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Máster Universitario en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos

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Sistemas Energéticos y Aprovechamientos Hidráulicos

Código asignatura
MICAMI01-C-004
Curso
Primero
Temporalidad
Primer Semestre
Carácter
Complementos de Formación
Créditos
6
Pertenece al itinerario Bilingüe
No
Actividades
  • Clases Expositivas (35 Hours)
  • Prácticas de Aula/Semina (7 Hours)
  • Prácticas de Laboratorio (14 Hours)
  • Tutorías Grupales (2 Hours)
Guía docente

La finalidad de la asignatura es presentar al alumnado las características de las distintas formas de generar energía eléctrica en centrales utilizando distintos recursos renovales y no renovables, así como enseñar los fundamentos básicos de los aprovechamientos hidráulicos en centrales hidroeléctricas. En este aspecto, constituye una continuación de la asignatura de Obras Hidráulicas.

Se transmitirán al alumnado las distintas estrategias de diseño de centrales hidroeléctricas y las implicaciones que estas tienen en su modo de funcionamiento. Asimismo, describirán técnicamente las características y funcionalidades de sus componentes como: turbinas, conducciones, chimeneas de equilibrio, válvulas, etc.

Finalmente, y debido a la importancia creciente de la generación eólica, tanto en tierra como off shore, se realizará una descripción tanto del viento como recurso energético, como de la tecnología de los aerogeneradores utilizados para su aprovechamiento en forma de energía eléctrica.

La asignatura de Sistemas Energéticos y Aprovechamientos Hidráulicos pertenece al módulo Tecnología Específica y se estudia en el primer semestre del cuarto curso. La materia correspondiente es MT14 – Obras y Aprovechamiento Hidráulicos.

Se considera conveniente haber cursado y superado las asignaturas Hidráulica e Hidrología, Hidrología Superficial y Subterránea y Obras Hidráulicas.

Competencias Básicas:

CB1     Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio.

CB2     Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio.

CB3     Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.

CB4     Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado.

CB5     Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía.

Competencias Genéricas:

CG01  Capacitación científico-técnica para el ejercicio de la profesión de Ingeniero Técnico de Obras Públicas y conocimiento de las funciones de asesoría, análisis, diseño, cálculo, proyecto, construcción, mantenimiento, conservación y explotación.

CG02  Comprensión de los múltiples condicionamientos de carácter técnico y legal que se plantean en la construcción de una obra pública, y capacidad para emplear métodos contrastados y tecnologías acreditadas, con la finalidad de conseguir la mayor eficacia en la construcción dentro del respeto por el medio ambiente y la protección de la seguridad y salud de los trabajadores y usuarios de la obra pública.

CG03  Conocimiento, comprensión y capacidad para aplicar la legislación necesaria durante el ejercicio de la profesión de Ingeniero Técnico de Obras Públicas.

CG04  Capacidad para proyectar, inspeccionar y dirigir obras, en su ámbito.

CG05  Capacidad para el mantenimiento y conservación de los recursos hidráulicos y energéticos, en su ámbito.

CG06  Capacidad para el mantenimiento, conservación y explotación de infraestructuras, en su ámbito.

CG07  Capacidad para realizar estudios y diseñar captaciones de aguas superficiales o subterráneas, en su ámbito.

CG09  Conocimiento de la historia de la ingeniería civil y capacitación para analizar y valorar las obras públicas en particular y la construcción en general.

Competencias Específicas:

Tecnología Específica, Hidrología

EH01   Conocimiento y capacidad para proyectar y dimensionar obras e instalaciones hidráulicas, sistemas energéticos, aprovechamientos hidroeléctricos y planificación y gestión de recursos hidráulicos superficiales y subterráneos.

Resultados de aprendizaje:

Al finalizar el curso, estas competencias se deben concretar en unos resultados de aprendizaje. En concreto, el alumno ha de ser capaz de:

  • Conocer los distintos tipos de centrales generadoras de energía, sus características técnicas y participación en el sistema eléctrico.
  • Adquirir conceptos básicos asociados con los aprovechamientos hidroeléctricos.
  • Analizar el funcionamiento de los distintos tipos de turbina asociados a las centrales hidroeléctricas.
  • Describir la funcionalidad y características de las conducciones, válvulas y chimeneas de equilibrio de una central hidroeléctrica.
  • Conocer las características del viento como recurso energético y su aprovechamiento mediante aerogeneradores.

