generador de señales cuadratica, senoidal, triangular, en diferentes frecuencias de trabajo.Descripción completa
Projeto Aerogerador Eolico Vawt 1000watts
ÍNDICE
Tipo de Proyecto.
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Planteamiento del problema.
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Objetivo General.
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Objetivos específicos. .
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Justificación.
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$escripción% e&plicación problema o necesidad.
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!n'lisis estrat()ico. estrat()ico.
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+isión.
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-isión.
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1esumen jecutivo.
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$ia)rama .
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+aterial
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1esultados .
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!lcances y "imitaciones. "imitaciones.
!n'lisis oda.
Sector Eólico.
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Tipo de Proyecto. ste proyecto consiste en la construcción y puesta en funcionamiento de un prototipo de aero)enerador tipo eje vertical% como alternativa para la posible )eneración de ener)ía el(ctrica usando un tipo de fuente renovable como lo es el viento% a fin de alcanar alcanar otros objetivos objetivos como lo son la disminución de de la uella ecoló)ica y recal5ue de las ener)ías renovables en la ona% por tanto fue necesario establecer referencias en cuanto a ener)ías renovables% los vientos% su ori)en y disponibilidad en la re)ión 6 "a 7a8ada Gro9.
2
Planteamiento del problema. l presente proyecto pretende responder y aportar información a la comunidad rela relació ción n a la si)u si)uie ient nte e pre) pre)un unta ta:: ;n ;n 5ue 5ue nos nos bene benefifici cian an las las ener ener)í )ías as renovables< "a pre)unta de investi)ación planteada busca la relación entre las si)uientes dos variables: /9 =u impacto en el medio ambiente y% 29 su impacto ante el desarrollo sustentable. "os antecedentes descritos en los si)uientes p'rrafos y el estudio sobre la ener)ía eólica a la evaluación del desarr desarroll ollo o susten sustentab table le dan susten sustento to al plante planteami amien ento to del problem problema a 5ue diversos medios de )eneración el(ctrica causan impactos ne)ativos al medio ambi ambien ente te.. "a soci socied edad ad de oy oy enfr enfren enta tar' r'n n $ebi $ebido do a la preo preocu cupa pació ción n )eneraliada de 5ue el uso de combustibles fósiles contribuye al cambio clim'tico% y 5ue las entre)as de estas fuentes de ener)ía est'n en declive% muc mucos os e&pe e&pert rtos os est' est'n n pidi pidien endo do un mayo mayorr uso uso de sist sistem emas as de ener ener)í )ía a renovables. $ado 5ue los sistemas renovables utilian fuentes naturales >sol% a)ua y viento> para producir ener)ía% sus defensores sostienen 5ue son muco m's ecoló)icos% se)uros y sostenibles. =in embar)o% e&isten diversas opin opinio ione ness en cuan cuanto to a cu'l cu'les es son son los los impa impact ctos os soci social ales es%% econ económ ómic icos os y ambientales de estos sistemas. !)re)ando 5ue las evaluaciones realiadas en el mundo entero indican 5ue la capacidad de la umanidad para e&traer y utilia utiliarr los combu combusti stible bless fósile fósiless a sido sido el catali cataliad ador or para para el desar desarrol rollo lo tecnoló)ico e industrial 5ue a dado lu)ar a una prosperidad socioeconómica sin precedentes en mucas re)iones del mundo. +ientras 5ue los defensores de los sistemas ener)(ticos no renovables sostienen 5ue los combustibles fósile fósiless se)uir se)uir'n 'n siend siendo o muco muco m's facti factible bless 5ue las fuente fuentess de ener) ener)ía ía renovables% los defensores del medio ambiente y las or)aniaciones tales como las ?aciones @nidas sostienen 5ue la ener)ía sostenible tambi(n puede tener un impacto económico positivo. l precio de las ener)ías renovables no son tan propensas a las fluctuaciones del mercado como el petróleo o el )as natural% y los sistemas de ener)ía solar o eólic eólica a son son capa capace cess de sumin suminis istr trar ar ener ener)í )ía a a las las re)i re)ion ones es en vías vías de desa desarr rrol ollo lo o meno menoss acce accesi sibl bles es%% las las cual cuales es pued pueden en no tene tenerr los los medi medios os económicos o de infraestructura para utiliar combustibles fósiles. !dem's% los e&pertos predicen 5ue el aumento de la inversión en sistemas de ener)ía renovable se)uir' produciendo miles de empleos en todo el mundo.
