bomba hidráulica terminada
TRANSCRIPT
“AÑO DE LA UNIÓN NACIONAL FRENTE A LA CRISIS EXTERNA”
XIX FERIA ESCOLAR NACIONAL DE CIENCIA, TECNOLOGÍA E INNOVACIÓN TECNOLÓGICA 2009
COLEGIO SAN FRANCISCO DE ASÍS
“RESTITUYAMOS TODO AL SEÑOR CON LAS
PALABRAS Y LA VIDA”
BOMBA HIDRULICA ACCIONADA POR ENERGÍA EÓLICA
Presentado por:
Jimmy Joel Ochoa Lizarraga
Gabriel Gonzalo Sacatuma Ugarte
2
CUSCO-PERU 2009
PRESENTACIÓN
Estamos viviendo una época de cambios a nivel social, científico y tecnológico, todos los
días se inventan nuevas cosas y se aplican en diferentes ámbitos. La idea de la ciencia y
tecnología es mejorar la calidad de vida del hombre y hacer de nuestro planeta un medio
sostenible, pero situaciones como la contaminación, la capa de ozono, el efecto
invernadero y el calentamiento global son situaciones reales que se están presentando en
nuestro milenio.
Los problemas ambientales se encuentran en la lista de soluciones en las agendas de los
gobiernos y se toman en cuenta en todo tipo de cumbre internacional, se han firmado
numerosos acuerdos internacionales pero la verdad es que siguen agravándose los
problemas ambientales, en los noticieros, diarios, revistas es muy fácil observar artículos
relacionados a la carencia del agua, a la contaminación biológica y química, a desastres
naturales producidas por cambios climáticos, etc.
Uno de los problemas principales a los que se enfrenta la humanidad es al uso irracional
de los recursos naturales que producen más de un problema a la vez, desde la pobreza de
algunos pueblos, pasando por la contaminación que produce su combustión y su
desabastecimiento al agotarse. El uso adecuado del agua es otro de los principales
problemas de la humanidad, poblaciones enteras de Asia, África y América no cuentan
con agua potable y el agua que pueden conseguir no cumple con normas internacionales
de potabilización, miles de seres humanos mueren anualmente por falta de agua,
consumo de agua contaminada, o enfermedades relacionadas a la carencia de agua
potable.
Nuestro país no es ajeno a esta realidad, aunque los centros hidroeléctricos son los
principales generadores de energía, existen centrales termoeléctricas que utilizan
combustibles fósiles para funcionar, motores y centrales generadoras de electricidad a
gasolina y petróleo en el campo para realizar funciones que se podrían hacer en base a
formas energéticas alternativas, nuestro proyecto trata de desarrollar un sistema de
3
traslado de agua utilizando una bomba accionada por la energía eólica, una acción simple
y práctica a la vez, accesible y viable en nuestro medio.
LOS ALUMNOS
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
En nuestra región la actividad turística es la principal fuente económica, la
minería, la ganadería y la agricultura también son actividades significativas de
desarrollo de nuestro pueblo.
En cuanto a la agricultura todavía se utilizan métodos tradicionales, que no
permite tener una agricultura tecnificada, en cuanto a las herramientas y
maquinaria, son picos, palas, chaquitaqllac, quizás en el mejor de los casos
tractores, el uso de recursos de tiempo y de hombres es mayor, y se depende en
muchos casos de las lluvias para el riego, ya que no se cuentan con sistemas de
riego de bajo costo o sistemas de transporte de agua de pozos o ríos a las chacras.
En el caso de contar con sistemas de bombeos de agua en su mayoría se utilizan
bombas eléctricas o petroleras que en ambos casos consumen energía
contamínate y recursos no renovables.
