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TEMA
Fabricación de generador eólico, a
partir de materiales reciclados.
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TABLA DE CONTENIDO
Dedicatoria 3
Agradecimientos 4
Introducción 5
Justificación 6
Antecedentes 7
Objetivo general 8
Objetivo específico 8
Reseña histórica del Reciclaje 9
Marco Teórico 11
Desarrollo 14
Conclusión 19
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DEDICATORIA
Dedicamos este proyecto primeramente a nuestro
padre celestial, porque él, es quien nos da la vida y
la sabiduría.
A nuestros padres que con su esfuerzo, apoyo y
cariño nos motivan en nuestra labor educativa. Sin
antes olvidar a nuestros queridos maestros, que
comparten día a día sus enseñanzas.
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AGRADECIMIENTOS
Agradecemos infinitamente a Dios nuestro creador
por darnos la inspiración y el arte para rescatar el
mundo perfecto que él nos dio.
A nuestros padres por brindarnos su apoyo para que
pudiésemos elaborar nuestro proyecto.
Y a nuestros maestros por confiar en nuestra
capacidad de innovar.
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INTRODUCCIÓN
Este proyecto sobre la energía limpia y reciclaje pretende de una forma informativa, y educacional, concientizar y capacitar a los estudiantes del Instituto Nacional Ladislao Chwalbinsky sobre la recaudación y recuperación, de productos desechables renovables.
A pesar de que en la actualidad es muy fácil recibir información acerca de este maravilloso proceso (el reciclaje y la energía limpia), ya que contamos con medios de comunicación como la radio, prensa, televisión, Internet, etc., hemos notado que todavía no se ha podido lograr la concientización de la población, razón está que nos motivó a tomar realizar un proyecto que de una u otra manera favorezca a que cada vez sean más las personas que contribuyan y tomen conciencia de que nuestro planeta necesita que los seres humanos sepamos aprovechar al máximo, los recursos que tenemos, para poder mantener el equilibrio ecológico, que es imprescindible para nuestra vida y el futuro del mundo.
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JUSTIFICACIÓN
En la actualidad, el reciclaje juega un papel importante en la conservación y protección del medio ambiente, por lo tanto, es fundamental la ejecución de proyectos sobre el reciclaje y además la puesta en práctica de acciones concretas en pro de éste.
La motivación del profesor en clase, y lo que conocemos sobre el tema, despertó en nosotros la inquietud y el deseo a trabajar sobre el tema (reciclaje y la energía limpia).
Dada a la desinformación que aún existe en el medio en que vivimos sobre el reciclaje y sus diversas aplicaciones, pensamos que la mejor manera de concientizarnos y lograr que todos adquirieran hábitos de reciclar, es desarrollando un proyecto enfocado en la necesidad e importancia del reciclaje en la producción de energía limpia como parte de la vida cotidiana.
Finalmente la razón por la cual elegimos este proyecto, es para concientizar a la población en el aprovechamiento de nuestros recursos naturales renovables y transmitir el mensaje a las demás personas, para que poco a poco, cambiemos la matriz energética de nuestro país, y considerando que Ometepe tiene un alto ingreso sin retorno de materiales plásticos, les daríamos a estos un uso adecuado y así aportar a su disminución.
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ANTECEDENTES
En nuestro país se han ejecutado muchos proyectos para lograr
obtener energía más barata, las empresas privadas apuestan por
la generación de energía eólica como respuesta a la crisis
energética causada por el alza de los precios del petróleo, el
estado debe aprovechar nuevas tarifas para la venta de energía
limpia (eólica) y no lo han hecho. Hace seis años ENEL saco a
licitación un proyecto de generación de energía eólica, pero estos
nunca le aprovecharon al contrato, ya que estos proyectos llevan
una inversión de aproximadamente de 91 millones de dólares,
estos proyectos no son nada viable para la situación económica
de nuestro país.
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OBJETIVO GENERAL Diseñar y promover un proyecto de energía producida a partir de nuestros recursos naturales (viento).
OBJETIVOS ESPECÍFICOS Elaborar aerogeneradores eólicos con elementos reciclados.
Reconocimiento del entorno como estrategia para identificar los elementos que vamos a reciclar.
Capacitar y orientar a los estudiantes sobre el manejo de
ahorro de la energía.
Sensibilizar a la población escolar con el propósito de
concientizarlos sobre la importancia de preservar el medio
Ambiente.
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RESEÑA HISTORICA DEL RECICLAJE Nuestro hogar común, el planeta Tierra, está cada vez más amenazado.
