Escuela secundaria técnica 102

IPHE Innovación del proyecto hidroeléctrico

“Una turbina convierte la energía hidráulica del agua que fluye en energía mecánica. Un generador hidroeléctrico, convierte esta energía mecánica en electricidad.” En la zona alta de esta comunidad el agua pluvial es intensa durante la mayor parte del año. Esa ventaja puede proporcionarnos mayores beneficios si implementamos un generador hidroeléctrico.

Planteamiento del problema En la comunidad de San Nicolás Teltelco, delegación Tláhuac distrito federal, cerca del Estado México existe escases de agua durante todo el año, ya que los gobiernos municipales no se ocupan en darle el adecuado uso a los pozos con los que se cuenta para abastecer a todas la familias que conforman eta comunidad. El agua pluvial es de gran importancia pero desafortunadamente no se ha aprovechado de manera adecuada. ¿Pero qué ocurre con esta agua? Este punto resulta de gran importancia a lo largo de esta propuesta, ya que gracias a ella podemos implementar un proyecto que beneficie a la comunidad. Comúnmente la reutilización del agua de lluvia ayuda a abastecer en conjunto con el agua potable, podemos implementar un proyecto piloto que nos permita poder ver como se comportaría el agua pluvial en beneficio de una comunidad estudiantil. Los factores mencionados en este proyecto son los siguientes: la reutilización de agua de lluvia, disminuir el desperdicio de agua potable y ver el funcionamiento de la reutilización del agua pluvial en escuelas y casas.

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Análisis de la información El uso del agua es indispensable en la vida de todo ser humano, se utiliza para la alimentación, la higiene personal, etc., para que exista vida debe de existir agua, en la tierra solo el 3% del agua es dulce, y esa es la que se puede ingerir o ser consumida por las personas sin tener un daño en la salud, se encuentra en ríos, lagos y en los icebergs. El resto del agua en la tierra es salada se encuentra mayormente en los mares. Y no puede ser ingerida por las personas por la cantidad de sal que contiene. Hasta el momento no se han encontrado métodos o se han creado métodos para poder separar la sal del agua, además el agua de los océanos no se puede utilizar para muchas cosas.

Figura 1.- Aguas saladas El agua tanto de los lagos como de los ríos, lagunas, y mares son contaminados con basura de los seres humanos causando daños irreversibles al medio ambiente, el más conocido o de mayor relevancia es el calentamiento global, que no solo es causado por la basura, sino que además otros daños contribuyentes son el uso de los autos, el uso excesivo de la energía, y otras acciones que hace el hombre diariamente en su vida cotidiana.

Figura 1.-contaminacion en lagos, ríos, lagunas y mares. El calentamiento global hace que se genere un agujero en la capa de ozono, la cual cubre a la tierra de los rayos ultravioleta y de cualquier otro peligro, como pueden ser los 3 Figura 3.- esquema del calentamiento global

asteroides, que al entrar en la atmosfera son desintegrados, la capa de ozono al tener el agujero permite la entrada de los rayos ultravioleta a la tierra y al entrar no salen y se mantienen dentro de la capa provocando deshielo de los polos, el cual provoca extinción de animales, el aumento de nivel de los martes, etc. El calentamiento global es generado por el bióxido de carbono y otros contaminantes. La principal fuente de contaminación por la emisión de bióxido de carbono son las plantas de generación de energía a base de carbón, pues emiten 2,500 millones de toneladas al año. La segunda causa principal, son los automóviles, emiten casi 1,500 millones de toneladas de CO2 al año. Para poder ayudar a no contribuir con el calentamiento global existen muchos proyectos, asociaciones, invenciones, estos ayudan al ambiente como por ejemplo algunas ayudan a la recolección de basura, limpieza de los ríos, lagos, mares, recolección de basura en lugares públicos, aéreas verdes, reforestación de los bosques, utilización de los recursos naturales en beneficio del ser humano sin perjudicar al medio ambiente, como sería el caso de las famosas energías renovables, que se crean por medio de la utilización de recursos naturales. Las energías renovables son una buena forma de no contribuir al calentamiento global puesto que se generan por medios naturales, los cuales son el sol, el agua, el viento, etc.

Energía hidráulica se obtiene por medio del aprovechamiento de la energía cinética y potencial Se aprovecha la caída del agua desde una determinada altura, al momento que pasa por las turbinas debido a la fuerza con la que cae causa una rotación, toda esta energía pasa por generadores para ser transformada en energía eléctrica. Agua pluvial.- El agua pluvial o mejor conocida como agua de lluvia la cual se crea por medio de la evaporación del agua y en la condensación se convierten en nubes las Figura 4.- Funcionamiento de cuales con el movimiento llegan a lugares distintos y planta hidroeléctrica ocurre la lluvia. En el proceso de la evaporación y la condensación el agua deja algunos de los contaminantes que tiene en ella y al caer al suelo y filtrarse se limpia, al llegar a los mantos acuíferos o conocidos vulgarmente como pozos se puede consumir. 1.-El problema principal es la disminución y el mal uso de aguas residuales y de lluvia

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2.-Un pequeño suministro adicional de las aguas para proporcionar energía a las personas 3.-Darle un uso y un propósito a este recurso ambiental

Energía hidráulica y energía hidroeléctrica

Problemas a considerar debido al desperdicio de aguas de lluvia

La evaporación de aguas residuales mediante una turbina hidráulica.

La reutilización del agua de lluvia mediante una turbina hidráulica y generando un incremento en la energía hidroeléctrica.

