Final
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I. INFORMACIÓN GENERAL
Equipo de investigación:
Problema General:
¿En qué medida las turbinas eólicas de eje vertical favorecen en la generación de energía
eléctrica para beneficio de los pobladores de la urbanización de san Carlos y san Antonio
de la provincia de Huancayo en el año 2018?
Problema Específicos:
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producir electricidad?
Objetivo General:
Objetivos Específicos:
[1] SAYAS RAMOS, Franks. “Captación de aire mediante toberas que genere la mayor cantidad de energía
eólica Huancayo-Perú”, Asesor Ing. Sergio Cárdenas García. Universidad Nacional del Centro del Perú.
Huancayo, 2017.
[2] ARROYO TOVAR, Iván. “Optimización de factores para mejorar el rendimiento de turbina de eje vertical”,
Asesor Mag. Oscar Paul Huari Vila. Universidad Nacional del Centro del Perú. Huancayo, 2016.
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IV. MARCO TEÓRICO
En primer lugar se tiene, que en Julio de 2012 fue presentado en la facultad de Ingeniería industrial de
la Universidad Pública de Navarra, España en la Escuela Técnica Superior de ingenieros industriales y
telecomunicación como tema “Diseño de un aerogenerador de eje vertical tipo savonius para
electrificación rural” por Lorena Arbela Sola, Jesús Zurita Gabasa. El proyecto describe el cálculo y el
diseño de un aerogenerador de eje vertical tipo Savonius para electrificación rural aprovechando la
energía del viento, tiene como objetivo proporcionar toda la información necesaria para la construcción y
la instalación de un aerogenerador de este tipo en la comunidad boliviana. Por tanto es un avance y una
apertura de posibilidades para la utilización de las energías renovables en este campo de aplicación. Al
final del informe se concluye que aunque un rotor tipo savonius comúnmente se utilizaba para el
bombeo de agua, pero son este también se consiguió la generación de electricidad. El principal
conveniente será que al tener un coeficiente de potencia tan pequeño, que sus dimensiones del equipo
eran bastante grandes y es complicado fabricar aerogeneradores Savonius de mayor potencia como
500 W para electrificar a una ciudad entera. [1]
En el primer semestre del año 2018 en Marcona ubicada en la región de Ica, a través de ENEL y su
subsidiaria ENEL GREEN POWER PERU, se planteó construir el primer parque eólico en el Perú, de
esta manera muestra un compromiso con la energía renovable. El grupo ENEL invertirá
aproximadamente 165 millones de dólares en la construcción del nuevo parque eólico, que es una de
las inversiones consideradas dentro de su plan estratégico actual. Este proyecto está respaldado por un
contrato de concesión para suministro de electricidad por 20 años, firmado con el Ministerio de Energía
y Minas del Perú. La nueva instalación de energía eólica, que consta de 42 aerogeneradores con más
de 3 MW cada uno, será capaz de generar alrededor de 600 GWh (Gigawatts-hora) al año, lo que
equivale a las necesidades de consumo anuales de más de 480,000 hogares peruanos, mientras evitará
la emisión de casi 288,000 toneladas de CO2 en la atmósfera por año. La energía producida por el
parque eólico será entregada al Sistema Eléctrico Interconectado Nacional (SEIN) a través de la
subestación Poroma.[2]
En los últimos años va tomando relevancia los términos de energía renovable, esto ocasiona diversas
propuestas para dar solución al problema. En el año 2017 un alumno de la Universidad Nacional del
Centro del Peru presento una innovadora propuesta acerca de turbinas eólicas para generar energía
eléctrica. Basado en la necesidad de crear energías limpias capaces de reemplazar y adicionar a las ya
muy comunes utilizadas actualmente, pero por otro lado en la ciudad de Huancayo – Perú aún no se
aprovecha las energías eólicas debido a restricciones que impiden la instalación de eólicas
convencionales, restricciones como el bajo rango de velocidad del viento que se presenta durante el
año. La metodología empleada para conseguir el objetivo se basó en la utilización de un procedimiento
algorítmico que permitió el diseño y la selección apropiada de un colector y sus componentes gracias a
que se utilizó como herramienta una matriz de experimentos factorial completa 2^3 que permitió
seleccionar la mejor configuración.[3]
[1] Arbeloa Sola, Lorena y Zurita Gabasa, Jesús. Diseño de un aerogenerador de eje vertical tipo savonius para
electrificación rural. [en línea] [Fecha de consulta: 10/05/18]. Disponibilidad en: http://academia-
e.unavarra.ed/bitstream/handle/2454/6667/57946.pdf?sequence=1
[2] REVE (Revista eólica y del vehículo eléctrico), En línea. 4 de septiembre, 2017. (Fecha de consulta: 15 de mayo,
2018). Acceso: https://www.evwind.com/2017/09/04/eolica-en-peru-enel-construye-el-parque-eolico-mas-grande-
con-132-mw/.