Unidad Didáctica 1- Tecnologías de generación eléctrica y el mercado ibérico

Tema 1.1. Tecnologías de generación eléctrica

Tema 1.2. El mercado ibérico de la electricidad

Unidad Didáctica 2- La energía hidráulica y su aprovechamiento

Tema 2.1. La energía hidráulica y su aprovechamiento

Unidad Didáctica 3- Componentes y magnitudes características de los aprovechamientos hidroeléctricos

Tema 3.1. Componentes de los aprovechamientos hidroeléctricos

Tema 3.2. Magnitudes características de los aprovechamientos hidroeléctricos

Unidad Didáctica 4- Clasificación y descripción de los aprovechamientos hidroeléctricos

Tema 4.1. Clasificación y descripción de los aprovechamientos hidroeléctricos

Unidad Didáctica 5- Turbinas hidráulicas

Tema 5.1. Turbinas hidráulicas: consideraciones generales

Tema 5.2. Turbinas Pelton

Tema 5.3. Turbinas Francis

Tema 5.4. Turbinas Kaplan-Bulbo

Unidad Didáctica 6- Cavitación en turbinas

Tema 6.1. Cavitación en turbinas: consideraciones generales

Tema 6.2. Cavitación en la descarga de turbinas

Unidad Didáctica 7- Conducciones hidráulicas en aprovechamientos hidroeléctricos

Tema 7.1. Conducciones hidráulicas en aprovechamientos hidroeléctricos

Tema 7.2. Galerías de presión, tuberías forzadas y válvulas

Unidad Didáctica 8- Chimeneas de equilibrio

Tema 8.1. Chimeneas de equilibrio

Unidad Didáctica 9- Energía eólica

Tema 9.1. El viento y su aprovechamiento

Tema 9.2. Desarrollo de la energía eólica. Eólica off shore

Se detallan a continuación las distintas prácticas de laboratorio a realizar:

Práctica 1- Centrales hidroeléctricas: parámetros característicos (2 horas).

Práctica 2- Centrales reversibles: parámetros característicos (2 horas).

Práctica 3- Caracterización de turbina hidrocinética en túnel de agua de la EPM (4 horas).

Práctica 4- Simulación de oscilaciones de masa en chimenea de equilibrio (2 horas).

Práctica 5- Pre-dimensionamiento de un parque eólico. (4 horas).

La metodología empleada para alcanzar los resultados del aprendizaje está en función de los criterios propuestos en la memoria de verificación. Se clasifica a esta asignatura del tipo T3 y corresponde aproximadamente a un aprendizaje de:

  • Clases expositivas: 35 horas
  • Prácticas de laboratorio/campo/informática: 14 horas
  • Prácticas de aula: 7 horas
  • Tutorías grupales: 2 horas
  • Sesiones de evaluación: 2 horas
  • Trabajo grupo: 30 horas
  • Trabajo autónomo: 60 horas

Correspondiendo a:

  • Trabajo presencial de profesor y alumnos: 60 horas
  • Trabajo personal del estudiante: 90 horas

La metodología utilizada consistirá en:

Clase expositiva de teoría y prácticas de tablero: una presentación expositiva de cada uno de los temas, por parte del profesor de la asignatura. Será impartida a todos los alumnos conjuntamente, según los grupos de teoría establecidos, no necesariamente como lección magistral, sino procurando una participación activa del alumnado en la dinámica de las mismas. Se desarrollarán los contenidos teóricos de la asignatura, combinados con la resolución de problemas y ejercicios, poniendo a disposición de los estudiantes los materiales necesarios para su comprensión.

Las prácticas de aula serán impartidas al grupo de alumnos, y van a permitir realizar actividades de discusión teórica o preferentemente prácticas realizadas en el aula que requieren una elevada participación del estudiante, incluyendo exposiciones orales de algún caso real o pequeño trabajo de investigación relacionado con la asignatura.

Clases prácticas de laboratorio: Tienen lugar en los laboratorios docentes de la titulación, o en las aulas de informática. Se propondrá la resolución de diferentes prácticas, que serán desarrolladas por los alumnos durante la clase práctica y posteriormente calificadas por el profesor.

Tutorías grupales: Serán actividades programadas de seguimiento del aprendizaje en las que el profesor se reúne con un grupo de estudiantes para orientar sus labores de estudio y aprendizaje autónomo y de tutela de trabajos dirigidos o que requieren un grado de asesoramiento muy elevado por parte del profesor. Están orientadas a resolver aquellos aspectos que más interesen a los alumnos, por lo que se considera muy importante la participación activa y no solo la mera asistencia.

Con objeto de facilitar y racionalizar la organización docente de la Universidad, se propone la siguiente tipología de modalidades organizativas:

 1. Presenciales:

  • Clases expositivas
  • Prácticas de aula/Seminarios
  • Prácticas de laboratorio/campo/aula de informática/aula de idiomas
  • Prácticas clínicas hospitalarias
  • Tutorías grupales
  • Prácticas externas (en otras instituciones o empresas)
  • Sesiones de evaluación.