Solución al problema

La solución propuesta para estos dos problemas principales es diseñar una estructura donde se concentre la caída del agua pluvial e instalar una turbina hidroeléctrica, permitiendo que esta se distribuya de manera adecuada adaptándola a las necesidades de una sociedad en común.

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Representación grafica

filtro

Generador Hidroeléctrico

filtro Depósito de agua pluvial Figura 5.- Diseño de cisterna para agua pluvial y generador de planta hidroeléctrica

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Figura 6.- Estructura interna de un generador hidroeléctrico

Generador hidroeléctrico Un generador eléctrico es todo dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencial eléctrica entre dos de sus puntos (llamados polos, terminales o bornes) transformando la energía mecánica en eléctrica. Esta transformación se consigue por la acción de un campo magnético sobre los conductores eléctricos dispuestos sobre una armadura (denominada también estator). Si se produce mecánicamente un movimiento relativo entre los conductores y el campo, se generará una fuerza electromotriz (F.E.M.). Este sistema está basado en la ley de Faraday. Aunque la corriente generada es corriente alterna, puede ser rectificada para obtener una corriente continua. En el diagrama adjunto se observa la corriente inducida en un generador simple de una sola fase. La mayoría de los generadores de corriente alterna son de tres fases. El proceso inverso sería el realizado por un motor eléctrico, que transforma energía eléctrica en mecánica.

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Energía de partida

Proceso físico que convierte dicha energía en energía eléctrica

Son los más frecuentes y fueron tratados como generadores eléctricos genéricos. Energía magneto-mecánica 

Corriente interna: dinamo



Corriente externa: alternador

Celdas

electroquímicas y

sus

derivados:

pilas

Energía química (sin intervención de eléctricas, baterías, pilas de combustible. campos magnéticos) Ver sus diferencias en generadores electroquímicos Radiación electromagnética

Energía mecánica (sin intervención de campos magnéticos)

fotoelectricidad, como en el papel fotovoltaico 

Triboelectricidad



Cuerpos frotados



Máquinas

electrostáticas,

como

el

generador de Graff  Energía térmica (sin intervención de campos magnéticos) Energía nuclear (sin intervención de campos magnéticos)

piezoelectricidad

Termoelectricidad (efecto seebeck)

Generador termoeléctrico de radioisótopos

Figura 7.- Cuadro del proceso que transforma energía eléctrica en mecánica.

Planeación La propuesta del proyecto hidroeléctrico se puede utilizar en escuelas y hogares colocando canaletas en el techo que llevara el agua a un deposito donde el generador hidroeléctrico proporcionará la energía a toda la construcción, el agua después de haber pasado por el generador será mandada a un filtro que eliminara algunas impurezas, una vez ya filtrada esta se conduce a unos tubos donde el agua se divide para sus múltiples 8

usos, es utilizada para baños, grifos, y distintos usos. Mostrando un incremento en el ahorro del agua. (Se dispone de un agua de buena calidad y en cantidades significativas, con 30% ahorro en el consumo doméstico si se utilizan las aguas pluviales para el inodoro) Dicho Objetivo fomentará el ahorro de energía eléctrica y agua potable para diversas actividades.

Desarrollo del proyecto Este proyecto es una propuesta para una comunidad en zona alta donde el aprovechamiento del agua pluvial puede tener un uso, beneficiando a una comunidad con diferentes características Gracias a proyectos como éste el costo de dichos factores disminuirá, ofreciendo a la población una mejor manera de distribuir los ingresos en sus familias, además, económicamente el país no se encuentra estable y a la mayoría de las personas les resulta difícil poder pagar ocasionando deudas en grandes cantidades de dinero y esta a su vez afectando el desarrollo integral de la familia. Evaluación La implementación de un generador hidroeléctrico conlleva a una inversión de significativa, sin embargo, los resultados qué obtendremos serán un gran beneficio, impulsando a la población a tener una mejor calidad de vida en usos y costumbres. La parte evaluativa de este proyecto, es conocer adecuadamente la estructura del IPHE, que muestre detalladamente la estructura y diseño, la implementación gráfica dada en la figura 5 nos permite ver hacia donde queremos llegar con dicha propuesta, implementarla requiere de la aceptación de toda una comunidad. Por eso es importante que para que se dé una aceptación por parte de una sociedad hacia un proyecto demos a conocer nuestra propuesta de tal manera que las personas involucradas se interesen en conocerla. Comunicación Para una comunidad concurrida como es San Nicolás Tetelco un método para dar a conocer dicha propuesta es por medio de redes sociales, trípticos y campañas, haciendo énfasis que el propósito es no afectar al medio ambiente y futuras generaciones. Se debe tener en claro que una propuesta como esta se enriquece con la experiencia de personas que tienen el conocimiento de lo que es un proyecto sustentable. Mientras sea viable y tenga un beneficio en común.

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Bibliografía http://www.jango.com/stations/312525901/tunein? fb_action_ids=4989562011905&fb_action_types=jangoapp %3Atune_in_to&fb_source=aggregation&fb_aggregation_id=345783218785887&l=0 http://www.nationalgeographic.es/medio-ambiente/calentamiento-global/calentamientoglobal-definicion http://www.elconfidencial.com/tecnologia/2014-08-30/rotor-un-generador-hidroelectricolow-cost-construido-en-un-neumatico_183052/ http://newton.cnice.mec.es/materiales_didacticos/energia/electrica.htm http://newton.cnice.mec.es/materiales_didacticos/energia/hidraulica.htm

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