especificación.
Características de la fuente de radiación utilizada.
Distancia entre la fuente y la película, así como los espesores
radiografiados.
Marca y tipo de la película empleada, tipo del indicador de calidad de
imagen utilizado.
Identificación de las radiografías.
Plano indicando la disposición de las radiografías y de las marcas
realizadas sobre la pieza.
Resultado de interpretar las radiografías obtenidas, se deberá indicar
para cada defecto su tipo y clase.
Conformidad (o no) de la pieza respecto de la especificación de calidad.
Nombre y firma del inspector.
322
Capítulo 5 TRATAMIENTOS DE PROTECCIÓN
CONTRA LA CORROSIÓN
1 Procedimiento
La protección frente a la corrosión se aplicará a todos los elementos
fabricados en acero al carbono de las turbinas durante su fabricación o en
reparación. Esta prescripción será aplicada siempre que no existan otros
acuerdos con el cliente que modifiquen lo aquí establecido.
Las superficies antes de proceder a chorrearlas deben estar limpias de
posibles restos de aceite o grasa. Las rebabas, las aristas vivas, las capas
gruesas de óxido y los posibles restos de escorias de soldaduras se
eliminarán por medio de cincel, cepillo de alambre o por otro sistema que
se considere adecuado antes de realizar el chorreado, este podrá efectuarse
con arena o con granalla. Se chorreará hasta un grado de acabado indicado
en la norma SIS 055900.
Para el caso de chorreado por el exterior del equipo, los agujeros se
taparán adecuadamente con contra bridas (si las conexiones son mediante
bridas), o en otro caso, mediante tapas adecuadas para tal fin. Las
conexiones roscadas se taparán mediante tapones también roscados. Se
busca evitar con esto la entrada de arena o granalla en el interior del
323
equipo. En todo caso, se protegerán las superficies mecanizadas y las
roscas utilizando para ello Tesaband u otro medio adecuado. En el caso de
soldaduras de obra, se dejará una banda de 60 mm sin pintar a ambos
lados de la soldadura, para evitar que el calor que posibilita la soldadura
dañe a la pintura.
El chorreado se efectuará dentro del taller previsto al efecto evitándose
condiciones indeseables para esta operación, entre las que figuran una
humedad relativa superior al 80%, condensaciones, humedad sobre la
superficie apreciable a simple vista o un abrasivo húmedo Una vez
concluida la operación de chorreado, se eliminará cuidadosamente toda la
arena o granalla que haya podido quedar sobre el equipo, así como el
polvo que se produzca mediante aire comprimido limpio y seco, aspirador
de polvo o un cepillo limpio. La pintura se aplicará sobre las superficies a
pintar según las especificaciones técnicas que facilite su fabricante.
Para poder pintar, se tendrán que verificar necesariamente los
siguientes puntos:
Preparación de la superficie.
Control del grado de acabado.
Pintura utilizada de imprimación.
Pintura utilizada en la terminación.
Espesor y adherencia del pintado de acabado.
Verificación visual del resultado.
324
2 Normas, aparatos y pinturas a utilizar
El tipo de pintura a utilizar se elegirá según las características de la
superficie a pintar. Las normas que se deberán seguir para los distintos
aspectos son:
Rugosidad: s/SIS 055900.
Adherencia: s/ASYM D 335983.
Espesores: según el tipo de pintura empleado.
2.1 Superficies en contacto con agua
Para estas superficies, su preparación deberá ser de grado 2 y habrá
cuatro capas de protección. Cada una de estas capas es detallada a
continuación:
Primera capa: se empleará pintura Epoxi rica en Zinc de dos
componentes 221, su espesor oscilará entre 80 y 90 mm y su color será gris
metálico.
Segunda capa: la pintura será EpoxiPoliamida Óxido de Hierro Micáceo
2x6, su espesor será de 80 pm y de color gris claro. Se deberá aplicar en las
48 horas siguientes a la capa de imprimación.
Tercera y cuarta capa: estas capas tendrán pintura AlquitránEpoxi 5x4 y
espesor 100 pm (en cada capa). Serán de color negro.
