sábado, 29 de diciembre de 2018

GENERADOR DE ENERGÍA HIDRÁULICA EN FUNCIÓN DE AGUAS RESIDUALES



AUTORES:
  • Culqui Ruiz Ana Estefany   
anaestefanyculquiruiz@gmail.com

  • Eche Polo Franklin
frey.ep@hotmail.com

  • Guevara Sosa Valeria Regina
sosa03.guevara@gmail.com

  • Carranza Mendoza Shurica Lia
Bioa_23@outlook.es

  • Pedrozo Tarazona Rubi Nayely
rubi28binayely@gmail.com

  • Torres Venegas Astrid
mimiastrid04@outlook.com

  • Vergara Murga Daly Alexa
Dalyalexavergara@gmail.com

  • Zambrano Prado Thirsa
thirsaprada@gmail.com

Agradezco a los estudiantes por compartir su trabajo .
_________________________________________________________________________________


GENERADOR DE ENERGÍA HIDRÁULICA EN BASE DE

 AGUAS RESIDUALES



INTRODUCCIÓN

El aprovechamiento de la energía hidroeléctrica se remonta a 3500 años en el pasado, con el surgimiento de las primeras ruedas hidráulicas. Los griegos y los romanos las empleaban para moler granos y para elevar el agua por encima del cauce de los ríos para regadío. En el Medioevo, gigantescas ruedas elevadoras impulsaban martillos de hierro. Desde mediados del siglo XIX, la energía hídrica se convirtió en un factor decisivo para la creciente industrialización. Cuando, en 1866, Werner von Siemens descubrió el principio dinamo-eléctrico sentó las bases para la obtención de energía eléctrica. En 1880, surgieron en Inglaterra las primeras plantas de energía hidroeléctrica.

La hidroelectricidad posee buenos cocientes de entrada-salida de energía y niveles de eficiencia de más del 90 por ciento. Esto proporciona una enorme ventaja sobre otros tipos de centrales eléctricas. Además, su generación no contamina el agua ni la atmósfera y la larga vida útil de las instalaciones hidroeléctricas, así como su bajo costo de mantenimiento, hablan claramente en favor de generar electricidad a partir del agua.

En el siglo XIX muchos ríos eran regulados y forzados a discurrir por angostos canales para limitar inundaciones y recuperar tierras. Este proceso culminó gracias a la instalación de centrales hidroeléctricas. Los sofisticados sistemas de presas construidos sobre los ríos protegen tanto a las personas como al ambiente de las inundaciones.

Las centrales hidroeléctricas son instalaciones que permiten aprovechar la energía potencial gravitatoria contenida en la masa de agua que transportan los ríos para convertirla en energía eléctrica, utilizando turbinas acopladas a generadores. Aunque existe una gran variedad de tipos de centrales hidroeléctricas convencionales, dado que las características del emplazamiento de la central condicionan en gran medida su diseño, (las centrales) podrían ser reducidos a dos modelos básicos, siendo cada emplazamiento particular una variante de uno de ellos o una combinación de ambos. El primer tipo, denominado C.H. de Pasada, también denominadas centrales de filo de agua, utiliza parte del flujo de un río para generar energía eléctrica. Operan en forma continua porque no tienen capacidad para almacenar agua, no disponen de embalse. Turbinan el agua disponible en el momento, limitadamente a la capacidad instalada. Por su parte, el segundo sistema de aprovechamiento, o C.H. con embalse de reserva, consiste en construir, en un tramo de un río que ofrece un desnivel apreciable, una presa de determinada altura.

El nivel del agua alcanzará, entonces, un punto sensiblemente cercano al extremo superior de la presa. A media altura de la misma, para aprovechar el volumen de embalse a cota superior, se encuentra la toma de aguas; y en la base inferior – aguas abajo de la presa –, la sala de máquinas, que aloja al grupo (o grupos) turbina – generador. Conviene señalar también la existencia de otros tipos de aprovechamientos hidráulicos no convencionales, como son las centrales de bombeo, que han surgido modernamente como complemento de las grandes instalaciones nucleares y térmicas clásicas. Su misión principal consiste en bombear agua con energía marginal (durante las horas valle de demanda) y turbinarla a las horas punta.
Respecto a los tipos de turbinas empleadas, las más utilizadas son las Pelton, Francis y Kaplan, para desniveles grandes, medios y bajos, respectivamente.
Los grupos (turbina - generador) de mayor potencia son los de eje vertical, siendo los pequeños de eje horizontal.  