[3] SAYAS RAMOS, Franks. “Captación de aire mediante toberas que genere la mayor cantidad de energía eólica
Huancayo-Perú”, Asesor Ing. Sergio Cárdenas García. Universidad Nacional del Centro del Perú. Huancayo, 2017.
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4.2. Bases Teóricas
4.2.1.1.Historia
4.2.1.2. Concepto
Las turbinas eolicas de eje vertical suelen denominarse con el acrónimo
VAWT (Vertical Axis Wind Turbines). En este tipo de máquinas, el
movimiento del rotor se debe fundamentalmente a los efectos de las
fuerzas de arrastre aerodinámicas producidos por el viento en posiciones
opuestas al eje de giro. Las turbinas eólicas que se mueven por arrastre
giran más despacio que las que lo hacen por sustentación, pues una
pala arrastrada por el viento siempre se moverá a menor velocidad que
éste. El eje de estas turbinas situado verticalmente, les permite
reaccionar a vientos procedentes de cualquier dirección sin necesidad de
ser reorientadas a vientos procedentes. Otra ventaja es que permite el
montaje de la caja de engranajes, junto con el generador eléctrico.
Mediante la caja de engranajes, la velocidad de rotación de paletas se
convierte en la velocidad óptima para el generador eléctrico. Sin
embargo son máquinas que presentan un menor rendimiento que las de
eje horizontal. Tienen la desventaja de que se producen fallos debido a
la fatiga de los materiales porque el empuje del viento varia
periódicamente dando lugar a variaciones periódicas en la cantidad de
electricidad producida. Por ello se utilizan muy poco.
[1] Blog ventageneradores. Evolucion de las turbinas eólicas en la historia [en línea] [fecha de consulta: 24/05/18].
Disponibilidad en: https://www.ventageneradores.net/blog/evolución-de-las-turbinas-eolicas-en-la-historia/
[2] González Velasco, Jaime. Energías renovables. Barcelona: Reverté, 2009. 656p. ISBN: 978-84-291-7912-5.
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4.2.1.3. Clasificación
4.2.1.4. Tipos
[1]González Velasco, Jaime. Energías renovables. Barcelona: Reverté, 2009. 656p. ISBN: 978-84-291-7912-5.
[2] Anónimo. Rotor Darrieus [en línea] [fecha de consulta: 24/05/18]. Disponibilidad en:
https://joanproject.weebly.com/uploads/1/3/8/419845941/30_pdfsam_ventcat.pdf
[3]Deglaire, Paul. "Designing an H-roto type Wind Turbine for Operation on Amundsen-Scott South Pole Station".
2007.
[4] Wong Garcia M. "Diseño de un aerogenrador vertical Savonius-Curvado para ensayos experimentales con
velocidades de 4m/s a 8m/s". Dirección: Luis Chirinos Garcia. Clase de tesis. [Tesis para titulación]. Pontificia
Universidad Católica del Perú, Perú, 2015. Disponibilidad en:
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https://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/6731
4.2.2.1. Concepto
La energía eléctrica es una fuente de energía renovable que se obtiene
mediante el movimiento de cargas eléctricas que se produce en el
interior de materiales conductores como cables de cobre. [1]
4.2.2.2. Origen
El origen de la energía eléctrica está en las centrales de generación,
determinadas por la fuente de energía que se utilice. Puede obtenerse
de centrales solares, eólicas, hidroeléctricas, térmicas, nucleares y
mediante la biomasa o quema de compuesto de la naturaleza como
combustible.[1]
[1] Anónimo. Energía Eléctrica [en línea] [fecha de consulta: 24/05/18]. Disponibilidad en: https://tweregy.com
[2] Anónimo Energía Solar [en línea] [fecha de consulta: 24/05/18]. Disponibilidad en:
https://www.gstriatum.com/energiasolar/
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[3]González Velasco, Jaime. Energías renovables. Barcelona: Reverté, 2009. 656p. ISBN: 978-84-291-7912-5