Sabemos que desde que Eva arrojo el primer corazón de manzana, comenzaron a aparecer los residuos, los cuales no fueron de fundamental importancia mientras los hombres vivían como tribus nómades, pues los residuos quedaban y ellos cambiaban de lugar , pero comenzó a ser relevante cuando estas poblaciones se convirtieron en sedentarias , pues sus residuos eran depositados en su entorno. Pero el problema verdadero apareció cuando se conformaron las ciudades, ya que el número de habitantes se incrementó sobre manera y por ende sus desperdicios.
Los primeros seres humanos no tenían una estrategia de gestión para los residuos sólidos, pues sencillamente no existía la necesidad. Probablemente, por el hecho de que no permanecían en un lugar fijo, por un tiempo considerable como para acumular una gran cantidad de residuos y buscar una manera de deshacerse de ellos o en su defecto reutilizarlos. Pero todo esto tomó una forma diferente cuando se establecieron las primeras comunidades y las cantidades de residuos se hicieron cada vez mayores, viéndose en la necesidad de gestionar los desechos. De aquí en adelante se crearon diferentes maneras de controlar el problema, unos optaron por incinerarlos, otros por recolectarlos y depositarlos en lugares estratégicos y así sucesivamente hasta
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que se encontró la manera más útil, práctica y beneficiosa de tratar los desechos renovables como el papel, plástico, aluminio, vidrio, desechos orgánicos, etc. La cual no es otra que reciclarlos.
El reciclaje es un proceso mediante el cual se transforma un material de desecho en otro material de utilidad, es decir, darle un uso a lo que ha sido catalogado como inservible o basura. También es una forma de solucionar el problema de la acumulación de residuos, el ahorro de la energía, la extinción de recursos no renovables, etc. Logrando de esta manera la protección del medio ambiente, se mejora la economía nacional porque no se necesita ni el consumo de materias primas ni el de energía, que son más costosos que el proceso de las industrias de recuperación además de que constituye una fuente de empleos e ingresos de gran beneficio y sin duda, contribuye al equilibrio ecológico. Se le da de esta manera un poco más de vida, tanto a la naturaleza como a cada uno de nosotros.
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MARCO TEÓRICO
ELECTRICIDAD
La electricidad (del griego elektron, cuyo significado es ámbar) es un fenómeno físico cuyo origen son las cargas eléctricas y cuya energía se manifiesta en fenómenos mecánicos, térmicos, luminosos y químicos, entre otros, en otras palabras es el flujo de electrones. La electricidad y el magnetismo son dos aspectos diferentes de un mismo fenómeno físico, denominado electromagnetismo, descrito matemáticamente por las ecuaciones de Maxwell. El movimiento de una carga eléctrica produce un campo magnético, la variación de un campo magnético produce un campo eléctrico y el movimiento acelerado de cargas eléctricas genera ondas electromagnéticas (como en las descargas de rayos que pueden escucharse en los receptores de radio AM).
ENERGIA
El término energía fuerza de acción o fuerza trabajando) tiene diversas acepciones y definiciones, relacionadas con la idea de una capacidad para obrar, transformar o poner en movimiento. En física, «energía» se define como la capacidad para realizar un trabajo. En tecnología y economía, «energía» se refiere a un recurso natural (incluyendo a su tecnología asociada) para extraerla, transformarla, y luego darle un uso industrial o económico.
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Transformación de la energía
Para la optimización de recursos y la adaptación a nuestros usos, necesitamos transformar unas formas de energía en otras. Todas ellas se pueden transformar en otra cumpliendo los siguientes principios termodinámicos:
“La energía no se crea ni se destruye; sólo se transforma”. De este modo, la cantidad de energía inicial es igual a la final.
“La energía se degrada continuamente hacia una forma de energía de menor calidad (energía térmica)”. Dicho de otro modo, ninguna transformación se realiza con un 100% de rendimiento, ya que siempre se producen unas pérdidas de energía térmica no recuperable. El rendimiento de un sistema energético es la relación entre la energía obtenida y la que suministramos al sistema.
IMAN
Un imán (del francés aimant) es un cuerpo o dispositivo con un campo magnético (que atrae o repele otro imán) significativo, de forma que tiende a juntarse con otros imanes (por ejemplo, con campo magnético terrestre).
PARTES DE UN IMÁN
eje magnético: barra de la línea que une los dos polos. línea neutra: línea de la superficie de la barra que separa las
zonas polarizadas. polos: los dos extremos del imán donde las fuerzas de
atracción son más intensas. Estos polos son, el polo norte y
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el polo sur; también denominados polos positivo y negativo, respectivamente.
