AEROGENERADOR
Introducción: En
este prototipo comenzaremos a elaborar un aerogenerador que seria de gran
utilidad para el Municipio de Cocotitlán, ubicado en el Edo. Mex.
Posteriormente la zona cuenta con un Monte de gran altitud que serviría para
instalar este prototipo para generar energía que pueda ser utilizada para
diversas cosas. Una de ellas seria instalar un cubículo de vigilancia y
lámparas para cuidar la zona que esta siendo afectada por las personas que
viven a su alrededor.
Principios del funcionamiento de un motor eléctrico.
(Principios Físicos)
Hay dos tipos de
motores: de corriente alterna y de corriente continua, en este caso utilizamos
un motor de corriente continua. Los motores de corriente continua son
dispositivos que transforman la energía eléctrica en energía mecánica; al hacer
pasar corriente a través del motor se generan un par de fuerzas debido a la
acción del campo magnético y como resultado el rotor gira. Un motor eléctrico
como el que usamos también funciona como generador; para entender por qué genera
electricidad podemos pensar en que cuando le ponemos electricidad al motor la
bobina gira, entonces si el proceso se realiza en sentido inverso, es decir si
el motor gira, entonces produce electricidad. Estamos transformando la energía
mecánica en energía eléctrica. El motor mantiene una estrecha relación
entre electricidad y magnetismo, que se conoce con
el nombre de electromagnetismo; al fenómeno que consiste en generar campos
eléctricos a partir de campos magnéticos variables se denomina inducción
electromagnética, la fuerza del campo magnético determina la rapidez necesaria
para generar electricidad, si el campo magnético es más fuerte, se necesitan
menos giros del rotor y si el campo magnético es más débil se necesitan más
giros en el rotor. Cuando un alambre se coloca alrededor de un campo magnético
y este último se hace cambiar o mover, aparece una tensión llamada voltaje, que
es una magnitud que cuantifica la diferencia de potencial eléctrico entre dos
puntos o visto de otra forma, el trabajo ejercido por el campo eléctrico sobre
una partícula para moverla entre dos posiciones determinadas; este voltaje
trata de hacer que las cargas en el alambre giren en círculos. En otras
palabras, los imanes en movimiento crean corrientes eléctricas en los alambres,
un imán en movimiento funciona como una bomba de agua, si el circuito no está
cerrado entonces la fuerza de bombeo no producirá un flujo de corriente, pero
si el circuito está completo o cerrado, entonces la acción de bombeo del imán
puede forzar a los electrones en el alambre a circular. Esta es una ley básica
de la física y es usada por todos los generadores eléctricos con alambres e
imanes. Cuando el circuito se cierra y el imán está en movimiento, las cargas
en el metal fluyen y entonces las cargas en el filamento del foco son
empujadas, produciéndose una especie de fricción eléctrica, lo que hace que el
filamento se caliente y brille.
Planteamiento del problema.
Nuestra dependencia de fuentes de energía contaminantes ha tenido fuertes consecuencias ambientales, es por ello que se deben utilizar fuentes de energía alterna, como por ejemplo la energía eólica que es una fuente de energía renovable, para reducir el uso de las fuentes de energía contaminantes. De aquí nace la idea de nuestro proyecto, pensando en que es un reto para la ciencia y la tecnología, el desarrollar los elementos que faciliten al ser humano el uso de fuentes de energía renovable; aquí lo hicimos a pequeña escala y estudiamos la relación que hay entre la energía eólica y los usos que le podemos dar, como prender una lámpara de leds. Para contribuir al problema de la basura, seria de gran utilidad para producir energía que abaste las necesidades de un módulo que recolecte la basura que no puede ser llevado hasta abajo del cerro.