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Objetivo General. $ise8 $ise8ar ar un proto prototip tipo o de aero) aero)ene enerad rador or como como una una altern alternati ativa va de )ener )enerar ar ener)ía el(ctrica renovable% ayudando a la disminución de la uella ecoló)ica umana y como una oportunidad de aumentar los sistemas productivos de la re)ión. l proyecto est' enfocado a realiar concientiación del Sector Eólico ya 5ue dada la 1eforma ener)(tica aprobada por el presidente de la republica me&ica% este sector ser' uno de los mas impulsados ablando de la ener)ía renovable. Aa 5ue la ener)ía del viento es bastante estable y predecible a escala anual% aun5ue presenta si)nificativas variaciones a escalas de tiempo menores. !l incrementarse la proporción de ener)ía eólica producida en una determinada re)ión o país% se ace imprescindible establecer una serie de mejoras en la red el(ctrica local% aun5ue el proyecto es a muy baja escala dado 5ue en la re)ión los vientos son m's d(biles como ya se menciono es acer conciencia en la sociedad 5ue con esta reforma ener)(tica se beneficia de cier cierta ta mane manera ra a espe especí cífifico coss inte inte)r )ran ante tess de la soci socied edad ad y deci decimo moss específicos no por5ue en todas las re)iones y superficies terrestres e&iste )ran ma)nitud de viento pero la ener)ía ólica es una de las m's limpias en el sector de las ener)ías renovables. !ora bien% tal ve al)unas personas no lo saben pero si al)uien tiene al)Bn terreno en un 'rea con fuertes o estables vientos con la reforma ya e&iste los derecos de 7O2 ya 5ue el viento 5ue pasa por su terreno se dice 5ue es suyo tambi(n ya con esto se tiene el bene benefifici cio o de vend vender er%% )ene )enera rarr o rent rentar ar su recu recurs rso% o% aun5 aun5ue ue esto esto pare parec ca a absurdo así es la realidad.
Objetivos espec!icos. • •
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Cnvesti)ar los beneficios de la )eneración de la ener)ía eólica. !provecar los recursos naturales renovables a los 5ue se pueden acceder f'cilmente sin a)otarlos o deteriorarlos. =er )estores de ideas nuevas en el campo ener)(tico. Cncentivar el uso de este tipo de alternativas ener)(ticas. ener)(ticas. $isminuir la uella ecoló)ica umana en cuanto al consumo ener)(tico. Poner en pr'ctica nuestros conocimientos actuales para la fabricación de tal dispositivo. Dace Dacerr pres presen ente tess nues nuestr tros os valo valore ress en dic dico o proy proyec ecto to con con el medi medio o ambiente.
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1ealiar el proyecto invirtiendo lo menos posible
"#sti!icación. "os principales recursos ener)(ticos 5ue utiliamos 6el carbón% el petróleo% el )as )as natu natura rall y el @ran @ranio io99 son son limit limitad ados os y% por por lo tant tanto% o% pued pueden en a)ot a)otar arse se.. !dem's% su utiliación provoca un )ran impacto ambiental en la biosfera al contaminar el aire% el a)ua y el suelo. stos ecos an )enerado un inter(s creciente por el desarrollo de nuevas tecnolo)ías para la utiliación de fuentes de ener ener)í )ía a reno renova vabl bles es alte altern rnat ativa ivass 5ue% 5ue% aun5 aun5ue ue actu actual alme ment nte e son son poco poco rentables% tienen la ventaja de ser poco contaminantes siendo la ener)ía solar y la ener)ía eólica las m's desarrolladas. n la actualidad% en nuestro país% las ener)ías alternativas representan Bnicamente alrededor de /%E de la producción ener)(tica. $e la ener)ía el(ctrica 5ue se )enera anualmente% cerca del #E se produce por medio de combustibles fósiles y el resto se obtiene de otras fuentes de ener)ía% como lo son la nuclear% idroel(ctrica% )eot(rmica% biomasa% solar y eólica. 