Física II

El consumo irresponsable de la energía eléctrica siempre ha existido, pero se remonta en 1752 donde Benjamín Franklin demostró la naturaleza eléctrica de los rayos y en donde 1800 Alejandro Volta construye la primera celda electrostática y la batería capaz de producir corriente eléctrica.

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Justificación

El objetivo de este trabajo es dar a conocer las causas y consecuencias que causamos al no usar de forma adecuada la electricidad, ya sea en los hogares y trabajo. El consumir de manera irresponsable la electricidad podría causar gran impacto negativo en la comunidad, ya que, de manera visual se ve afectado sobre paisajes y patrimonios locales, debido a la extracción de recursos por parte de empresas cuyo objetivo es satisfacer la demanda de energía local.

La contaminación acústica y visual de fuentes energéticas, así como la contaminación directa al agua, suelos y otros factores que impactan en la salud tanto del medio ambiente como de esta y las demás comunidades. Los residuos derivados del consumo energético, los cuales son difíciles de tratar a través del tiempo y la disminución progresiva de recursos no renovables. Por lo tanto, se ve afectado de una manera muy seria.

Hemos considerado una nueva alternativa para cumplir nuestro objetivo y mejorar el planeta y el uso de energía en los hogares.

El proyecto verde seleccionado se llama “molinos de viento”, es un proyecto verde puesto que consiste en producir energía eólica por medio de aerogeneradores, molinos de viento, que serán instalados en suelo firme o suelos marinos. La energía eólica es una fuente de energía renovable que utiliza la fuerza del viento para generar electricidad. Estos serán instalados para crear parques eólicos para así reducir la energía eléctrica y pueda ser más fácil su cuidado, ya que uno de los importantes recursos naturales que México posee para la producción masiva de electricidad es la fuerza del viento. Con 31 parques eólicos en operación y otros en proyecto en varios estados y una capacidad de producción de electricidad superior a los 2.500 mega watts, ya nadie duda del potencial de la energía producida por el viento en México. Los macro proyectos eólicos puestos en marcha en el país producen 2.551 mega watts a finales de 2015, consiguiendo abastecer las necesidades eléctricas de más de 400.000 hogares y así poder hacer que México use más la energía eólica y tengan más conciencia los habitantes para no desperdiciar su nueva energía.

Problemática que resuelve

Las emisiones de gases de efecto invernadero, gases responsables del cambio climático; un claro ejemplo de esto es el glaciar Ayoloco, declarado extinto.

Debido al cambio climático y la influencia de la actividad humana como el uso desmedido de la electricidad elevará las temperaturas que normalmente conservaban estos cuerpos de hielo han cedido ocasionando su desaparición, como fue el caso del Ayoloco. En Ameca hay una placa de acero colocada en lo que fue uno de los cuerpos de hielo permanentes de México, y de la cual se declaró la extinción del glaciar Ayoloco, ubicado en la cumbre del volcán Iztaccíhuatl, cuya ausencia impacta en la disponibilidad de agua y regulación del clima. El principal efecto de su extinción es la disminución de la cantidad de agua a la que se tendrá acceso; además, sin las masas grandes de hielo de la parte alta de las montañas, la temperatura se incrementa, de manera adicional, a escala global e inhibe las precipitaciones. Los glaciares son masas de hielo que permanecen en las cumbres de las montañas durante por lo menos un año; su importancia ecológica radica en la generación de agua dulce en la Tierra (como lo era el glaciar Ayoloco) las afectaciones que tendrá el ambiente por la falta de este recurso se verá en menos de dos décadas. Además de su importancia ecológica y ambiental, este glaciar ha sido protagónico en las artes visuales, fotografía, filmografía y, en particular, en la literatura mexicana. La presencia de los volcanes es inherente a la identidad artística, histórica y cultural de la Ciudad de México y de los estados de Morelos y Puebla.

Esa es una problemática del desaprovechamiento de la energía eléctrica en Amecameca, por no usar correctamente este recurso se extinguió el glaciar porque el consumismo de la energía causa gases de efecto invernadero lo que origina el derretimiento de dicho glaciar. Por ello es que por medio de pláticas y publicaciones en redes sociales, se tratara de dar opciones para un buen aprovechamiento de la energía, como puede ser usar bombillas de bajo consumo, no tener las luces prendidas durante el día y aprovechar la luz del sol; desenchufar los aparatos que no se estén utilizando, y no tardar más de 10 minutos bañándose.

¿A quién va dirigido?

La información va dirigida a público en general (porque es una problemática ambiental que afecta a todo el pais, por la desinformación que hay acerca del tema), pero si detonamos de manera específica sería a las comunidad de Amecameca porque es la zona específica de la cual estamos hablando y nos enfocamos. El municipio de Amecameca está situado en las faldas de la Sierra Nevada, dentro de la provincia del eje volcánico y en la cuenca del río MoctezumaPánuco. Sus coordenadas geográficas son longitud 98° 37’ 34’’ y 98° 49’ 10’’; latitud 19° 3’ 12’’ y 19° 11’ 2’’. La altitud es de 2420 m s. n. m. (metros sobre el nivel del mar) en la cabecera municipal. Se ubica en la porción sur del oriente del Estado de México. En la Región III Texcoco. Los límites del municipio son: al norte, el municipio de Tlalmanalco; al este el estado de Puebla; al sur, los municipios de Atlautla y Ozumba; y al oeste, los municipios de Ayapango y Juchitepec.