Nuestra dependencia de fuentes de energía contaminantes ha tenido fuertes consecuencias ambientales, es por ello que se deben utilizar fuentes de energía alterna, como por ejemplo la energía eólica que es una fuente de energía renovable, para reducir el uso de las fuentes de energía contaminantes. De aquí nace la idea de nuestro proyecto, pensando en que es un reto para la ciencia y la tecnología, el desarrollar los elementos que faciliten al ser humano el uso de fuentes de energía renovable; aquí lo hicimos a pequeña escala y estudiamos la relación que hay entre la energía eólica y los usos que le podemos dar, como prender una lámpara de leds. Para contribuir al problema de la basura, seria de gran utilidad para producir energía que abaste las necesidades de un módulo que recolecte la basura que no puede ser llevado hasta abajo del cerro.
Marco
teórico
La energía eólica es la energía producida por el viento. La tierra
recibe gran cantidad de energía solar, un porcentaje entre el 1% y el 2% se convierte
en energía eólica. El viento es aire en movimiento, adquiere ese movimiento
gracias a la diferencia de temperaturas existentes en la superficie de la
Tierra. Los desequilibrios de temperatura generan variaciones de presión, el
aire se mueve de las zonas de alta presión a las de baja presión, así se
generan las corrientes de aire. El contenido energético del viento es lo que
nos interesa, el cual depende de la densidad del aire y de su velocidad. Como
en cualquier gas, la densidad varía con la temperatura y la presión, y ésta a
su vez con la altura sobre el nivel del mar. Un aerogenerador debe ser capaz de
convertir la energía eólica en energía eléctrica. El proceso de la conversión
de la energía es un principio físico, donde la estructura de la máquina depende
de la función a desempeñar.
¿A quién va dirigido?
Este prototipo es creado y
diseñado para hacerles sabes a las personas
de la comunidad de Cocotitlán que pueden reducir el crecimiento de basura.
Un aerogenerador es un generador eléctrico movido por una turbina
accionada por el viento (turbina eólica). Sus precedentes directos son los
molinos de viento que se empleaban para la molienda y obtención de harina. En
este caso, la energía eólica, en realidad la energía cinética del aire en
movimiento proporciona energía mecánica a un rotor hélice que, a través de un
sistema de transmisión mecánico, hace girar el rotor de un generador,
normalmente un alternador trifásico, que convierte la energía mecánica
rotacional en energía eléctrica. Existen diferentes tipos de aerogeneradores,
dependiendo de su potencia, la disposición de su eje de rotación, el tipo de
generador, etc. Los aerogeneradores pueden trabajar de manera aislada o
agrupados en parques eólicos o plantas de generación eólica, distanciados unos
de otros, en función del impacto ambiental y de las turbulencias generadas por
el movimiento de las palas. Para aportar energía a la red eléctrica, los
aerogeneradores deben estar dotados de un sistema de sincronización para que la
frecuencia de la corriente generada se mantenga perfectamente sincronizada con
la frecuencia de la red. Esquema de un aerogenerador eólico:
1. Suelo
2. Conexión a la
red eléctrica
3. Torre de
contención
4. Escalera de
acceso
5. Sistema de orientación
6. Góndola
7. Generador
8. Anemómetro
9. Freno
10. Transmisión
11. Palas
12. Inclinación de
la pala hacia la derecha
13. Buje
PROCEDIMIENTO
1.-Corta ocho aspas de madera contrachapada de 1,3
cm (1/2 pulgada). Estas aspas deben ser
rectángulos de unos 5 cm (2 pulgadas) de ancho por 30 cm (12 pulgadas). Con una
lija de grano medio, lija los bordes hasta dejarlos suaves. No utilices un
tablero de fibra de densidad media o madera prensada, pues no soportarán el
clima exterior.
2.-Utiliza
un compás para dibujar un círculo de 15 cm (6 pulgadas) de madera
contrachapada. El círculo debe tener 2,5
cm (1 pulgada) de espesor, así que utiliza madera contrachapada de 2,5 cm (1
pulgada) o pega dos círculos de madera contrachapada de 1,3 cm (1/2 pulgada) de
espesor. Utiliza una sierra de calar para recortar el círculo.