7uando en /,*3 se produjeron eventos importantes en el mercado del petróleo en el mundo% y en a8os posteriores se mostró un encarecimiento notable de esta fuente de ener)ía no renovable% sur)ieron las preocupaciones sobre el suministro de la ener)íaF por lo tanto se a modificado la dependencia dependencia de este ener)(tico buscando nuevas opciones% como lo es el aprovecamiento aprovecamiento de la ener)ía solar y las ener)ías provenientes de (sta. "a ener)ía eólica se produce como consecuencia de la ener)ía cin(tica del viento% esto se debe a 5ue el sol al calentar la atmósfera causa )radientes de temperatura% lo 5ue trae consi)o diferencias de presión y como consecuencia los vientos. n los Bltimos a8os% esta ener)ía a ido cobrado )ran importancia debido a sus ventajas medio ambientales. "as primeras aplicaciones de la ener)ía eólica fueron la impulsión de navíos% los molinos de viento 6usados para moler )ranos9 y el bombeo de a)uaF y sólo asta finales del si)lo pasado% la )eneración de ener)ía el(ctrica. !ctualmente las turbinas eólicas convierten la ener)ía cin(tica del viento en electricidad por medio de aspas o (lices 5ue acen )irar un eje central conectado% a trav(s de una serie de en)ranajes 6la tran transm smis isió ión9 n9 a un )ene )enera rado dorr el(ct el(ctri rico co.. n lo 5ue 5ue resp respec ecta ta a capa capaci cida dad d instalada% para finales de /,,* a nivel mundial se tenían instalados alrededor de **00 +. n +(&ico se cuenta con la central eólica de la -entosa en Oa&aca% operada por 7% con una capacidad instalada de /. + y una capacidad adicional en aero)eneradores y aerobombas% se)Bn el Halance nacional de ener)ía de /,,*% de alrededor de 2.4 +.
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$lcances y %imitaciones. n un principio establecimos una potencia nominal de 4. - para el )enerador% teniendo en cuenta las Observaciones del Cn). Julio 7esar P. antes antes encar)ado )eneral de la idroel(ctrica del )allo% aora supervisor de ener)ías renovables en "ati "atino noam am(r (ric ica% a% 6id 6idro roel el(c (ctr tric icas as%% ólic ólicas as%% =ola =olare res% s% 7icl 7iclo o 7omb 7ombin inad ado9 o9 decidi decidimos mos dejar dejar abier abierta ta la poten potencia cia del del e5uipo e5uipo asta asta no tener tener resul resultad tados os arrojados por las pruebas preliminares. s prematuro decir 5ue la ener)ía 5ue se puede producir con este dise8o es importante% pues estamos trabajando sobr sobre e unas unas base basess muy muy prec precar aria ias% s% lo 5ue 5ue si pode podemo moss deci decirr es 5ue 5ue las las implica implicacio cione ness 5ue puede pueden n result resultar ar sobre sobre los resul resultad tados os de este este proyec proyecto to podrían fomentar la investi)ación en nuestra universidad% por5ue despu(s de todo el ideal es 5ue la ener)ía sea de libre acceso.
Descripción& e'plicación problema o necesidad. "os aero)eneradores producen electricidad aprovecando la ener)ía natural del viento para impulsar un )enerador. l viento es una fuente de ener)ía limpia% sostenible 5ue nunca se a)ota% y la transformación de su ener)ía cin(tica en ener)ía el(ctrica no produce emisiones. Generar ener)ía a partir del viento es simple: el viento pasa sobre las aspas del aero)enerador y provoca una fuera )iratoria. "as palas acen rodar un eje 5ue ay dentro% 5ue entra a una caja de cambios. "a caja de cambios incrementa la velocidad de rotación del eje proveniente del rotor e impulsa el )enerador 5ue utilia campos ma)n(ticos para convertir la ener)ía rotacional en ener)ía el(ctrica. "a nece necesi sida dad d ser' ser' apli aplica cada da como como ejem ejempl plo o en la 7a8a 7a8ada da Gro% Gro% para para los los trabajadores de la re)ión% puesto 5ue en el 'rea no ay se8al de red celular% se ad5uirir' un e&pansor de red en el mercado 5ue ser' alimentado por una batería de , volts% la posición del aero)enerador ser' de 3*0 msnm 6metros sobre el nivel del mar apro&9 en una de las cortinas de la presa " G!""O y el aero)enerador se encar)ara de mantener la car)a de la batería.