325
En la cámara espiral y el tubo de aspiración, se dejarán libres de pintura
sesenta milímetros en el borde de todas las uniones soldadas a realizar en
obra, para proteger la pintura del calentamiento que se genera al soldar.
Para limpiar la soldadura por el interior se esmerilará hasta metal
blanco y se pintará según lo anteriormente prescrito. En el caso de que se
tenga que soldar por el exterior anclajes u otros accesorios para ayudar al
montaje se comprobará que por el interior no se ha dañado a la pintura. Si
sucediera esto último, habrá que reparar la zona dañada.
2.2 Superficies en contacto con aceite
Estas superficies serán preparadas para que presenten una preparación
de superficie de grado 2 %, y tendrán tres capas de protección, cuyas
capas de protección serán como sigue:
Primera capa: utilizará pintura Epoxi rica en Zinc de dos componentes
221, su espesor oscilará entre 80 y 90 p. Su color será gris metálico.
Segunda capa: su pintura será EpoxiPoliamida Óxido de Hierro
Micáceo 2x6, con espesor igual a 80 pm y color gris claro. Se deberá aplicar
esta capa en las 48 horas siguientes a la de imprimación.
Tercera capa: su pintura será Esmalte Poliuretano Alifático de dos
componentes 5W, con espesor comprendido entre 40 y 50 pm. Su color
será el blanco.
326
2.3 Superficies en contacto con el ambiente
En este apartado se distinguirá entre dos casos, que serán las superficies
en contacto con el ambiente y las correspondientes a la turbina montada.
Para el caso de las superficies en contacto con el ambiente, con
excepción de las de la tubería montada, se prepararán con grado 2, y
tendrán dos capas de protección. Estas últimas serán como sigue:
Primera capa: usará pintura Epoxi rica en zinc de dos componentes 221,
espesor comprendido entre 80 y 90 pm y color gris metálico.
Segunda capa: su pintura será del tipo EpoxiPoliamida Óxido de Hierro
Micáceo 2x6, con un espesor de 80 pm y color gris claro. Esta capa
deberá aplicarse en las 48 horas posteriores a la capa de imprimación.
Para el caso de las superficies de turbina montada se prepararán las
superficies con grado 2 y tendrán cuatro capas de protección. Las
características de estas serán las siguientes:
Primera capa: pintura Epoxi rica en zinc de dos componentes, con
espesor entre 80 y 90 p. Su color será el gris metálico.
Segunda capa: empleará pintura EpoxiPoliamida Óxido de Hierro
Micáceo 2x6, con espesor igual a 80 pm y color gris claro. Se deberá
aplicar en las 48 horas siguientes a la capa de imprimación.
327
Tercera y cuarta capa: emplearán pintura Esmalte Poliuretano de dos
componentes 5P9, con espesores comprendidos entre 35 y 40 pm en cada
una de las capas. El color será azul RAL 5015
2.4 Superficies mecanizadas
Este tipo de superficies llevarán una sola capa de protección, con
pintura del tipo Barniz Pelable, con un espesor de al menos 80 pm y color
amarillo.
2.5 Superficies en contacto con hormigón E
El transporte por carretera se hará con protección sin recubrimiento,
mientras que el transporte marítimo se hará con una preparación de
superficie de grado Sa 2%. Se aplicará una capa de protección.
Esta capa empleará pintura de tipo ShopF'rimer Epoxi de dos
componentes, su espesor deberá oscilar entre 20 y 25 pm y su color será
rojo óxido.
328
Capítulo 6 CONTROLES A REALIZAR EN CADA
PIEZA
1 Controles en la cámara en espiral
En esta pieza se realizarán un total de cuatro controles: inspección
visual, examen por líquidos penetrantes, certificados de materiales, control
dimensional.
Se explican a continuación cada uno de ellos:
Inspección visual. Este control se deberá realizar tanto a la totalidad de
la cámara en espiral una vez finalizada su construcción y a cada una de las
chapas que la forman durante su fabricación. Se busca con esto detectar los
defectos de cualquier tipo o las faltas de soldadura apreciables a simple
vista.
