“Elaboración de un generador hidráulico casero que ayude a abastecer de agua a los cultivos y al mismo tiempo brindar energía eléctrica”

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UNIVERSIDAD TÉCNICA DEL NORTE

FACULTAD EN CIENCIAS AGROPECUARIAS Y AMBIENTALES

TEMA:

“Elaboración de un generador hidráulico casero que ayude a abastecer de agua a los cultivos y al mismo tiempo brindar energía eléctrica”

CARRERA:

Ingeniería en Recursos Naturales Renovables

AUTORES:

Fernández Luis David

Sarzosa Estefany

Villarreal Daniela

Troya Nuvia

ASESOR:

Andrés Manolo Carrión Burgos

Ibarra,  Junio 2017

AGRADECIMIENTO

Este proyecto es el resultado del esfuerzo conjunto de todos los que formamos el grupo de trabajo. Por esto agradecemos en primera instancia a Dios por darnos esa fortaleza para continuar a pesar de las dificultades y a nuestro docente de materia, Ing. Andrés Carrión, quienes a lo largo de este tiempo ha puesto a prueba sus capacidades y conocimientos en el desarrollo de este nuevo plan de investigación el cual ha finalizado llenando todas nuestras expectativas. A nuestros padres quienes  a lo largo de toda nuestra vida han apoyado y motivado nuestra formación académica, creyeron en nosotros  en  todo momento y no dudaron de nuestras habilidades. A nuestros docentes en general a quienes les debemos gran parte de nuestros conocimientos, gracias a su paciencia y po supuesto a su enseñanza y finalmente un eterno agradecimiento a esta prestigiosa universidad la cual abre sus puertas a jóvenes como nosotros, preparándonos para un futuro competitivo y formándonos como personas de bien.

DEDICATORIA

Dedicamos este proyecto de investigación  principalmente a Dios y a nuestros padres. A Dios porque ha estado con nosotros  a cada paso que damos, cuidándonos   y dándonos fortaleza para continuar, a nuestros padres,  quienes a lo largo de nuestra vida han velado por nuestro bienestar y educación siendo  nuestro apoyo en todo momento. Depositando su entera confianza en cada reto que se nos presentaba sin dudar ni un solo momento en nuestra inteligencia y capacidad.  Es por ello que somos  lo que ahora. Los amamos con nuestra vida.

INTRODUCCIÓN

La mayoría de energías limpias son renovables, obtenidas de fuentes naturales inagotables, como la solar (del sol) del aire (eólica), de saltos de agua (eléctrica), caracterizadas por no incrementar el efecto invernadero ni producir residuos tóxicos ni radiactivos.

En este trabajo se podrá apreciar el principio de conservación de la energía, a través del generador hidráulico para saber así, como es que se transforma la energía mecánica a eléctrica.  La conservación de la energía mecánica es una ley y es el origen de la expresión “fuerza conservativa”. Cuando la energía mecánica de un sistema se conserva, podemos relacionar la energía mecánica final del sistema con la energía mecánica sin tener que considerar el movimiento intermedio ni el trabajo realizado por las fuerzas involucradas. Por lo tanto, la conservación de la energía mecánica nos permite resolver problemas que podrían ser difíciles de resolver a partir de las leyes de Newton. Cabe mencionar que la energía mecánica no depende de la trayectoria, en caso de que no haya fricción; como es el caso del generador hidráulico (Serway, 2010).

En este proyecto se  realizará un prototipo de un Generador Hidráulico, que es muy útil en la vida diaria, por tal manera su ubicación es en las cercanías de la cuenca de un rio para brindar electricidad a hogares aledaños; es un sistema generador de energía eléctrica, a partir del movimiento del agua que pasa, bien por un solo canal a través de las cucharas; que recibirán la caída del agua, haciendo girar la rueda de madera, que a su vez esta hará girar un engrane adaptado al motor de 12volts, para así hacer prender luces led y obtener energía eléctrica.