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$n(lisis estrat)*ico. PO"ITC7O "G!" n +(&ico e&iste un fuerte inter(s en la promoción de ener)ías renovables fundamentalmente fundamentalmente por dos motivos: ase)urar el abastecimiento y disminuir las emisiones de )ases contaminantes para dar cumplimiento a los compromisos asumidos por los protocolos del país. n este sentido se an establecido refo reform rmas as de fome foment nto o a la prod produc ucci ción ón 5ue 5ue se ven ven mate materi rial ali iad adas as en los los obje objetitivo voss prop propue uest stos os por por la comis comisió ión n del del )obi )obier erno no me&i me&ica cano no%% dond donde e se establece 5ue el 3E de la ener)ía producida debe ser de ori)en renovable. Traducido a la demanda de electricidad supone 5ue el 0E de la electricidad al 2020 deber' provenir de fuentes renovables comparado con el /E n el a8o 200. 7O?K+C7O "a producción eólica aplicando la reforma ener)(tica tendr' efectos muy positivos a la economía me&icana% debido a los mayores in)resos obtenidos por efecto de una buena tarifa. "os inversores dejarían su capital en el territorio me&icano. =in embar)o% el principal desafío en los pró&imos a8os para para la indu indust stria ria%% s la dismi disminu nuci ción ón de los los costo costoss para para )ana )anarr efici eficien encia cia económica. "os factores críticos por trabajar son la cimentación% la lo)ística de construcción% la cone&ión a la red y el mantenimiento. =O7C!" l inte interr(s por desarr sarro olla llar% esta sta tecn tecnol olo) o)íía rad radica ica en los los ben benefici ficios os socioeconómicos 5ue traer' su actividad: L7on L7ontr trib ibui uir' r' a la redu reducc cció ión n de la depe depend nden enci cia a de las las impo import rtac acio ione ness de combustibles fósiles. L7ontribuir' al abastecimiento se)uro en el mercado interno. LCncrementar' las oportunidades de e&portación dado su enorme potencial. LTraer' desarrollo re)ional con efectos multiplicadores para las actividades marítimas% especialmente en actividades lo)ísticas. l o)ísticas. L7reación de nuevas fuentes de trabajo en 'reas costeras e incremento de mano de obra calificada. !+HC?T!" !+HC?T!" "a 7omisión ambiental de +(&ico en conformidad del )obierno federal% a favor de la inte inte)r )rac ació ión n de la dime dimens nsió ión n ambi ambien enta tall en la polí polítitica ca ener ener)( )(titica ca comunitaria a definido como prioridad:
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L!umentar la producción y la utiliación de las fuentes de ener)ía menos contaminantes. L1educir los impactos medioambientales de la producción y la utiliación de las fuentes de ener)ía. T7?O"KGC7O TM7?C7O Por casi una d(cada se adaptó la tecnolo)ía eólica terrestre a la marina para la fabricación de aero)eneradores% instalando m'5uinas de la misma potencia unitaria 5ue en la terrestre% pero en los Bltimos a8os% a abido avances tecn tecnol oló) ó)ic icos os pro) pro)re resi sivo voss en los los aero aero)e )ene nera rado dore ress mari marino noss por por lo 5ue 5ue actualmente% ya e&isten fabricantes a )ran escala 5ue fabrican turbinas con un ran)o ran)o de capaci capacidad dad de 3> + 61poN 61poNer er%%-e estas9. stas9. "a poten potencia cia m'&ima m'&ima unitaria terrestre de los aero)eneradores es de 4% +. Para cumplir los objetivos de producción de 40 G al 2020 se re5uiere la construcción de *.00 turbinas de + de capacidad en los pró&imos a8os lo 5ue e5uivale a #00 nuevas turbinas por a8o. ste objetivo no se podr' cumplir si no se desarrollan tecnolo)ías tecnolo)ías a )ran escala de mayor tama8o y potencia unitaria. =e espera lle)ar a /0+ en los pró&imos a8os.