Las chapas que no se consideren aptas se apartarán y marcarán para
realizar con ellas la opción que se considere más adecuada entre desecharlas
o emplearlas en algo en lo que sean válidas. Si existiesen mordeduras,
salpicaduras o grietas (tanto de cráter, como longitudinales o transversales)
en alguna soldadura, se procederá a su levantado y volverán a depositarse. Si
existiesen defectos como descolgaduras, falta de penetración o rechupes
(defectos en la raíz), serán levantadas estas soldaduras para ser depositadas
de nuevo si fuera posible.
329
Líquidos penetrantes. Este examen se realiza con la cámara ya finalizada
en las zonas en las que se produzcan cruces entre cordones de soldadura
distintos. Se busca poder detectar defectos superficiales cuyo tamaño no
permita apreciarlos a simple vista, debido a que pueden disminuir
peligrosamente la resistencia del cordón de soldadura en los citados cruces.
En caso de encontrarse estos fallos, se levantarán los cordones
correspondientes y su repetición.
Certificados de materiales. Se pedirán para su comprobación los
certificadas de los materiales que conforman la cámara en espiral, de cara
sobre todo a garantizar que su tensión máxima mínima tiene el valor
especificado en la norma UNEEN 102531: 2000 y que dicho valor se encuentra
dentro de tolerancias que se hayan especificado. En caso de que no fuese así,
existiría un riesgo para la integridad de la cámara en espiral cuando esta se
llenase de agua y alcanzase altas presiones.
Control dimensional. Se realizará en todas las chapas que conforman a la
cámara en espiral y en las tapas del predistribuidor antes de proceder a su
soldadura, si no se realizase así, se correría el riesgo de tener que desmontar
la cámara entera y volverla a hacer. Una vez que la cámara en espiral esté
construida, se realizará el control dimensional de las cotas que no se hubiesen
medido en el paso anterior.
330
2 Controles en el rodete
En el rodete se realizarán de nuevo los mismos cuatro controles que se
aplicaron a la cámara en espiral: inspección visual, examen por líquidos
penetrantes, certificados de materiales y control dimensional.
Se explican a continuación cada uno de ellos:
Inspección visual. Se debe hacer una vez sacada la pieza de la fundición
para poder encontrar en el rodete las grietas superficiales que pudiesen
producirse por el enfriamiento del molde, al ser el acero empleado en su
fabricación autotemplable, en el que las tensiones internas por cambio de
fases pueden crear las citadas grietas. También se buscarán rechupes o
faltas de llenado que se produzcan en el molde por falta de material frente
a lo necesario por la contracción del acero. Las faltas de llenado se dan
como consecuencia de que el metal líquido que entra en el molde solidifica
antes de lo necesario, impidiendo la entrada del resto del metal líquido. Si
existiesen grietas de temple, se deberá corregir el proceso de enfriamiento
y ralentizar a este en lo posible, si estas grietas se produjesen por faltas de
relleno o rechupes, deberá rediseñarse el molde. En todos los casos en que
se presenten alguno de los defectos anteriormente citados, el rodete
deberá volverse a fundir para ser sometido a continuación al mismo
examen visual.
Líquidos penetrantes. Este control debe realizarse tras las fases de
mecanizado a las que se vea sometido el rodete de cara a encontrar grietas
331
y otros defectos superficiales que se hubiesen podido generar. La
existencia de poros en el rodete puede dar lugar a fenómenos de
cavitación si estos se encuentran en la zona de los alabes y en contacto con
el agua.
Certificado de materiales. Serán pedidos y comprobados para
garantizar que el acero que se haya empleado en el rodete tiene una
composición que respeta las tolerancias dadas en la norma UNEEN 10088-
1: 1996. Esto se debe a que en el rodete es particularmente importante, por
motivos obvios, que el acero inoxidable tenga la calidad y la resistencia a
la corrosión que se espera en él.
También se realiza esto porque se debe emplear un acero con una buena
característica de dureza, ya que va a estar sometido a abrasión por los
materiales en suspensión que pudiese llevar el agua turbinada y por las
posibles cavitaciones que pudiesen ocurrir.