3.-Divide
el círculo en 8 secciones iguales. Utiliza
un lápiz y una regla o un objeto de borde recto para dibujar una línea que
divida el círculo en dos mitades. Dibuja otra línea que la divida en cuatro
partes. Luego dibuja dos líneas más para dividir esas cuatro partes a la mitad.
Al terminar, las líneas en el círculo deben parecer a una pizza en rodajas.
Perfora un agujero de 6 mm (1/4 de pulgada) en el centro del círculo. Este debe
ser el punto en el que todas las líneas que acabes de dibujar se crucen.
4.-Dibuja
marcas en ángulo de 45 grados sobre el borde del círculo. Comienza en cada una de las líneas que
dibujaste en el paso 3 y utiliza un lápiz para dibujar líneas en ángulo de 45
grados a lo largo del borde. Tal vez te parezca más sencillo utilizar un
transportador o una “escuadra” (un tipo de transportador que se utiliza en
construcciones).
5.-Dale la vuelta al círculo. Repite el paso 3 en este lado del círculo,
colocando la regla en el otro extremo de las líneas en ángulo de 45 grados que
acabas de dibujar. Al terminar, deberás tener dos conjuntos de líneas que se
compensen entre sí a alrededor de 1,3 cm (1/2 pulgada).
6.-Utiliza
una sierra de calar para cortar a lo largo de las líneas diagonales. Cada corte debe ser aproximadamente de 2,5 cm
(1 pulgada) de profundidad. Utiliza un cincel o una lima para asegurarte de que
estos cortes sean lo suficientemente anchos para encajar con las aspas. Para
darle al círculo estabilidad mientras cortas, probablemente necesites sujetarlo
con abrazaderas a una mesa de trabajo o a un pedazo de madera grande colocado
sobre dos caballetes. Mueve la abrazadera según sea necesario.
7.-Aplica
pegamento para madera en el interior de cada ranura. Centra cada aspa en una ranura y encájala en
su lugar. Deja a un lado y permite que el pegamento seque por completo. Esto
puede tomar entre 24 y 48 horas, dependiendo de la humedad del área. Una vez
que el pegamento haya secado por completo, puedes utilizar un cincel para
retirar el exceso.
8.-Crea
una cola cortando la madera contrachapada. La
cola tendrá una forma de un plato de home de béisbol alargado.
Dibuja un cuadrado de 15 cm (6 pulgadas) sobre una lámina de madera
contrachapada de 1,3 cm (½ pulgada).Coloca una regla o un objeto de borde recto
en la parte superior del cuadrado de 5 cm (2 pulgadas) desde el borde exterior
de este. Inclínalo en un ángulo de 45 grados. Utiliza un lápiz para dibujar una
línea recta desde la parte superior del cuadrado hasta el borde exterior de
este. Esto deberá crear una forma triangular. Repite el paso en el otro lado.
9.-Recorta
la cola con una sierra de calar. Sigue
las líneas que acabas de dibujar para que la parte superior de la cola quede
hacia el interior y la parte inferior tenga una forma cuadrada.
10.-Une
la cola a un extremo de una clavija de 2,5 cm (1 pulgada). La clavija de madera debe ser de al menos 40
cm (16 pulgadas) de largo, ya que formará el “brazo” del molino de viento.
Utiliza unos clavos de acabado pequeños y un martillo para colocar la cola.
11.-Pinta
o barniza el molino de viento. Utiliza
una pintura de látex o un barniz a prueba de agua y poliuretano transparente
para pintar el brazo y el molino de viento (el círculo con las aspas unidas).
Deja secar por completo. Puedes esperar para pintar o barnizar toda la
estructura hasta que la hayas ensamblado por completo, pero hacerlo así puede
ser más difícil.
Conclusiones: Este Prototipo fue diseñado mas
que nada para poder ayudar al uso del Cerro de Cocotitlán, así posteriormente
se puede reducir la contaminación que en esta se genera. Así se comenzaría y
después se pueden albergar el cerro con responsabilidad y con menos gente.
Referencias Bibliografías:
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