MAGNETISMO
Los fenómenos magnéticos fueron conocidos por los antiguos griegos. Se dice que por primera vez se observaron en la ciudad de magnesia en asia menor, de ahí el término magnetismo. Sabían que ciertas piedras atraían el hierro y que los trocitos de hierro atraídos, atraían a su vez a otros. Estas se denominaron imanes naturales.
Polaridad de un imán
Para determinar los polos de un imán se considera la tendencia de éste a orientarse según los polos magnéticos de la tierra, que es un gigantesco imán natural: el polo norte de un imán se orienta hacia el polo sur magnético, que está próximo al polo norte geográfico, mientras que el polo sur del imán se orienta hacia el polo norte magnético, que está próximo al polo sur geográfico. El ángulo comprendido que entre la componente horizontal del campo magnético terrestre con el meridiano geográfico se denomina declinación magnética.
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Desarrollo
El proyecto realizado es un aerogenerador (generador eólico), el
cual aprovecha la energía cinética que genera el viento, haciendo
un trabajo mecánico, generando energía eléctrica para el
consumo doméstico y siendo amigable con el medio ambiente,
así mismo, los materiales empleados para la elaboración de este,
son desechos sólidos reciclados, tales como botellas plásticas.
Ventajas
La energía eólica no contamina, es inagotable y
frena el agotamiento de combustibles fósiles
contribuyendo a evitar el cambio climático. Es
una tecnología de aprovechamiento totalmente
madura y puesta a punto.
Es una de las fuentes más baratas, puede
competir e rentabilidad con otras fuentes
energéticas tradicionales como las centrales
térmicas de carbón (considerado
tradicionalmente como el combustible más
barato), las centrales de combustible e incluso
con la energía nuclear, si se consideran los
costes de reparar los daños medioambientales.
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El generar energía eléctrica sin que exista un
proceso de combustión o una etapa de
transformación térmica supone, desde el punto
de vista medioambiental, un procedimiento muy
favorable por ser limpio, exento de problemas
de contaminación, etc. Se suprimen
radicalmente los impactos originados por los
combustibles durante su extracción,
transformación, transporte y combustión, lo que
beneficia la atmósfera, el suelo, el agua, la
fauna, la vegetación, etc.
Evita la contaminación que conlleva el
transporte de los combustibles; gas, petróleo,
gasoil, carbón. Reduce el intenso tráfico
marítimo y terrestre cerca de las centrales.
Suprime los riesgos de accidentes durante estos
transportes: desastres con petroleros (traslados
de residuos nucleares, etc.). No hace necesaria
la instalación de líneas de abastecimiento:
Canalizaciones a las refinerías o las centrales de
gas.
La utilización de la energía eólica para la
generación de electricidad presenta nula
incidencia sobre las características
fisicoquímicas del suelo o su erosionabilidad, ya
que no se produce ningún contaminante que
incida sobre este medio, ni tampoco vertidos o
grandes movimientos de tierras.
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Desventajas
La principal desventaja de la energía eólica es
nuestra incapacidad para controlar el viento. Al
ser una energía menos predecible no puede ser
utilizada como única fuente de generación
eléctrica. Para salvar los momentos en los que
no se dispone de viento suficiente para la
producción de energía eólica es indispensable
un respaldo de las energías convencionales y el
resto de renovables.
Impacto sobre la avifauna: principalmente por
el choque de las aves contra las palas, efectos
desconocidos sobre la modificación de los
comportamientos habituales de migración y
anidación.
Dificultad para la planificación. Como hemos
indicado, existe una dificultad intrínseca para
poder planificar la energía eólica disponible con
antelación. Dado que los sistemas eléctricos son
operados calculando la generación con un día de
antelación en vista del consumo previsto, la
aleatoriedad del viento plantea serios
problemas. Los últimos avances meteorológicos
para la previsión del viento han mejorado
mucho la situación, pero aún sigue siendo un
problema
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Procedimientos para la elaboración del
aerogenerador, con materiales reciclados.
Búsqueda de materiales: primeramente buscamos el
alternador (futuro generador), el corazón del proyecto. el
primer día de búsqueda obtuvimos, desechos sólidos como
lo son: botellas plásticas, tapas de botellas, alambres e
imanes tipo dona, con un inventario especifico, obtuvimos
los siguientes materiales:
1 alternador
36 botellas plásticas
2 Imanes
2 varillas de hierro de 3/4
1 batería de carro
3 metros de alambres conductores de energía
3 aspas de ventilador de techo (recicladas)
tornillos
1 metro de estaño
1 litro de pintura a base de agua.