Analizando estos problemas quisimos “matar dos pájaros de un solo tiro” es decir
utilizar energía alternativa y transportar agua a grandes distancias. Desarrollar un
sistema de transporte de agua, que no necesite de una fuerza mecánica aplicada
por el hombre o electricidad, que pueda funcionar mediante energías renovables
o alternativas, que sea de bajo costo y que funcione transportando agua de pozos,
lagunas o ríos mediante una acción simple. Hemos denominado a nuestro
proyecto como “la bomba hidráulica accionada por energía eólica” y creemos que
bajo una adecuada planificación y sistemas complementarios de distribución de
agua pueda funcionar en los valles de la sierra, en nuestro departamento tenemos
el valle sagrado, la pampa de Anta, el valle del cusco, etc., todos éstos de gran
acción eólica es decir donde los vientos tienen gran actividad.
a. ¿Cómo utilizar la energía de los vientos para el transporte del agua?
b. ¿Cómo llevar agua a distancias y alturas con el fin de riego sin costos altos?
4
c. ¿Cómo aportar más tiempo de vida al planeta Tierra, mediante el cuidado
de nuestro ambiente sin contaminación?
2. OBJETIVOS
Los objetivos de nuestro proyecto son los siguientes:
a. Desarrollar un sistema o bombeador de agua en base a la energía eólica, de
bajo costo y viable en nuestro medio.
b. Transportar grandes cantidades de agua en distancia y altura mediante una
bomba eólica.
c. Utilizar la energía eólica en vez de energía eléctrica o generadores diesel
que contaminan el planeta, de esta forma evitar la contaminación y el uso
de recursos no renovables.
3. HIPÓTESIS
Es posible desarrollar un sistema de bombeo de agua utilizando como fuente de
energía la energía eólica, de bajo costo, viable en nuestro medio y que conserve el
medio ambiente.
4. JUSTIFICACIÓN:
El fin principal del presente proyecto es la complementación del
aprendizaje realizado en el curso, familiarizándonos con el METODO
CIENTIFICO y la EXPERINCIA DE REALIZAR CALCULOS PRUEBAS para poder
llegar a una conclusión
A través de este proyecto presentamos una alternativa que puede reducir
costos y contribuir con el desarrollo de la agricultura en el distrito de San
Salvador donde el riego de los campos de cultivo en épocas de sequia se
realiza gracias A LA ENERGIA ELECTRICA y con ayuda de bombas centrifugas
las que tienen que instalar a ciertas horas y mantener funcionando y
cuidándolas luego de ese uso estas bombas deben ser guardadas
demandando tiempos y deterioro de las mismas
5. CONOCIMIENTOS PRELIMINARES
5
VENTAJAS DE LA ENERGÍA EÓLICA
La energía eólica no es contaminante, es una energía 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.
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: limpiezas y
mareas negras de 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.
Al contrario de lo que puede ocurrir con
las energías convencionales, la energía
eólica no produce ningún tipo de
alteración sobre los acuíferos ni por
consumo, ni por contaminación por
residuos o vertidos. La generación de
electricidad a partir del viento no produce
gases tóxicos, ni contribuye al efecto
invernadero, ni destruye la capa de
6
ozono, tampoco crea lluvia ácida. No
origina productos secundarios peligrosos
ni residuos contaminantes.
6. ELABORACIÓN DEL PROYECTO
Viene a ser la construcción de una maquina que demande bajo costo de
funcionamiento y mantenimiento.
Vamos a explicar el funcionamiento de las piezas que hemos utilizado para
hacer la bomba hidráulica:
TURBINA :
Está construido de cilindros de freón usado y cortado por la mitad, son de
acero pues deben resistir las ráfagas de viento y además el deterioro por la
luz solar. Funciona con la energía del viento haciendo que esta gire sobre
un eje en posición vertical; esta posición nos favorece pues no se necesita
que se cambie de posición cuando la dirección del viento varía y conectado
con los engranajes cónicos que contiene el engranaje excéntrico hacen que
la bomba succione el agua.
ENGRANAJES CÓNICOS:
7
Sirven para cambiar la rotación de la turbina tipo sabonius y al mismo
tiempo para desmultiplicar la velocidad pero multiplicar la fuerza para
succionar el agua mucho mas rápido.