1. Eje: Barra cilíndrica que atraviesa un cuerpo giratorio y le sirve como centro para girar.
Recta alrededor de la cual se supone que gira una línea para generar una superficie o una
superficie para generar un cuerpo. (Anónimo, 2018)
2. Eje vertical: Se trata de un molino cuyas palas son muy similares al aspecto de un batidor
de huevos. (Anónimo, 2015)
3. Energía: A la capacidad de realizar trabajo por cuerpos, por cualquiera sea su causa se le
denomina energía. (González J, 2009)
4. Energía eólica: es la energía que utiliza la fuerza del viento para generar electricidad.
(Educarchile, 2017)
8. Potencial eléctrico: Es una magnitud escalar que nos permite obtener una medida del
campo eléctrico en dicho punto a través de la energía potencial electroestática que
adquiriría una carga. (Fernández, J. y Coronado, G., 2014)
9. Rotor: Se denomina rotor al componente que, en una turbina o en otro tipo de máquinas,
gira. El concepto también se emplea para nombrar específicamente al sistema que permite
la sustentación de un helicóptero. (Porto, J. y Gardey, A., 2016)
10. Transversal: el adjetivo transversal puede hacer foco en el objeto o elemento que se
ubica atravesando de un lado hacia otro extremo, o que se interpone de manera
perpendicular con aquello de que se trata. (Merino, M., 2012)
11. Turbina: unidad de potencia giratoria impulsada por el impacto, o reacción de una
corriente de aire, gases calientes, agua o vapor de agua, sobre las aspas. (Ramos, J.,
2014)
12. Turbina eólica: Las turbinas eólicas son dispositivos que convierten la energía cinética
del viento en energía mecánica. (Moragues, J. y Rapallini A., 2003)
10. Viento: es la corriente de aire que se produce en la atmosfera por causas naturales. El
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viento por lo tanto, es un fenómeno meteorológico originado en los movimientos de rotación y
traslación de la tierra. (Gardey, A., 2013)
V. HIPÓTESIS Y VARIABLES
Si realizamos la captura del aire mediante turbinas eólicas de eje vertical entonces
generaremos mayor cantidad de energía eólica en Huancayo-Perú.
V.2 Variables
5.2.1 Variable independiente (x): Las turbinas eólicas de eje vertical tienen como función
principal convertir de la manera más eficiente la energía del viento en energía
eléctrica. El eje de estas turbinas situado verticalmente, les permite reaccionar a
vientos procedentes de cualquier dirección sin necesidad de ser reorientadas a
vientos procedentes. [1]
5.2.2 Variable dependiente (y): Energía eléctrica es una fuente de energía renovable que
se obtiene a través de cargas eléctricas lo cual se produce en el interior de
materiales. Puede obtenerse de centrales solares, eólicas, hidroeléctricas y térmicas.
[2]
[1] González Velasco, Jaime. Energías renovables. Barcelona: Reverté, 2009. 656p. ISBN: 978-84-291-7912-
5.
[2] Anónimo. Energía Eléctrica [en línea] [fecha de consulta: 24/05/18]. Disponibilidad en: https://tweregy.com
VI. METODOLOGÍA
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VI.3 Población y muestra: Tipo de muestra, tamaño de muestra.
Población:
Según SANCHEZ Y REYES (2002) define que “son todos los miembros de cualquier clase
bien definida de personas, eventos u objetos”
A. Población objetivo
Según SANCHEZ Y REYES (2002) define la población objetiva es “a la que se le
van hacer extensivos los resultados del estudio y que va ser representada por el
mismo” En la investigación constituyen las viviendas de la provincia de Huancayo.