Control dimensional. Se realizará después de cada una de las etapas de
mecanizado, en los planos del rodete se suministran también los límites
admisibles en las tolerancias dimensionales, geométricas y de rugosidad. Una
de las zonas más delicadas es la de los laberintos, ya que presentan secciones
de paso muy reducidas y con tolerancias pequeñas. Esto es así debido a que
su función es minimizar la cantidad de agua no turbinada, y esto se consigue
dificultando en lo posible la circulación de esta, gracias a estos dispositivos
aumenta el rendimiento de la turbina. La zona de los alabes en contacto con el
agua en movimiento será inspeccionada mediante un rugosímetro debido a
332
que esto es necesario para garantizar un buen rendimiento en la turbina
hidráulica, ya que las pérdidas en esta disminuyen si lo hace también la
rugosidad en las zonas citadas, además, también disminuirá el riesgo de
cavitación, ya que este se favorece si la rugosidad no es reducida. Esto último
implicará que el esmerilado de los alabes se deberá hacer con cuidado y
deberá ser comprobado de forma adecuada.
3 Controles en el eje
En esta pieza se realizarán un total de cinco controles: inspección visual,
líquidos penetrantes, ultrasonidos, certificado de materiales y control
dimensional.
Se expone cada uno de ellos a continuación:
Inspección visual. Se deberá realizar una vez realizado el forjado, para
buscar pliegues superficiales grandes y apreciables a simple vista. Este
tipo de defectos hacen que la pieza sea inutilizable, al haber perdido
resistencia en su periferia, lo cual es particularmente grave porque el eje
trabaja a flexión y a torsión. El eje deberá ser templado, una vez realizada
esta operación, también se comprobará visualmente la existencia de
grietas apreciables a simple vista.
Líquidos penetrantes. Se encargarán de buscar defectos superficiales de
pequeño tamaño, como grietas debidas al proceso de temple o pequeños
pliegues provocados por el forjado que no se hubiesen detectado con
anterioridad.
333
Ultrasonidos. Se realizará con ellos una inspección completa del eje
para encontrar los defectos internos que no pudiesen ser detectados
mediante los procedimientos antes empleados.
Certificado de materiales. De nuevo se pedirán los certificados y se
revisarán, las proporciones entre los elementos del acero empleado han de
estar dentro de los límites previstos por la norma UNEEN 100832: 1997. Se
deben resultar tanto los resultados físicos como los químicos, el valor
mínimo de la resistencia máxima debe ser también como lo dicta la norma
anteriormente mencionada de cara a garantizar un funcionamiento
adecuado del eje. Control dimensional. Se realizará sobre las cotas que
figuren en el plano que corresponda.
Las tolerancias referentes a circularidad y a la perpendicularidad
respecto de la cara en contacto con el rodete son especialmente
importantes, ya que si no toman valores adecuados, se pueden generar
desequilibrios importantes.
334
4
Presupuesto
335
Documento 4: Presupuesto
Índice General:
Paginas
Parte I: Mediciones 336 - 337
Parte II: Precios Unitarios 338 – 339
Parte III: Sumas Parciales 340 - 341
Parte IV: Presupuesto General 342 - 343
336
Parte I MEDICIONES
337
Capítulo 1 MEDICIONES
Concepto Cantidad Unidad