La población total de Amecameca en 2020 fue 53,441 habitantes, siendo 52.4% mujeres y 47.6% hombres. Los rangos de edad que concentran mayor población fueron 15 a 19 años (4,776 habitantes), 10 a 14 años (4,518 habitantes) y 20 a 24 años (4,489 habitantes). Entre ellos concentraron el 25.8% de la población total. La mayor parte de los habitantes de Amecameca serán los más beneficiados gracias a los “molinos de viento” que se colocarán dentro de este municipio. El aerogenerador eléctrico funciona convirtiendo la energía cinética del viento en energía mecánica por medio de un gran número de turbinas eólicas dispuestas próximas entre sí, la que es inyectada a la red en el punto de conexión. Los rangos normales de potencia para las turbinas eólicas oscilan entre 300 y 750 kW (35 a 50 metros de diámetros de rotor).

El máximo GPE con que las empresas están conformes es del 15 %, porcentaje relacionado con la calidad de potencia que debe tener el fluido eléctrico. La calidad se altera fundamentalmente debido a la variabilidad del viento y su influencia en la potencia eólica generada, resultando una generación eléctrica más convencional que puede presentar variaciones de corta duración en su tensión y frecuencia.

El aerogenerador es un sistema que convierte la energía del viento en energía eléctrica directamente aprovechable. Obtiene su potencia de entrada por la fuerza del viento actuando sobre las palas del rotor, convirtiéndola en un par en su eje. Este par giratorio se transmite hasta el generador, que produce la energía eléctrica de salida. Un objeto en una corriente de aire experimenta dos tipos de fuerzas, una fuerza de empuje, en sentido de las líneas de corriente, mayor cuanto más grande es la superficie perpendicular a las líneas y una fuerza ascensional, que tiene una dirección perpendicular a las líneas de corriente, la cual es debida a la succión que se producen por diferencia de presión entre dos caras del objeto. En las palas eólicas, la fuerza de empuje es muy pequeña. La principal es la fuerza ascensional. Estas palas tienen forma de alas de avión, de forma que se acelera el aire en su parte más convexa, superficie superior, lo que a su vez disminuye la presión respecto de la superficie inferior, produciendo así la fuerza ascensional. La potencia contenida en el aire que atraviesa el área barrida por el rotor del aerogenerador es:

Es por tanto proporcional a su densidad, al radio del rotor al cuadrado y a la velocidad del aire al cubo. No obstante, no toda la energía disponible en el viento puede captarse por el aerogenerador. Este porcentaje de potencia es el conocido como coeficiente de potencia y es un indicativo de la eficiencia de los aerogeneradores. Dos principios físicos relacionados entre sí sirven de base al funcionamiento de los generadores y de los motores. El primero es el principio de la inducción descubierto por el científico e inventor británico Michael Faraday en 1831. Si un conductor se mueve a través de un campo magnético, o si está situado en las proximidades de un circuito de conducción fijo cuya intensidad puede variar, se establece o se induce una corriente en el conductor. El principio opuesto a éste fue observado en 1820 por el físico francés André Marie Ampère. Si una corriente pasa a través de un conductor dentro de un campo magnético, éste ejerce una fuerza mecánica sobre el conductor. Por lo tanto los molinos de viento o aerogeneradores están vinculados con la física por sus generadores y motores que por su fuerza, logran que con el viento surja la energía eléctrica.

P R O T O T I P O

Materiales.

Un motor de imán
Cortador de madera
Brida para soporte
Cable de 22 AWG
Pelacables
Madera (pino, encino, roble)
Escobillas con hélices ya incluidas
Motor de imán
Motor con medidas de 12x15 mm y una potencia de 6 voltios, ideal para una construccion pequeña
Madera
La madera de pino es 100% reutilisable y muy resistente para este tipo de trabajos
Hélice

Es de un diseño muy aerodinámico y permite realizar la tarea requerida sin contratiempos

Primer paso.

Enrolla el motor en cinta aislante hasta que encaje en la pieza conectora de las tuberías. Después deberás cortar y pelar los extremos del cable asegurándote de te sobre suficiente material.

Parte el trozo de plástico que tenías, y asegúrate de dejarlo limpio de cualquier parte que sobresalga. Ahora, con la tubería de 2’5×2’5, realiza un corte en el que pueda encajar el plástico. Para esto puedes usar un cortador de PVC o una sierra.

Segundo paso.

Solda el cable al motor. Una vez esté soldado, desliza el cable por la pieza en T, la tubería de 7’5 cm, la pieza conectora y la otra tubería, la de 2’5.

Haz un agujero en la tubería de 2’5 cm y desliza el cable a través de él. Después conecta todas las piezas procurando que no queden excesivamente tensas, ya que esto impediría que la turbina gire.

Tercer paso.

Conecta la carcasa del CD a la tubería de 2’5×2’5 deslizándola en el corte que habías realizado anteriormente. Posteriormente, une esta tubería con la pieza en T.

Cuarto paso.

Prueba que todo está bien ensamblado y pégalo. De nuevo, procura no apretar demasiado en esta fase porque si las piezas quedan muy tensas en generador no funcionara.