LA RUEDA EXCÉNTRICA:
Sirve para hacer el movimiento de vaivén haciendo que se mueva el
embolo de la bomba el agua y pueda succionar el agua.
LA BOMBA DE AGUA:
Sirve para succionar agua del río y transportarla con rapidez al lugar de
riego u donde se necesite.
8
COMPONENTES DE LA BOMBA:
a. CAMISETA DE TUBO:
Es la que cubre la bomba en este caso es un tubo cortado a la medida de
nuestra bomba.
b. EMBOLO:
Está hecho de resina plástica por que es un material moldeable a cualquier
tipo de lugar donde quieras adecuarlo, por eso lo adecuamos para que
pueda entrar en el tubo y que la bomba lo mueva con facilidad y este
embolo tiene unos poros por donde el agua pasa.
c. LAMINA DE CAUCHO:
Es un retaso de caucho (jebe) cortado a la medida, gracias a esta lamina de
caucho al momento de absorber el agua este se pega al embolo y hace que
pueda absorber el agua y al momento de empujar la lamina se levanta y
deja pasar el agua.
d. 1ºVALVULA (ENTRADA Y SALIDA):
a. Camiseta de tubob. Emboloc. Lamina de cauchod. 1ºvalvula (entrada y salida)e. Tubo flexiblef. Conexión universalg. Tubo de conexiónh. 2ºvalvula check (tipo canasta)
9
Es una válvula diseñada por nosotros con el objetivo de que el agua entre a
la válvula y sigua el proceso que empleamos en los materiales anteriores, y
toda esta válvula es gracias a una canica que se encuentra en la entrada de
la bomba y que al momento de absorber la canica flota con el agua y al
momento de expulsar el agua esta choca y tapa la entrada del agua.
e. TUBO FLEXIBLE:
El tubo flexible (manguera) sirve para la conexión de la válvula de entrada y
salida con la conexión universal por la cual el agua transita por el tubo
flexible.
f. CONEXIÓN UNIVERSAL:
Es un tubo pequeño que conecta el tubo flexible con el tubo de conexión.
Este tubo tiene dos tres entradas de las cuales usamos las tres:
El primero se conecta con el tobo flexible.
El segundo se utiliza para encebar los tubos.
El tercero se conecta con el tubo de conexión
g. TUBO DE CONEXIÓN:
Su función es conectar la válvula check de canasta con la conexión
universal.
h. 2ºVALVULA CHECK (TIPO CANASTA):
Esta conectada al tubo de conexión.
Esta válvula se usa como un filtro.
Esta válvula se utiliza para que no entren desperdicios o restos sólidos al
tubo de conexión y así evitar que se atore la bomba.
7. ANÁLISIS DE DATOS:
Las velocidades con las que se movía el rodete sabonius eran variables desde 3m/s
a más y de acuerdo a esto nuestros primeros cálculos estuvieron errados y
tuvimos que modificar la bomba de embolo reduciendo sus dimensiones:
VV r T c/c deh2o altura
10
3m/s 10r/m 500CC 2m
5m/s 15r/m 750cc 2m
10m/s 30r/m 1500cc 2m
10m/s >40r/m 2000cc 2m
VV velocidad del viento
rT revoluciones de la turbina
cc de H2o cantidad de agua
Altura altura a la que se eleva el agua
CONCLUSIONES:
La bomba hidráulica accionada por la energía eólica funciona
perfectamente.
El proyecto fue todo un éxito porque la bomba si absorbe el agua del rio
con fuerza.
Este proyecto fue probado en el rio de San Salvador.
BIBLIOGRAFÍA:
www.wikipedia.com
www.eolo.com
11
12
Cortando los balones o cilindros para construir la turbina accionada por la energía eólica
13
Construyendo la bomba con todas sus partes
Armando el sistema mediante la unión de todas las partes