El recurso hídrico saliente se utilizará como fuente de riego para cultivos, los cuales se abastecerán de éste para sacar provecho y garantizando la rentabilidad del proyecto.

CAPÍTULO I. OBJETIVOS DE INVESTIGACIÓN

1. Objetivo General

Elaborar un prototipo de generador hidráulico para identificar el mecanismo que éste utiliza para la producción de energía eléctrica a partir de agua, contribuyendo al buen uso de éste  recurso utilizándolo de manera rentable para riego de cultivos.

1. Objetivos Específicos

• Investigar información sobre la energía hidráulica e identificar el mecanismo y proceso que tiene el agua para la producción de energía.

• Recolectar datos de cómo elaborar un generador hidráulico a pequeña escala y cómo es el funcionamiento para el desarrollo del proyecto.

• Recolectar información acerca de la reutilización del agua saliente se la vertiente con el fin de ser utilizado en un sistema de riego de cultivos.

1. Planificación

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1. Objeto de estudio

En el transcurso de las últimas décadas, se ha hecho evidente el déficit energético presente en el mundo entero, debido  a que los países, en su afán de conseguir una mayor producción energética además de lograr un ahorro económico, ha utilizado fuentes de energía sucias provocando daños irreversibles en el equilibrio del medio ambiente asimismo para los seres quienes lo habitan (Gutiérrez y Trejo, 2014).

A raíz de esto se han generado dos de los problemas ambientales más graves de este tiempo: el cambio climático y la amenaza nuclear. El uso de energía sucia procedente de centrales nucleares y de centrales térmicas que utilizan combustibles fósiles como el carbón son las principales causas. En este contexto, el concepto de “electricidad limpia” viene determinado por las fuentes de energía que se utilizan. Incluye a todas las fuentes de energía necesarias para sustituir a las energías sucias (Tirado, 2010).

El presente proyecto busca elaborar un prototipo de generador hidráulico con aplicación de éste en las cuencas de un río para brindar electricidad a hogares cercanos y hacer uso rentable del agua saliente conduciéndolo hacia canales de riego de cultivos, para hacer un buen uso del presente, además de brindar un servicio a la comunidad  y a la vez derrocar energías sucias que utilizan como fuente energética al carbón produciendo daños irreversibles para el planeta.

Se pretende a través de la investigación científica y experimental establecer mecanismos de reutilización de agua para disminuir el impacto ambiental generado las centrales nucleare y térmicas, a fin de mejorar utilización de los recursos líquidos, así como también, su sensibilización frente al uso racional del agua.

Mayor protección del ambiente gracias a una mejor gestión de aguas contaminadas para la disminución de la contaminación ambiental por una mejora continua de la eficiencia de los procesos de producción energética.

CAPÍTULO II. MARCO TEÓRICO

1. ENERGÍA

La energía es considerada una propiedad que está relacionada con todo a nuestro alrededor es decir a las cosas, sustancias incluyendo a las personas y que se manifiesta en las transformaciones que ocurren en la naturaleza; por tal motivo al mirar a nuestro alrededor podemos observar que las plantas crecen, las herramientas realizan variados trabajos y que los  seres vivos se trasladan a muchas partes. La energía puede estar presente en todos los cambios físicos como también en los cambios químicos como puede ser al quemar un trozo de papel o al mover un objeto de un lugar a otro (Garcés, 1997).

La unidad de medida de la energía según el Sistema Internacional es el Julio (Rendón, 2005).

1. Distinguir las diversas formas de energía

La energía puede estar presente de diversas formas como son; cinética, si es en movimiento; potencial, si se trata de usar altura; de calor, de electricidad, de radiación electromagnéticas, entre muchos otros ejemplos. Pero según sea el caso la energía adquiere su nombre específico (Temelis & Ulloa, 2007).

1. Energía térmica

La Energía térmica se debe al movimiento de las partículas que constituyen la materia. Un cuerpo a baja temperatura tendrá menos energía térmica que otro que esté a mayor temperatura (Naveau & Nyns, 1993).

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