¿Quién fue Viktor Kaplan?

Viktor Kaplan fue un ingeniero austriaco, reconocido por sus trabajos relacionados con las turbinas de hélices dentro de la hidráulica. Su obra maestra es la turbina Kaplan, un nuevo tipo de turbinas de agua axiales, con rotor en forma de hélice y un sistema propio de orientación que permiten obtener una gran cantidad de energía eléctrica en pequeños desniveles.

Kaplan fue hijo de un ferroviario, educado en Viena. Ingresó a la Universidad Técnica en 1985, donde estudió ingeniería civil y se especializó en motores diésel.

Después de trabajar y especializarse en motores en Viena, se trasladó a la Universidad Técnica de Brno, como investigador en el Instituto de ingeniería civil y trabajando como profesor desde 1909. La finalidad de sus investigaciones fue inventar un modelo que funcione a grandes velocidades en pequeños desniveles hidráulicos y con medidas y grandes cargas, donde el resto de los modelos de turbinas fallaban.

Turbina Kaplan

Se trata de uno de los modelos más eficientes de turbinas de agua de reacción de flujo axial, con un rodete que funciona de forma semejante a la hélice del motor de un barco. Se emplean en saltos de pequeña altura y grandes caudales. Las amplias palas o álabes de la turbina son impulsadas por agua a alta presión liberada por una compuerta.

Una turbina hidráulica es una máquina que puede convertir la energía de un fluido en energía mecánica.

Los álabes del rodete en las turbinas de Kaplan son siempre regulables y tienen la forma de una hélice, mientras que los álabes de los distribuidores pueden ser fijos o regulables. Si ambos son regulables, se trata de una turbina de Kaplan verdades, pero si solo son regulables los álabes del rodete, se trata de una turbina Semi-Kaplan. Las turbinas Kaplan son de admisión axial, mientras que las semi-Kaplan pueden ser de admisión radial o axial.

Para su regulación, los álabes del rodete giran alrededor de su eje, accionados por unas manijas, que son solidarias a unas bielas articuladas a una cruceta, que se desplaza hacia arriba o hacia abajo por el interior del eje hueco de la turbina. Este desplazamiento es accionado por un servomotor hidráulico, con la turbina en movimiento.

Las turbinas Kaplan tienen algunas características distintivas, como las diferentes formas que tienen tanto en su parte superior como en la inferior. Gracias a su diseño, la parte inferior puede reposar encima del concreto o suelo, provocando mayor seguridad en la máquina. Por otro lado, la parte superior economiza el costo total de toda la construcción, por lo que se considera más eficiente en relación a su productividad y costo.

Otra característica de las turbinas Kaplan, es su capacidad de combinarse con otros tipos de turbinas, con el fin de mejorar el rendimiento y productividad de una central hidroeléctrica.

Por lo general, suelen combinarse con turbinas de hélices, ya que se puede trabajar con más capacidad, sin embargo, el exceso de fluido será aprovechado por una turbina Kaplan, sin importar el tamaño y mejorando el rendimiento de todo el proceso.

Las turbinas Kaplan se utilizan comúnmente en caídas pequeñas, como de 50 metros, sin embargo, pueden trabajar en caídas de hasta 80 metros, aunque no es recomendable para este tipo de turbinas.

Además, se emplean en caudales de gran y mediano tamaño, a partir de los 15 m³/s.

Por el lado de las desventajas, se encuentra que sufre de altas velocidades entorno al embalamiento, que son vibraciones que pueden dañar la hélice.

Otra desventaja es que no están hechas para grandes caídas de agua.