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+isión 7onstruir el prototipo de aero)enerador capa de )enerar electricidad a partir del viento% pero no lo suficientemente eficiente para compensar la balana costo>beneficio y poder disminuir la uella ecoló)ica. Cnvesti)ar sobre las ener)ías alternativas y la importancia de apostarle cada ve m's a (stas. "o)rar dise8ar el prototipo totalmente% con trabajo propio y erramientas al alcance. !prender la importancia de investi)ar un poco mejor acerca del dise8o% planificación y tecnolo)ías para disminuir costos. "o)rar la motivación para a partir de lo realiado% se)uir adelante con el proyecto mejorando el dise8o asta alcanar a futuro% el objetivo de mejor eficiencia.
,isión. =abemos 5ue el prototipo no tendr' de momento reducción en la afectación ecol ecoló) ó)ica ica pues puesto to como como lo dice dice es un prot protot otip ipo o a pe5u pe5ue8 e8a a esca escala la pero pero acemos (nfasis en el poco mantenimiento y alto rendimiento a pesar del tama8o 5ue tendr'. !sí mismo evaluaremos la eficiencia del prototipo como la duración% )astos operativos% tiempo de mano de trabajo durante su vida Btil% el promedio de )eneración diaria% mensual y anual si es posible. $emostraremos 5ue la ener)ía eólica es sustentable y de bajos costos de construcción% a )ran escala tomaremos la producción de dos par5ues eólicos% como la )eneración diaria y mensual como son $O+C?C7! C ubicada en 7arcas san "uis potosí y =@1=T != != CC ubicada en la ventosa Jucit'n% Jucit'n% Oa&aca 5ue el compa8ero Du)o . 7astillo 7astillo tuvo la oportunidad oportunidad de estar estar en dicos par5ues y demostrar demostrar 5ue son de )ran eficiencia y de un )ran impacto ambiental positivo. sto para concientiar 5ue tambi(n abra )randes cambios en +(&ico y m's empleo para los in)enieros e)resados de esta in)eniería. i n)eniería.
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$n(lisis -oda. O1T!"!=. OPO1T@?C$!$=. ina)otable de 7rearr un dise dise8o 8o nove novedo doso so y uente 7rea ener)ía. funcional. Hajo costo. l clima es favorable. =u dise8o es f'cil. Ofrecer servicio a personas de Deco de materiales f'ciles bajos recursos. de ad5uirir. sustentable. s sustentable. s innovador% una alternativa para abastecer ener)ía el(ctrica. $HC"C$!$=. !+?!!=. Que el dise dise8o 8o no sea sea ópti óptimo mo Que ?o cumplir con nuestro objetivo. ibir apoyo sobre las las ?o recibir para su finalidad. veloci cida dad d del del vien viento to no es "a velo cone&iones el(ctricas% formatos% constante. cuerpo de documentos etc... 1'fa)as de viento e&tremo. Que el e5uipo no sea e5uitativo.
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es#men Ejec#tivo. ?uestro e5uipo nerteam y proyecto tiene como título R$emostrando el poder verdeS% 7onformado por: Jos( de JesBs% n)el% 1icardo% Du)o .% Joselin% !le&is y +a& !ntonio !ntonio 1enovable% ecoló)ica y respetuosa con el medio ambiente. sas son las palabras 5ue caracterian a la ener)ía eólica% la cual se est' convirtiendo en uno de los m(todo m(todoss m's e&ten e&tendid didos os y produ producti ctivos vos para para )ener )enerar ar ener) ener)ía ía el(ctrica limpia a nivel mundial. =iendo ya una de las maneras y matrices de producción ener)(ticas m's difundidas y utiliadas. s por ello 5ue (ste proyecto se enfoca en ella. Generar ener)ía eólica en un pueblo pe5ue8o a una altura considerable y un lu)ar abierto% adem's concientiara a la )ente no solo el uso de aero)eneradores ya 5ue el fin especifico es demostrar el avance y aprovecamiento de las ener)ías renovables% 5uienes ya )oan de ener)ía a su alrededor y 5ue probablemente aBn no se an percatado de el proceso de producción y da8o al medio ambiente 5ue causan estos. =e a observado 5ue en la re)ión es de )ran potencial para la implementación de las ener)ías renovables renovables no solo ablando del viento ya 5ue en ciertas partes de la re)ión ión el viento no supera los los /. Ums ms 5ue es la mín mínima para un aero)enerador de 4% + de potencia nominal% pero 5ue tal si ablamos de los causes y la radiación solar 5ue es abundante en tierra caliente% así tratar de demostrar 5ue puede ser