Selección de una turbina para la generación de energía eléctrica renovable en estructuras escalonadas del alcantarillado combinado de la ciudad de Bucaramanga

Abstract

Este estudio se realiza debido a la búsqueda de nuevas alternativas de generación energética limpia y sostenible, que es tan apremiante hoy en día, debido al impacto ambiental negativo por el uso ineficiente y excesivo del agua y la energía, junto a las largas sequias que agrava la situación de abastecimiento a futuro para una población en aumento. Por tal razón nace la idea de aprovechar tal energía potencial almacenada en las estructuras escalonadas de aguas combinadas del sistema de alcantarillado, transportadas a través de la caída por gravedad, con la capacidad potencial para impulsar turbinas hidráulicas que generen de energía eléctrica. Aprovechando las condiciones geomorfológicas y estructurales del sistema de alcantarillado de la ciudad de Bucaramanga, la cual tiene ventajas para tal propósito por el método captación y transporte de las aguas residuales y lluvias, la ciudad cuenta con una estructura de suelo en forma de escarpa sobre su parte occidental, lo que ha sido aprovechado para dirigir en esa dirección las aguas del sistema de alcantarillado, con el fin de dar entrega de estas aguas servidas al Rio de Oro, el más caudaloso he importante para el destino final de aguas servidas de la ciudad. De este modo se procede con una búsqueda documental para cuantificar los caudales de aguas que estas pueden transportar como energía potencial, complementada con un registro fotográfico in situ para analizar las condiciones actuales de las estructuras escalonadas, para finalmente analizar la factibilidad de la idea. Como resultado se escogen la turbina Pelton y Francis lenta, siendo las más óptimas para las características de altura y caudal presentes en cada una de las estructuras escalonadas.

This study is carried out due to the search for new alternatives for clean and sustainable energy generation, which is so pressing today, due to the negative environmental impact due to the inefficient and excessive use of water and energy, along with the long aggravating sequences The future supply situation for a growing population. For this reason, the idea of taking advantage of such potential energy stored in the staggered combined water structures of the sewerage system, transported through gravity fall, with the potential capacity to drive hydraulic turbines that generate electricity is born. Taking advantage of the geomorphological and structural conditions of the sewer system of the city of Bucaramanga, which has advantages for this purpose by the method of capturing and transporting wastewater and rainfall, the city has an escarpment-shaped soil structure over its western part, which has been used to direct the sewage system waters in that direction, in order to deliver these sewage to the Río de Oro, the most abundant is important for the final destination of the sewage the city . In this way, a documentary search will be carried out to quantify the water flows that these can transport as potential energy, complemented with an on-site photographic record to analyze the current conditions of the staggered structures, to finally analyze the feasibility of the idea. As a result, the Pelton and Francis slow turbine are chosen, being the most optimal for the height and flow characteristics present in each of the staggered structures.