B. Población accesible
Según SANCHEZ Y REYES (2002) define como la población accesible es “a donde
me dan el permiso para poder investigar” Habiendo seleccionado nuestra población
delimitaremos nuestra población accesible. Se seleccionó a las urbanizaciones San
Carlos y San Antonio
Muestra:
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Según SÁNCHEZ Y REYES (2006,161) define la estadística descriptiva “consiste en
presentar de manera resumida la totalidad de observaciones hechas, como resultado de
una experiencia realizada”. En la investigación se usará la técnica estadística descriptiva
pasada en el problema general.
KILOVATIO
La energía POR
eléctrica es una HORA(kWh)
fuente de energía PRODUCID ¿Tiene idea de
renovable que se AS POR cuánto de energía
FUENTES eléctrica por hora
obtiene mediante
DE producen las
el movimiento de ENERGIA fuentes de energía
cargas eléctricas GENERADORES RENOVABL renovables?
ENERGIA que se produce en DE ENERGIA ES
ELECTRIC el interior de ELECTRICA
materiales
¿Piensa que las
A KILOVATIO fuentes de
conductores como POR energías no
cables de cobre. HORA(kWh) renovables pueden
PRODUCID producir más
Anónimo. Energía AS POR electricidad que las
Eléctrica [en línea] FUENTES fuentes
[fecha de consulta: DE renovables?
24/05/18].
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Disponibilidad en: ENERGIAS
https://tweregy.com NO
RENOVABL
ES
VII.1 Cronograma:
1. SAYAS RAMOS, Franks. “Captación de aire mediante toberas que genere la mayor cantidad de
energía eólica Huancayo-Perú”, Asesor Ing. Sergio Cárdenas García. Universidad Nacional del
Centro del Perú. Huancayo, 2017.
2. ARROYO TOVAR, Iván. “Optimización de factores para mejorar el rendimiento de turbina de eje
vertical”, Asesor Mag. Oscar Paul Huari Vila. Universidad Nacional del Centro del Perú. Huancayo,
2016.
3. Arbeloa Sola, Lorena y Zurita Gabasa, Jesús. Diseño de un aerogenerador de eje vertical tipo
savonius para electrificación rural. [en línea] [Fecha de consulta: 10/05/18]. Disponibilidad en:
http://academia-e.unavarra.ed/bitstream/handle/2454/6667/57946.pdf?sequence=1
4. REVE (Revista eólica y del vehículo eléctrico), En línea. 4 de septiembre, 2017. (Fecha de consulta:
15 de mayo, 2018). Acceso: https://www.evwind.com/2017/09/04/eolica-en-peru-enel-construye-el-
parque-eolico-mas-grande-con-132-mw/.
5. SAYAS RAMOS, Franks. “Captación de aire mediante toberas que genere la mayor cantidad de
energía eólica Huancayo-Perú”, Asesor Ing. Sergio Cárdenas García. Universidad Nacional del
Centro del Perú. Huancayo, 2017.
6. Blog ventageneradores. Evolucion de las turbinas eólicas en la historia [en línea] [fecha de consulta:
24/05/18]. Disponibilidad en: https://www.ventageneradores.net/blog/evolución-de-las-turbinas-
eolicas-en-la-historia/
7. González Velasco, Jaime. Energías renovables. Barcelona: Reverté, 2009. 656p. ISBN: 978-84-291-
7912-5.
8. Anónimo. Rotor Darrieus [en línea] [fecha de consulta: 24/05/18]. Disponibilidad en:
https://joanproject.weebly.com/uploads/1/3/8/419845941/30_pdfsam_ventcat.pdf
9. Deglaire, Paul. "Designing an H-roto type Wind Turbine for Operation on Amundsen-Scott South Pole
Station". 2007.
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[Tesis para titulación]. Pontificia Universidad Católica del Perú, Perú, 2015. Disponibilidad en:
https://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/6731
11. Anónimo. Energía Eléctrica [en línea] [fecha de consulta: 24/05/18]. Disponibilidad en:
https://tweregy.com
12. Anónimo Energía Solar [en línea] [fecha de consulta: 24/05/18]. Disponibilidad en:
https://www.gstriatum.com/energiasolar/
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