  2. No presenciales:

  • Trabajo autónomo
  • Trabajo en grupo

En la tabla adjunta se recoge la planificación temporal en la que se contempla el conjunto de actividades que deberán ser realizadas (esta organización tiene carácter orientativo):

TRABAJO PRESENCIAL

TRABAJO NO

PRESENCIAL

Temas

Horas totales

Clase Expositiva

Prácticas de aula /Seminarios/ Talleres

Prácticas de laboratorio /campo /aula de  informática/ aula de idiomas

Prácticas clínicas  hospitalarias

Tutorías grupales

Prácticas  Externas

Sesiones de Evaluación

Total

Trabajo grupo

Trabajo autónomo

Total

Tecnologías de generación eléctrica y el mercado ibérico

8.5

3.5

3.5

5

5

La energía hidráulica y su aprovechamiento

8.5

1.5

1.5

7

7

Componentes y magnitudes características de los aprovechamientos hidroeléctricos

38

4.5

1.5

2

8

20

10

30

Clasificación y descripción de los aprovechamientos hidroeléctricos

25.5

4.5

3

2

1

10.5

10

5

15

Turbinas hidráulicas19.57.514    12.5 77
Cavitación en turbinas hidráulicas103      3 77
Conducciones hidráulicas en ap. hidro.11.531.5     4.5 77
Chimeneas de equilibrio133 2    5 77
Energía eólica16.54.5 4 1 211.5 55

Total

150

35

7

14

0

2

0

2

60

30

60

90

MODALIDADES

Horas

%

Totales

Presencial

Clases Expositivas

35

23%

40%

Práctica de aula / Seminarios / Talleres

7

5%

Prácticas de laboratorio / campo / aula de informática / aula de idiomas

14

9%

Prácticas clínicas hospitalarias

0

0%

Tutorías grupales

2

1%

Prácticas Externas

0

0%

Sesiones de evaluación

2

1%

No presencial

Trabajo en Grupo

30

20%

60%

Trabajo Individual

60

40%

Total

150

Se tendrá en cuenta, a la hora de calificar las pruebas:

  • Orden, limpieza y presentación general.
  • Redacción adecuada y ausencia de faltas de ortografía. Claridad, estructura lógica y nivel de detalle de la resolución.
  • Uso de unidades correctas. Se considerará especialmente grave el uso de unidades que no mantengan la coherencia dimensional de las ecuaciones.
  • Validez de los resultados, sin que estos sean disparatados o físicamente imposibles.

Todo trabajo escrito entregado fuera de plazo no será evaluado.

La calificación de las pruebas (ordinaria y extraordinaria) es una media ponderada de tres apartados:

  • Pruebas Escritas (pruebas de respuesta corta y/o pruebas de desarrollo): 60%.
  • Prácticas de Aula/Tutorías Grupales (trabajos y proyectos): 20%.
  • Prácticas de Laboratorio (informes/memoria de prácticas): 20%.

En Prácticas de Aula/Tutorías Grupales y Prácticas de Laboratorio se tendrá en cuenta la participación activa del alumnado.

Para aprobar la asignatura, la suma global habrá de ser igual o superior al 50%, siendo necesario que la calificación en cada uno de los apartados sea igual o superior al 40% de su valor.

Las calificaciones obtenidas en Prácticas de Aula/Tutorías Grupales y Prácticas de Laboratorio se mantendrán en las convocatorias extraordinarias del curso académico.

Convocatoria ordinaria:

Sólo se evaluarán las Prácticas de Aula/Tutorías Grupales y Prácticas de Laboratorio cuando la asistencia supere el 80%.

Convocatoria extraordinaria:

Las pruebas de Prácticas de Aula/Tutorías Grupales y Prácticas de Laboratorio serán del mismo tipo que en la Convocatoria ordinaria. Su duración será de 1 y 3 h respectivamente y se llevarán a cabo al finalizar la prueba extraordinaria.

Evaluación diferenciada:

Las pruebas, junto con su ponderación, serán:

  • Examen escrito (teórico y/o práctico): 80%
  • Prácticas de laboratorio (mismos supuestos que el alumnado presencial): 20%

Este mecanismo de evaluación diferenciada podrá ser sustituido por otro mecanismo de evaluación, específico para cada alumno, en virtud del artículo 7 del Reglamento de evaluación de la Universidad de Oviedo.

Bibliografía Básica:

  • Cuesta Diego, Luis, Vallarino, Eugenio. Aprovechamientos hidroeléctricos. Ed. Garceta, Colección Seinor, 2014. 2ª Edición. Vallarino, Eugenio. Tratado básico de presas. Colegio de ingenieros de caminos, canales y puertos, Colección Seinor, 2006

Bibliografía Complementaria:

  • Granados, A., Garrote, L., Delgado, F., Martín, F. Problemas de obras hidráulicas. Ed. Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, 1999.
  • Vallarino Cánovas del Castillo E. Tratado básico de presas. Ed. Garceta, Colección Seinor, 2006. 7ª Edición.
  • Agüera Soriano, José. Mecánica de fluidos incompresibles y turbomáquinas hidráulicas. Ed. Norma,2002.
  • Gallardo Flores, Teresa, Fernández Salgado, José María. Guía Completa de la Energía Eólica. Ed. AMV Ediciones, 2019. 2ª Edición.

Otros Recursos:

Campus Virtual

  • Transparencias de la asignatura
  • Cuadernos de prácticas

Materiales de laboratorio

  • Hoja de cálculo
  • Túnel hidrodinámico
  • Sistema automático para medida de par en turbinas