UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS - ESPE NIVELACION DE CARRERA

PROYECTO INTEGRADOR DE SABERES

TEMA: CONSTRUIR UN GENERADOR HIDROELECTRICO EN EL RIO SANTA CLARA EN LA PARROQUIA DE SANGOLQUI DEL CANTON RUMIAHUI

Autores: Josu GarateJhon SantosEdison CobacangoSegundo GuerraStalin CatotaAdrin QuitoAlexander Guajan

Tutor: Ing. Jos Daz

Sangolqui, junio 15 de 2015

1. Justificacin y antecedentesEl presente proyecto tiene como mximos beneficiarios a todos los moradores cercanos al parque Santa Clara pues es uno de los centros deportivos ms frecuentados por las personas del lugar, en este centro recreativo existe una gran cantidad de formas de divertirse, realizar actividades pues cuenta de un gran rea recreativa, al igual que muchas reas verdes para el sano ejercicio de las personas.De aqu surge un problema muy importante pues en este parque no cuenta con servicio elctrico nocturno, dificultando as la realizacin de deportes.Para asegurarnos de la necesidad de esta necesidad tuvimos una pequea charla con uno de los moradores del lugar, el cual hablo de lo peligroso que puede ponerse este parque en la noche, ya que su extensin es muy grande haciendo que sea un lugar muy peligroso y como el seor nos contaba, cada quien se cuida para que no le pase alguna cosa, de esta manera se supo apreciar la necesidad del servicio elctrico.De aqu surge nuestro proyecto, ya que por el parque podemos ver que pasa un rio de un elevado caudal que puede ser aprovechado para dar el servicio elctrico al parque y como se sabe el caudal de este rio aumenta con las lluvias dando as una seguridad de aprovechamiento energtico en su cien por ciento, y al mismo tiempo ayudar al sector para que pueden realizar sus actividades durante la noche. De las actividades que pudimos observar en el lugar se encontraban el skate, el futbol y las bailo terapias que son las ms preferidas por los ciudadanos y que en la noche son mejor realizarlas.Finalmente podemos aadir que la necesidad energtica en nuestro pas ha aumentado en grandes porcentajes lo cual da una gran oportunidad de hacer este proyecto realidad bajo el apoyo de entidades pblicas y privadas haciendo as este pequeo proyecto una posible realidad por el bien del cantn Rumiahui y por el bien de nuestro pas

2. Formulacin del problemaPara qu nos sirve la elaboracin de un generador hidroelctrico en el parque Santa Clara?De qu manera se empleara este generador para los visitantes y vecinos del parque en la ciudad de Sangolqui?

3. Objetivo general y especfico3.1. Objetivo general Crear un generador hidrulico para el parque Santa Clara.3.2. Objetivos especficos Realizar una pequea encuesta y conocer las mltiples necesidades.Conocer las condiciones del punto donde realizaremos el trabajoEl estudio de la fsica en nuestras vidas para lo cual es necesario realizar un recorrido por las distintas nocionesObtener materiales fciles de conseguir para generar energa renovable, encontrada en el medio ambiente.Estructurar una maqueta con dimensiones a menor escala del sector para simular cmo ser el funcionamiento del proyecto Adecuar el proyecto para la obtencin de energa continua.Generar la suficiente energa elctrica para poder alimentar una lmpara .

4. Marco tericoLuego de haber recopilado y revisado un sin nmero de informacin los antecedentes ms relevantes los tenemos a continuacin.La planificacin de estrategias para facilitar el proceso de diseo y construccin de un generador hidroelctrico es dinmica y flexible, en ella se organizan los elementos que conforman el proceso de la necesidad de los habitantes de dicho lugar, tomando en consideracin los resultados de la entrevista realizada a los habitantes del lugar.El propsito de proporcionar el acceso a una iluminacin de dicho lugar es esencial ya que permitir una mayor seguridad y la prctica de deportes recreativos.