Tubería forzada 1
Acero laminado 3360 kg
Rodete 1
Fundición acero inoxidable martensítico AISI 410 37,7 kg
Modelo 1
Cámara espiral 1
Acero X6 Cr13 UNE-EN 10088 241 kg
Distribuidor 1
Tapa delantera 1
Acero 33,66 kg
Tapa trasera 1
Acero 25,5 kg
Álabes 16
Acero X6 Cr13 UNE-EN 10088 16,23 kg
Tubo de aspiración 1
Acero X6 Cr13 UNE-EN 10088 173,76
Válvula mariposa 1
Control digital + Servomotor 1
Generador 1
Ingeniería 720 h
Delineación 230 h
Control de calidad 300 h
Puesta en servicio 45 h
Montaje 12% coste del material + mecanizado
338
Parte II PRECIOS UNITARIOS
339
Capítulo 1 PRECIOS UNITARIOS
Concepto Precio
Tubería forzada 28224 €
Acero laminado 6 €/kg
Mecanizado 2,4 €/kg
Rodete 9108,7 €
Fundición acero inoxidable martensítico AISI 410 21 €/kg
Mecanizado 8,4 €/kg
Modelo 8000 €
Cámara espiral 3711,4 €
Acero X6 Cr13 UNE-EN 10088 11 €/kg
Mecanizado 4,4 €/kg
Distribuidor 746,82 €
Tapa delantera 282,73 €
Acero 6 €/kg
Mecanizado 2,4 €/kg
Tapa trasera 214,21 €
Acero 6 €/kg
Mecanizado 2,4 €/kg
Álabes 249,88 €
Acero X6 Cr13 UNE-EN 10088 11 €/kg
Mecanizado 4,4 €/kg
Tubo de aspiración 2675,9 €
Acero X6 Cr13 UNE-EN 10088 11 €/kg
Mecanizado 4,4 €/kg
Válvula mariposa 20000 €
Control digital + Servomotor 26150 €
Generador 25700 €
Ingeniería 54 €/h
Delineación 28 €/h
Control de calidad 53 €/h
Puesta en servicio 123 €/h
Montaje 4055 €
340
Parte III SUMAS PARCIALES
341
Capítulo 1 SUMAS PARCIALES
Concepto Cantidad Precio Importe
Tubería forzada 1 28224 € 28224 €
Acero laminado 3360 kg 6 €/kg 20160 €
Mecanizado 3360 kg 2,4 €/kg 8064 €
Rodete 1 9108,7 € 9108,7 €
Fundición acero inoxidable martensítico AISI 410 37,7 kg 21 €/kg 791,7 €
Mecanizado 37,7 kg 8,4 €/kg 317 €
Modelo 1 8000 € 8000 €
Cámara espiral 1 3711,4 € 3711,4 €
Acero X6 Cr13 UNE-EN 10088 241 kg 11 €/kg 2651 €
Mecanizado 241 kg 4,4 €/kg 1060,4 €
Distribuidor 1 746,82 € 746,82 €
Tapa delantera 1 282,73 € 282,73 €
Acero 33,66 kg 6 €/kg 201,96 €
Mecanizado 33,66 kg 2,4 €/kg 80,784 €
Tapa trasera 1 214,21 € 214,21 €
Acero 25,5 kg 6 €/kg 153 €
Mecanizado 25,5 kg 2,4 €/kg 61,2 €
Álabes 16 249,88 € 249,88 €
Acero X6 Cr13 UNE-EN 10088 16,23 kg 11 €/kg 178,53 €
Mecanizado 16,23 kg 4,4 €/kg 71,41 €
Tubo de aspiración 1 2675,9 € 2675,90 €
Acero X6 Cr13 UNE-EN 10088 173,76 kg 11 €/kg 1911,36 €
Mecanizado 173,76 kg 4,4 €/kg 764,54 €
Válvula mariposa 1 20000 € 20000 €
Control digital + Servomotor 1 26150 € 26150 €
Generador 1 25700 € 25700 €
Ingeniería 720 h 54 €/h 38880 €
Delineación 230 h 28 €/h 6440 €
Control de calidad 300 h 53 €/h 15900 €
Puesta en servicio 45 h 123 €/h 5535 €
Montaje 12% de mecanizado +
material 4377,7 € 4377,7 €
Transporte 10000 €
Sistema eléctrico 125000 €
342
Parte IV PRESUPUESTO GENERAL
343
Capítulo 1 PRESUPUESTO GENERAL
Concepto Importe
Tubería forzada 28224 €
Rodete 9108,7 €
Cámara espiral 3711,4 €
Distribuidor 746,82 €
Tapa delantera 282,73 €
Tapa trasera 214,21 €
Álabes 249,88 €
Tubo de aspiración 2675,90 €
Válvula mariposa 20000 €
Control digital + Servomotor 26150 €
Generador 25700 €
Ingeniería 38880 €
Delineación 6440 €
Control de calidad 15900 €
Puesta en servicio 5535 €
Montaje 4377,7 €
Transporte 10000 €
Sistema eléctrico 125000 €
Total Equipamiento 322449,52 €
Obra Civil 330887 €
Importe sin IVA 653336,52 €
Importe Total+ IVA (16%) 757870 €