Turbinas de impulso vs. reacción: diferencias clave y funcionamiento

Generalmente, las turbinas hidráulicas se clasifican en turbinas de impulso y de reacción, con algunas diferencias entre ellas. Una principal es cómo se intercambia la energía entre el fluido y la turbina. Su similitud es cómo las turbinas hidráulicas convierten la energía potencial y cinética del flujo de agua en energía mecánica. Esto se explicará más adelante.

Hoy conocerás la diferencia entre una turbina de impulso y una de reacción, y su funcionamiento. Sus diferencias también se presentarán en forma tabular.

Diferencia entre turbina de impulso y turbina de reacción

Turbina de impulso

Una turbina de impulso funciona básicamente bajo el principio de la 2ª ley de Newton. En lugar de álabes en el buje del rotor, se montan varios cubos elípticos de medio tamaño. Así, cuando el agua golpea los cubos a alta velocidad, el rotor empieza a girar, convirtiendo la energía cinética del agua en energía mecánica rotacional. Por tanto, la electricidad se genera cuando un extremo del eje de la turbina se conecta al generador. Ejemplos de turbina de impulso: Pelton, Turgo y Cross-flow.

Las turbinas Pelton y Turgo son similares en construcción. Sin embargo, la turbina Cross-flow es una modificación de una turbina de impulso clasificada como tal, porque la rotación del rotor ocurre a presión atmosférica y no como turbina sumergida.

Diagrama de turbina de impulso:

Mira el vídeo siguiente para aprender cómo funciona la turbina de tipo impulso:

Turbina de reacción

En una turbina de reacción, la suma de energía potencial y cinética del agua debida a la presión y velocidad, respectivamente, hace girar los álabes de la turbina. Todo el cuerpo de esta turbina está sumergido en agua y los cambios en la presión del agua junto con la energía cinética del agua causan intercambio de potencia. Las aplicaciones de esta turbina suelen ser a cargas menores y caudales mayores que el tipo de impulso.

Los álabes de la turbina o álabes del impulsor están diseñados para generar una fuerza en un lado cuando el agua fluye a través de ellos, igual que un aerofolio. En un avión, la fuerza producida por un aerofolio es responsable de su sustentación. De forma similar, aquí la fuerza hace girar los álabes.

Distintos tipos de turbinas de reacción tienen sus propias condiciones ideales de operación. Por ejemplo:

• Turbinas Pelton se prefieren donde se obtiene bajo caudal y alta carga (80–1600 m)
• Turbinas Kaplan requieren alto caudal junto con carga baja o media (2–70 m)
• Turbinas Francis trabajan a caudal medio y carga media. La Francis es una combinación de turbinas de impulso y reacción

Las turbinas Francis son las más usadas porque ofrecen la mayor eficiencia y pueden operar en una amplia gama de condiciones.

Diagrama de turbina de reacción:

Mira el vídeo siguiente para aprender el funcionamiento de un tipo de turbina de reacción:

Diferencia entre turbina de reacción y turbina de impulso en forma tabular

A continuación la diferencia entre turbina de impulso y turbina de reacción en tabla:

Conclusión

La diferencia principal entre una turbina de impulso y una de reacción es cómo se intercambia la energía entre el fluido y la turbina. En este artículo explicamos la diferencia en forma tabular y también su principio de funcionamiento en formato vídeo.

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