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Sistemas Energéticos y Aprovechamientos Hidráulicos
- Clases Expositivas (35 Hours)
- Prácticas de Aula/Semina (7 Hours)
- Prácticas de Laboratorio (14 Hours)
- Tutorías Grupales (2 Hours)
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 hidráulicas | 19.5 | 7.5 | 1 | 4 | 12.5 | 7 | 7 | |||||
Cavitación en turbinas hidráulicas | 10 | 3 | 3 | 7 | 7 | |||||||
Conducciones hidráulicas en ap. hidro. | 11.5 | 3 | 1.5 | 4.5 | 7 | 7 | ||||||
Chimeneas de equilibrio | 13 | 3 | 2 | 5 | 7 | 7 | ||||||
Energía eólica | 16.5 | 4.5 | 4 | 1 | 2 | 11.5 | 5 | 5 | ||||
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