Modificación del alternador: primeramente necesitamos un alternador de
automóvil convencional, el cual desarmamos en su totalidad, hasta obtener un
rotor, este rotor consta de un eje, polos del núcleo y un conector circular
deslizante, cuya función es alimentar a la bobina del electroimán, que se
encuentran dentro de los polos de este rotor, retiramos el conector circular y
separamos un polo del núcleo que actúa como tapa del electroimán giratorio, y
se reemplaza por imanes tipos dona, este tipo de imanes dona se pueden
obtener de bocinas descartadas, verificamos que el imán sea del tamaño
adecuado y que quepa dentro de las tapas magnéticas del rotor, con imanes
tipo donas en serie, procedemos a cerrar el ensamble para que quede justo con
cuidado de no quebrar los imanes, verificamos el perímetro del rotor para
eliminar diferencias en los tamaños y esto se logra desbastando lateralmente el
rotor con un esmeril . ya rectificado ensamblamos nuestro generador y
verificamos que el eje gire de manera libre, ajustamos los tornillos y verificamos
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nuevamente de que el eje siga girando libremente. Ya terminado, conectamos
a un voltímetro para rectificar la producción de voltaje, una vez hecho esto ya
tememos nuestro generador de energía.
Hélices del aerogenerador: ya que nosotros comenzamos a construir el
aerogenerador de materiales reciclados, obstamos por escoger las aspas viejas
de un ventilador de techo abandonado. Primeramente enderezamos las aspas a
su posición original ya que estaban severamente deformadas, ya compuestas se
giran 10º para la izquierda, puesto que necesitan esta inclinación para poder
aprovechar la resistencia del viento y le colocamos un pequeño eje, para
facilitar el ensamblado con las demás piezas.
Construcción de la torre: dividimos una varilla de hierro con una longitud de 6
metros en tres partes iguales, obteniendo de esta 3 varillas de 2 metros de
longitud, listo esto, de una varilla de menor espesor, cortamos 3 partes de 15
Cm de longitud, luego 3 partes de 28 Cm y luego 3 partes de 42 Cm, listos para
el ensamble de la torre unimos a la base triangular superior de 97.5 Cm2, las
tres varillas de 2 metros de longitud, puesto que nuestra idea es implementar el
reciclaje, protegimos y decoramos la torre con botellas plásticas atravesadas en
las varillas y así sucesivamente seguimos ensamblando el soporte triangular de
la mitad de la torre y así la base inferior de esta, obteniendo como resultado
una torre de botellas plásticas.
Timón del aerogenerador: la función de este es dirigir al aerogenerador en
dirección al viento. En la elaboración de este, utilizamos un tubo de PVC que
mide 50 Cm de longitud, y utilizando como cola un pedazo de plástico de buena
resistencia encontrado en la basura. A este le damos una forma triangular y lo
ensamblamos en el tubo de PVC asegurándola a esta con un perno en la parte
inferior.
Ensamblaje general: iniciamos con la unión del generador y la torre, el
generador pasa hacer la cabeza de la torre, este generador podrá girar 180º
gracias a un pequeño rotor, que une a la torre y al generador, listo esto
proseguimos a la instalación de las hélices, que estarán unidas en un eje por
encima del generador y con un sistema de trasmisión logrando hacer trabajo en
ambas partes, luego unimos en la parte trasera del generador el timón, unido a
esta con un pequeño perno, haciendo de dos piezas uno. Una vez realizado todo
esto, procedimos a extraer dos líneas, de la salida del generador (línea positiva y
línea negativa), llevando esta, desde la parte alta de la torre, hasta su base
inferior, conectándose está a una batería para que esta retenga la energía
producida por el generador eólico, así permitiendo obtener una energía
constante.
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Conclusión
Hemos llegado a concluir que por medio de este proyecto,
ayudaremos a preservar el medio ambiente y así mismo reducir
el uso excesivo de los combustibles fósiles y reducir las altas
cantidades de desechos plásticos dándole un uso alternativo a
estos materiales y darle a conocer a la población en general que
con nuestro proyecto obtendremos muchos beneficios, y
finalmente concluimos con nuestro lema:
“Lo que oigo, me olvido;
Lo que veo, me acuerdo;
Lo que hago, entiendo.”
Os deseo salud, humor y buen viento.