4.1. Definicin de Generador hidroelctrico Un generador elctrico es todo dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencial elctrica entre dos de sus puntos (llamados polos, terminales o bornes) transformando la energa mecnica en elctrica. Esta transformacin se consigue por la accin de un campo magntico sobre los conductores elctricos dispuestos sobre una armadura. Si se produce mecnicamente un movimiento relativo entre los conductores y el campo, se generar una fuerza electromotriz (F.E.M.). Este sistema est basado en la ley de Faraday.Aunque la corriente generada es corriente alterna, puede ser rectificada para obtener una corriente continua. En el diagrama adjunto se observa la corriente inducida en un generador simple de una sola fase. La mayora de los generadores de corriente alterna son de tres fases.El proceso inverso sera el realizado por un motor elctrico, que transforma energa elctrica en mecnica

4.2. Energa hidrulica Una central hidroelctrica es aquella que se utiliza para la generacin de energa elctrica mediante el aprovechamiento de la energa potencial del agua embalsada en una presa situada a ms alto nivel que la central. El agua se lleva por una tubera de descarga a la sala de mquinas de la central, donde mediante enormes turbinas hidrulicas se produce la electricidad en alternadores. Las dos caractersticas principales de una central hidroelctrica, desde el punto de vista de su capacidad de generacin de electricidad son: La Potencia: Funcin del desnivel existente entre el nivel medio del embalse y el nivel medio de las aguas debajo de la central, y del caudal mximo turbinable, adems de las caractersticas de la turbina y del generador. La Energa: Esta debe estar garantizada en un lapso determinado, generalmente un ao, que est en funcin del volumen til del embalse, de la pluviometra anual y de la potencia instalada.

Esta forma de energa posee problemas medioambientales al necesitar la construccin de grandes embalses en los que acumular el agua, que es sustrada de otros usos, incluso urbanos en algunas ocasiones.

Actualmente se encuentra en desarrollo la explotacin comercial de la conversin en electricidad del potencial energtico que tiene el oleaje del mar, en las llamadas centrales mareomotrices. Estas utilizan el flujo y reflujo de las mareas. En general puede ser tiles en zonas costeras donde la amplitud de la marea sea amplia, y las condiciones morfolgicas de la costa permitan la construccin de una presa que corte la entrada y salida de la marea en una baha. Se genera energa tanto en el momento del llenado como en el momento del vaciado de la baha.

4.3. Generadores primarios Se indican de modo esquemtico la energa de partida y el proceso fsico de conversin. Se ha considerado en todos los casos conversiones directas de energa. Por ejemplo, el hidrgeno posee energa qumica y puede ser convertida directamente en una corriente elctrica en una pila de combustible. Tambin sera su combustin con oxgeno para liberar energa trmica, que podra expansionar un gas obteniendo as energa mecnica que hara girar un alternador para, por induccin magntica, obtener finalmente la corriente deseada.

Energa de partida

Proceso fsico que convierte dicha energa en energa elctrica

Energa magneto-mecnicaSon los ms frecuentes y fueron tratados como generadores elctricos genricos. Corriente continua: Dinamo Corriente alterna: Alternador

Energa qumica (sin intervencin de campos magnticos)Celdas electroqumicas y sus derivados: pilas elctricas, bateras, pilas de combustible. Ver sus diferencias en generadores electroqumicos.

Radiacin electromagnticaFotoelectricidad, como en el panel fotovoltaico

Energa mecnica (sin intervencin de campos magnticos) Triboelectricidad Cuerpos frotados Mquinas electrostticas,

Energa trmica (sin intervencin de campos magnticos)

Energa nuclear (sin intervencin de campos magnticos)Generador termoelctrico de radioistopos

Generador termoelctrico de radioistopos de la sonda espacial Cassini.En la mayora de los casos, el rendimiento de la transformacin es tan bajo que es preferible hacerlo en varias etapas. Por ejemplo, convertir la energa nuclear en energa trmica, posteriormente en energa mecnica de un gas a gran presin que hace girar una turbina a gran velocidad, para finalmente, por induccin electromagntica, obtener una corriente alterna en un alternador, el generador elctrico ms importante desde un punto de vista prctico como fuente de electricidad para casi todos los usos actuales.

4.4. Fuerza electromotriz de un generador Una caracterstica de cada generador es su fuerza electromotriz (F.E.M.), simbolizada por la letra griega psilon (), y definida como el trabajo que el generador realiza para pasar la unidad de carga positiva del polo negativo al positivo por el interior del generador.La F.E.M. () se mide en voltios y en el caso del circuito de la Figura 2, sera igual a la tensin E, mientras que la diferencia de potencial entre los puntos a y b, Va-b, es dependiente de la carga Rc.La F.E.M. () y la diferencia de potencial coinciden en valor en ausencia de carga, ya que en este caso, al ser I = 0 no hay cada de tensin en Ri y por tanto Va-b = E.La fuerza electromotriz mide la energa que el generador transforma en energa elctrica por cada unidad de carga que lo atraviesa. y, por tanto, , energa que suministra el generador al circuito. Asimismo, la potencia del generador ser: Si comparas esta expresin con la obtenida en el apartado anterior , tendrs la justificacin a la definicin de fem. Los generadores reales se caracterizan por su fem y por su resistencia interna. Es decir, un generador transforma en energa elctrica otras formas de energa y, cuando es recorrido por una corriente, se calienta. Esto representa una prdida de potencia suministrada al circuito exterior. Ahora puedes escribir la expresin de la potencia suministrada al circuito por un generador real: Pproducida por el generador = Pconsumida por el circuito + Pdisipada en el generador , donde es la resistencia interna del generador. Si divides la expresin anterior por , resulta:

Cuando un generador suministra al circuito una potencia, es recorrido por una intensidad de corriente y la diferencia de potencial entre sus bornes se reduce en el valor de la cada de potencial que se produce en su resistencia interna. La diferencia de potencial entre los bornes del generador es:

Si no circula corriente por el circuito (circuito abierto), como , y la fem coincide con la diferencia de potencial entre los bornes del generador.

5. HiptesisCmo generar energa amigable con el medio ambiente utilizando un sistema de generador hidrulico que va a proveer de alumbrado pblico al parque Santa Clara?6. Marco metodolgico 6.1. Tipo de investigacinLa medicin que se desarrollara en el presente estudio necesitara ser fundamentada a travs de ciertas tcnicas o normas para convertirlo en una investigacin real, para ello, el marco metodolgico formal, otorga carcter investigativo que logra la unin de lo emprico con lo cientfico, es necesario apoyarse en tcnicas, teoras y definiciones que comprueben la precisin as como rigurosidad cientfica del fenmeno de estudio con el propsito de establecer relacin no solo con el problema planteado, si no tambin se corresponda con los objetivos o principios planteados. La presente fase estar conformada por el tipo de investigacin, el diseo de la investigacin, la poblacin y muestra, la tcnica e instrumento de recoleccin de datos, la validez del instrumento.

6.2. Diseo de la InvestigacinEn esta investigacin el diseo es de Campo- Experimental ya que se basan en informaciones o datos primarios, obtenidos directamente de la realidad, lo que garantiza un mayor nivel de confianza para el conjunto de la informacin obtenida.

6.3. Poblacin Con base a lo antes indicado se seala que la poblacin es el conjunto de un estudio por ello se pretende analizar los resultados y las caractersticas. En cuanto a la poblacin de esta investigacin est conformada por 30 moradores del sector.

6.4. Tcnicas e instrumentos de recoleccin de datosPara realizar el anlisis se recurre a la tcnica de observacin directa o simple, observacin documental o bibliogrfica y la entrevista estructurada y que atreves de esta tcnica se recopila la informacin necesaria que conduce a la verificacin de problema planteado. Atreves de esta investigacin se puede considerar la importancia que tiene esta tcnica que se conecta al investigador a la realidad.En la entrevista infrmale, esta informacin se obtiene mediante el contacto directo de las personas involucradas en el Estado Zulia con el propsito de obtener informacin precisa sobre el problema analizado. La entrevista es una herramienta muy til ya que consiste en obtener de todo el personal que habita en el Estado Zulia de un manera ms directa, es decir, de cara a cara, haciendo de esta forma que las personas de all participen en la soluciones del problema.

7. Cronograma de actividades

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

mesabrilmayoJuniojulioagosto

semana12341234123412341234

Seleccin del temaxx

Planteamiento del problemax

Formulacin del problemaxx

Objetivosxx

Metodologa de la investigacinxxx

Marco tericoxx

Anlisis y resultadosxx

Bibliografax

Entrega del proyectoX

8. Presupuesto

MATERIALESCANTIDADCARACTERISTICASVALOR UNITARIOVALOR TOTAL

Pegamento1Unir piezas sencillas y que no necesiten mucha resistencia 8.00

Turbina1Ayuda a la generacin de energa con la potencia del agua

Tornillo36Une piezas que deben ser fijas y necesitan mucha resistencia$0,15$5.40

Trozo de madera1El material del generador tendr en su mayor cantidad la madera$2.80$2.80

Bolgrafo1Marcar planos y realizar imgenes escalares del generador$0.25$0.25

Marcador1Marcar partes y mediciones para la realizacin fsica del generador $1.20$1.20

Tijera1Posiblemente se lo utilizara en los planos a realizarse

Taladro o perforadora y mecha1Realizar perforaciones en base a las mediciones y unir las piezas firmes del generador

Cables elctricos80 metros nmero 10solidos