Turbina

Una turbina es una máquina formada por una rueda con varias paletas. Al recibir un líquido de manera continuada en su parte central, la turbina lo expulsa hacia su circunferencia y consigue aprovechar su energía para generar una fuerza motriz.

En el latín es donde podemos encontrar el origen etimológico de la palabra que ahora nos ocupa: en concreto, deriva del término turbo, que puede traducirse como «remolino».

Hay que exponer además que la primera vez que se utilizó la noción de turbina fue a principios del siglo XIX. Y es que la creó el científico francés Benoit Fourneyron en 1827 para definir a la turbina práctica a la que dio forma. Este fue uno de los muchos inventos que, a lo largo de su vida, acometió quien está considerado como el padre de la turbina hidráulica.

Funcionamiento de una turbina

Lo que hace una turbina, por lo tanto, es sacar provecho de la presión de un líquido para conseguir que una rueda con hélices dé vueltas y produzca un movimiento. Puede decirse, por lo tanto, que la turbina es un motor que produce energía mecánica.

Las hélices o paletas de la rueda están ubicadas en su circunferencia. El líquido que ingresa en la turbina, por lo tanto, genera la fuerza de tipo tangencial que le otorga movimiento a la rueda, haciendo que gire. Un eje, finalmente, se encarga de transferir dicha energía mecánica a otra máquina o dispositivo.

Clasificación según el tipo

Es posible distinguir entre una amplia variedad de turbinas de acuerdo a su funcionamiento. Una turbina eólica, por ejemplo, es aquella que aprovecha la energía cinética que se halla en el viento para conseguir energía mecánica. Las turbinas eólicas eran frecuentes en los molinos.

La turbina hidráulica, en cambio, trabaja con la energía que está presente en un fluido. Gracias al eje que se encuentra vinculado a la rueda, esta clase de turbina puede ofrecer la energía necesaria para movilizar una máquina o para producir energía eléctrica a través de un generador. Las centrales hidroeléctricas, de hecho, utilizan turbinas de esta clase.

Las turbinas de Kaplan y Francis

No podemos pasar por alto la existencia de lo que se conoce como turbina Kaplan. Esta es un tipo de turbina de agua que basa su funcionamiento en un rodete que viene a realizar la misma función y de manera similar que la hélice de una embarcación. Si se da en llamar así es en honor a su inventor, el ingeniero austriaco Víktor Kaplan (1876–1934).

Aquel patentó dicho dispositivo y aunque, en un primer momento, se consideró que no podría fabricarse ni tener el resultado esperado finalmente acabó triunfando. Así, comenzó a emplearse tanto en fábricas de textiles como en centrales eléctricas.

Por otro lado, también nos encontramos con la llamada turbina Francis, que es de reacción y flujo mixto. Fue creada por James B. Francis, es de tipo hidráulico y actualmente donde es empleada con mayor asiduidad es en las centrales hidroeléctricas, ya que cuenta con una gran eficiencia.

Otras clasificaciones

Dentro de otras clasificaciones también se encuentran las turbinas:

De acción: el fluido no cambia de presión en ningún momento de su paso por el rodete, sino que se reduce desde el valor que tiene al ingresar en la turbina hasta alcanzar, en la corona directriz, la presión atmosférica. Se distingue principalmente por no contar con una tubería de aspiración. Una de las clases más eficientes es la turbina Pelton, la cual tiene un flujo tangencial y un número bajo de revoluciones, generalmente menor o igual a 30.
De reacción: la presión de su fluido cambia considerablemente al pasar por el rodete, ya que cuando ingresa en éste su valor es superior al de la presión atmosférica y al salir muestra una importante depresión. Entre sus características principales se puede decir que cuenta con una tubería de aspiración que conecta la zona de descarga de fluido con la salida del rodete. Según la configuración de sus álabes (cada una de sus paletas curvas hacia las cuales se dirige el impulso del fluido), es posible hablar de turbina de álabes fijos y de álabes orientables (ambas pueden tener flujo diagonal o de flujo axial).

Por otro lado se encuentra la turbina térmica, que se caracteriza por el importante cambio de densidad que sufre su fluido de trabajo al atravesar la máquina. A simple vista es posible distinguir dos grupos, dados los rasgos principales de su diseño:

• La turbina a gas, que apela a un gas como fluido para obtener la energía necesaria para su funcionamiento, y que no muestra un cambio de fase del fluido cuando éste atraviesa el rodete.
• La turbina a vapor, en la cual el fluido de trabajo sí puede experimentar cambios de fase al pasar por el rodete. Dos de los tipos más comunes son las turbinas a vapor de agua y las turbinas a mercurio.