RESUMEN

El presente proyecto de investigación fue elaborado con la finalidad de aprovechar las aguas residuales, que abundan en nuestra localidad, siendo considerado hoy en el mundo este como un recurso re-utilizable que está siendo desperdiciado por la mayor parte de los países. Usando la velocidad que estas poseen al moverse, genera  energía mecánica, obtenida por la energía hidráulica de las aguas al chocar con las aspas que conforma el generador, desarrollándose así el movimiento.
Posteriormente, esa energía mecánica se transformará en energía eléctrica, generado al hacer girar las aspas las cuales están sujetas a un eje originando así dentro de la bobina del motor un campo magnético, el cualngenerará un voltaje en la bobina de acuerdo con la ley de Faraday , produciendo así corriente eléctrica, debido a la fuerza electromotriz que en este caso utilizaremos para encender un foco o bombilla eléctrica, demostrando así el funcionamiento de nuestro proyecto.

Palabras clave: Aguas Residuales, Energía Mecánica, Corriente eléctrica.



CAPÍTULO I: MARCO METODOLÓGICO


1.1.Planteamiento del Problema
1.1.1.      Problemática
En la región de Ancash - Perú, la única fuente de energía eléctrica es La Central Hidroeléctrica Cañón del Pato, ubicada sobre el río Santa en el departamento de Áncash en Perú. La central Cañón del Pato es una de las centrales que mayor energía aporta al Sistema Interconectado Nacional del Perú (SINAC).
Fue inicialmente concebida por el por ingeniero y científico aijino (ancash) Santiago Antúnez de Mayolo y luego diseñada por ingenieros franceses de la NERPYC y está considerada como una de las obras de ingeniería más destacadas del Perú.
 Aunque cumplen un papel importante en la generación de energía eléctrica, ocasionan un gran impacto ambiental en su instalación, montaje y funcionamiento. Los impactos ambientales que más se presentan son la alteración del régimen de caudales, pérdida de cobertura vegetal y afectación en asentamientos temporales y permanentes.  
Las represas que se crean para alimentar las central hidroeléctrica, contribuyen mucho más al calentamiento global de lo que se estimaba previamente, según un nuevos estudios.
Se descubrieron que la vegetación podrida en el agua significa que las represas son responsables de la emisión de gases del llamado efecto invernadero cada año.
Por otra parte el desperdicio de aguas residuales en el distrito de Nuevo de Chimbote es inmenso, lo que se realiza con estos desechos  es arrojarlos al mar, así contaminando y desperdiciando potencial fuente de energía.
En Perú, solamente se ha ejecutado el 30% de la inversión pública en tratamiento de agua, de acuerdo al Plan Nacional de Saneamiento Urbano y Rural 2006-2015. La contaminación del agua ocurre a niveles primario, secundario y terciario de las fuentes de agua. Las sustancias que contaminan el agua son orgánicas e inorgánicas. En todos los casos, la contaminación del agua.