muy bien e&plotado para beneficios de las familias lu)are8as. Por lo )eneral% las familias 5ue viven en la re)ión son de esca escaso soss recu recurs rsos os econ económ ómico icos. s. Grac Gracia iass a las las e&pl e&plor orac acio ione ness en pueb pueblo loss pe5ue8os en trascursos de visitas a familiares% en el mismo trayecto al trabajo o a la universidad tecnoló)ica nos emos percatado 5ue no todas las familias cuentan con ener)ía el(ctrica dado los costos del consumo y la contaminación al medio ambiente al momento de realiar fo)atas para cocinar los alimentos% )eneradores )eneradores a )asolina 5ue tienen alto índice de contaminación al aire. s por ello 5ue se plantea la si)uiente problem'tica: ;por 5u( los pobladores de la re)ión dependen de fo)atas para iluminar su vivienda o cocinar sus alimentos% )eneradores a )asolina para moler sus cosecas< !nte esto% las posibles respuestas abarcan temas como el poco inter(s por parte de los pobladores de e&perimentar con los descubrimientos del ombre% recordemos 5ue son 11
tradiciones de ellos el acer el uso inadecuado de la materia% el no poseer medi medios os econ económ ómic icos os para para inve invert rtir ir en este este tipo tipo de ener ener)í )ía% a% y la falta falta de información sobre las fuentes de ener)ía renovables. l proyecto consiste funda fundamen mental talmen mente te en elabor elaborar ar un )enera )enerado dorr eólic eólico o a pe5ue pe5ue8a 8a escala escala%% y mostrar su funcionamiento en cuanto a la ener)ía eólica se refiereF de (sta manera se aplicar' en una de las onas donde se evaluara el funcionamiento del proyecto% solicitando la información de ;7ómo funciona eso< ;Qu( ace< ;Qu( ;Qu( es< es< ;Que ;Que es la ener ener)í )ía a reno renova vabl ble< e< ;Qu( ;Qu( otro otross tipo tiposs de ener ener)í )ía a renovable e&iste< s entonces cuando se dar' inicio a una ardua ronda de encu encues esta tass para para dete deterrmina minarr los los punt puntos os de vist vista% a% las las espe especu cula laci cion ones es%% e&pectativas y su)erencias por parte de los pobladores ante la e&posición de los planes proyectados. n todo ello estar'n involucradas amas de casa% estudiantes% vendedores% pescadores y campesinos 5uienes se abrir'n en cuanto a cuestiones e interro)antes dadas para sustentar investi)aciones real realia iada dass prev previa iame ment nte. e. 7ons 7onsec ecue uent ntem emen ente te%% se disp dispus uso o esta establ blec ecer er un prototipo% de un )enerador eólico el cual se plantea colocar en a5uellas onas de la 7a8ada Gro% a las cuales se destinan los objetivos del proyecto. Mste prototipo a sido elaborado con materiales reciclados de electrodom(sticos desecados. n la elaboración de ello% para no atribuir la contaminación del medio ambiente% conocedores de la materia an dado aportaciones de ideas% tipos de de cone&iones cone&iones y componentes componentes el(ctricos el(ctricos importantes importantes y vitales vitales para su buen funcionamiento% entre ellos se encuentra el Cn)eniero Julio 7. Puente +edrano. 7on todo esto% se proceder' con la parte e&perimental% siendo el a)ente 5ue emitir' aire un ventilador casero% tratando de encender un led fijo en la estructura del aero)enerador para ver su ubicación por las noces y medir la salida de voltaje del aero)enerador. ! partir de esto ser' evidente determinar su correcto funcionamiento. funcionamiento.
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Dia*rama.
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+aterial
es#ltados. "a conclusión m's importante a la 5ue emos lle)ado es la dificultad para determinar la eficiencia $e este tipo de aparatos debido al poco estudio 5ue se a realiado en este tema% en un principio Podríamos decir 5ue la aplicabilidad es amplia% pero el costo beneficio puede ser muy alto% así como la factibilidad 5ue no se cuenta con un comercio establecido al respecto. $ebido a 5ue el desarrollo de este proyecto re5uiere de muca investi)ación i nvesti)ación y aBn m's de pruebas preliminares% emos decidido no presentar la propuesta 14
asta no tener unas nociones m's claras respecto a los resultados 5ue podamos tener.