1.1.2.      Antecedentes del problema
Hernández C. (2011) En su tesis: La generación de energía eléctrica a partir de hidroeléctricas constituye hoy en el país una de sus principales fuentes de oferta, cuya continuidad depende del manejo que se esté proporcionando a estos sistemas artificiales lo cual pueda garantizar como mínimo la vida útil con la que fueron proyectados. La implementación y operación de una obra de este tipo trae consigo la generación de una gran diversidad de impactos a diversos niveles y magnitudes, tanto sobre el ambiente como sobre la obra misma, los cuales se previenen, mitigan, corrigen o compensan con la implementación de una serie de actividades de manejo, diseñadas tomando como base las características y requerimientos de tipo biótico, físico y socioeconómico de la zona de influencia.
Fernando J. - González C. - Morales Y. (2015) En su tesis: La distribución de la población de zonas urbanas y rurales muestra una tendencia creciente hacia la concentración urbana en todo el mundo, por lo que América Latina no es la excepción. En tal sentido, un factor de supervivencia de las ciudades es el abastecimiento de agua potable, así como el adecuado nivel de saneamiento urbano, a fin de propender a un ciclo de agua saludable y sostenible. Con respecto al agua, sus fuentes nacen en las altas montañas del Perú y están próximas a explotaciones mineras, por lo que están expuestas a niveles peligrosos de metales pesados de esta actividad extractiva, contaminándose y afectando la salubridad de la producción agropecuaria de la zona y que sirve de abastecimiento a la población rural y urbana.

1.1.3.      Formulación del problema
¿Cómo podemos aprovechar las aguas residuales de tal forma que se pueda producir energía eléctrica de manera eficiente y practica?

1.1.4.      Justificación
Este trabajo se realizó pensando en el gran impacto de contaminación causado por el mal uso de las aguas residuales, en esta ocasión nosotros aportamos en darle un mejor uso, generando energía eléctrica.

1.1.5.      Delimitación
1.1.1        Delimitación espacial:
Lugar: Salida al sur del distrito de Nuevo Chimbote
  Distrito: Nuevo Chimbote
  Provincia: Santa
  Departamento Ancash
1.1.2        Delimitación Temporal:
Del proyecto de investigación: Setiembre – Diciembre 2018
Del informe de investigación: Setiembre - Diciembre 2018

1.1.6.      Limitación

·         Problemas para la obtención de los materiales necesarios
·         La medición del flujo y caudal del canal de aguas residuales.
·         La ubicación especifico del lugar así también del flujo de agua residual.

1.2.Objetivos
1.2.1.      Objetivo General:
Elaborar el generador de energía hidráulica eficaz y sostenible impulsado mediante aguas residuales.

1.2.2.      Objetivos Específicos

·   Demostrar la producción de energía mediante un generador impulsado por aguas residuales.
·   Determinar si es viable la elaboración de un generador de energía hidráulica que funcione con aguas residuales.
·  Interpretar las principios físicos que se aplican  en el funcionamiento del generador

1.3.Hipótesis
    El flujo de  aguas residuales servirá como impulso para el generador  productor de energía hidráulica de manera eficiente.

1.4.Descripción del Tipo, Método y Diseño

1.4.1.      Tipo de investigación
1.4.1.1.Por su propósito:
Aplicada: Trabajo creativo y sistemático orientado a generar, modificar o ampliar conocimientos destinados a procurar soluciones potencialmente utilizables en problemas prácticos.

1.4.2.      Diseño de investigación
1.4.2.1.Diseño de postprueba con un solo grupo

     A es la muestra control y experimental a la vez
Donde:
A= Energía Hidráulica
E= Aguas Residuales

1.5.Variables de investigación
1.5.1.      Variable independiente
Aprovechamiento de los constantes fluidos de aguas residuales ubicadas en la ciudad de Nuevo Chimbote
1.5.2.      Variable dependiente
Producción de energía pura, sostenible y eficaz mediante un generador hidráulico

1.6.Recursos
Recursos Humanos
-          Investigadores
-          Asesor
-          Colaboradores
-          Técnicos

Material biológico
-          Aguas Residuales

Materiales de laboratorio
-  Ángulos
-  Rueda de carretilla
-  Polea 9”
-  Polea 3”
-  Polea 7”
-  Motor eléctrico de impresora
-  Paletas hechas de plancha de hacer 1/8
 
Equipos
-  Soldadora Eléctrica
-  Moladora
-  Discos de corte
-  Soldadura
-  Multitester
-  Prensa hidráulica
-  Cables cocodrilo


A continuación algunas imágenes de la construcción del proyecto.




Las diapositivas presentados por los estudiantes:

No hay comentarios.:

Publicar un comentario

Opina por favor.