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1. INDICE Índice…………………………………………………………………………………………..1 Datos generales ……………………………………………………………………………...2 Plan de investigación………………………………………………………………………..3 Objetivos………………………………………………………………………………………4 Marco teórico………………………………………………………………………………… 5
Marco conceptual……………………………………………………………………………. 9 Materiales y equipos Metodología…………………………………………………………………………………10
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UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE FACULTAD DE INGENIERIA TEMA: Obtención De Energía Eléctrica Por Medio De Caída Libre en la comunidad de llacanora en el laboratorio de física de la universidad privada del norte – Cajamarca 2016 - I.
AUTORES:
Correa Bazán, Luis Carlos.
718713
Chilón Ispilco, Félix Alexander.
708402
Huamán Pajares, Félix Armando. 718720
Llamo Caruajulca, Cleyser Heyden. 717570
Tello Huamán, Cristian David.
716659
LOCALIZACIÓN: Laboratorio de Física. INSTITUCIÓN: UPN. DISTRITO, PROVINCIA, DEPARTAMENTO: Cajamarca, Cajamarca, Cajamarca.
ALCANCE: Nivel 4, Explicativo. DOCENTE: Yamil Minez Cubas. Cajamarca 1 de junio del 2016. 2
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3. PLAN DE INVESTIGACION. 3.1.
Realidad problemática.
Debido a los continuos cortes de electricidad en la comunidad de Llacanora (ubicada al sur este de Cajamarca); se vio necesario aprovechar las cascadas de agua que hay en el lugar mencionado. Para que así, la calidad de vida de los pobladores de Llacanora sea mejorada.
3.2.
Formulación del problema.
¿Es posible abastecer a un pueblo con energía eléctrica que cuente con una caída de agua, usando las ecuaciones de la caída libre?
3.3.
Justificación del problema.
Realizaremos este trabajo para dar a conocer que se puede obtener energía eléctrica por medio de una caída de agua, que se generara por las fuerzas de choques, y de esta manera mejorar la calidad de vida de los pobladores de una zona rural ya que la energía eléctrica en la zona rural es muy baja como se verá más adelante en el siguiente proyecto.
3.4.
Limitaciones
En la comunidad de Llacanora, no hay ningún documento que especifique un aproximado de su altura de cada caída de agua ni su caudal de cada una de ellas.
Como estudiantes no tenemos instrumentos o material para medir o sacar su caudal de las caídas ya que eso varía según las estaciones del año.
No tenemos movilidad para trasladarse al lugar donde se encuentra las caídas de agua.
La comunidad de Llacanora se encuentra bien extendida o lejos de Cajamarca, por ello, es recomendable ir en movilidad.
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4. OBJETIVOS 4.1. Objetivos generales. Generar energía mediante en caída libre de agua
4.2. Objetivos específicos. Aplicación de caída libre para la obtención de energía eléctrica.
Aplicación de caída
para obtener los componentes verticales y
horizontales de la cascada.
Obtener las fuerzas de choques.
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5. MARCO TEORICO
OBTENCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA POR MEDIO DE CAÍDA LIBRE EN LA COMUNIDAD DE LLACANORA EN EL LABORATORIO DE FÍSICA DE LA UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE – CAJAMARCA 2016 - I. 5.1.
Antecedentes
En primer lugar se consideró la investigación de Leonardo de Jesús RamosGutiérrez que desarrollo el tema de ´´GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN MÉXICO´´, en el año de 2012. Este trabajo tubo el objetivo de dar a conocer el parque eléctrico nacional que tiene México, cómo ha crecido en centrales, potencia y generación a través del tiempo; conocer cuál es la demanda actual de este fluido en el ámbito nacional, y su proyección a futuro. Y llegaron a la conclusión de que en el mundo, lo que más demanda energía eléctrica es el sector industrial, seguido por el sector residencial. México no es excepción de dicha tendencia. La mayor demanda de energía eléctrica la solicita el sector industrial también, no el sector residencial como muchas veces se piensa, esto lleva a la reflexión de una nueva planeación estratégica futura, pensando quizá en un ahorro de energía y menos pérdidas; para ello se recomienda eficientar el parque eléctrico mexicano, a fin de acercarse al comportamiento de las potencias mundiales en materia de energía, para pensar en un progreso factible y, posteriormente, sustentable; esto ocurrirá cuando el consumo tenga equilibrio con la generación de energía eléctrica con base en una demanda estrechamente enlazada con el crecimiento poblacional, el manejo eficiente de las tecnologías actuales de generación, equilibrio en las reservas aunadas a pérdidas menores y, sobre todo, un Producto Interno Bruto (PIB) factible. También se encontró la información de Francisco Maldonado Quispe que se interesó en el ´´DISEÑO DE UNA TURBINA DE RÍO PARA LA GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD EN EL DISTRITO DE MAZÁN-REGIÓN LORETO´´, desarrollado en el año 2005, este trabajo se desarrolló con el fin de que dada la posibilidad de que una vez probado el funcionamiento de la Turbina de Río, se pueda transferir dicha tecnología a otras regiones donde existan recursos hídricos utilizables mediante esta máquina, además de que este tipo de sistemas no necesita de grandes obras civiles ni mecánicas para funcionar, lo cual trae grandes beneficios 5
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en cuanto a la reducción de costos frente a otras formas convencionales para generar electricidad. Y luego de una constante investigación y experimentos respectivos llegó a la conclusión de que se ha logrado desarrollar y probar con éxito un prototipo de la Turbina de Río, el que después de 6 meses de instalado viene funcionado sin ningún problema beneficiando a los pobladores de Paraíso y comunidades vecinas con el servicio de carga de baterías y los principales componentes de la Turbina de Río (rotor, generador y otros) pueden ser fácilmente transferidos a pequeños talleres locales. De hecho ya existe una pequeña empresa que ha recibido esta transferencia de tecnología.
5.2.
Bases teóricas
Energía eléctrica. Es una fuente de energía que se obtiene mediante el movimiento de cargas eléctricas (electrones positivos y negativos) que se produce en el interior de materiales conductores. la energía eléctrica puede obtenerse de centrales solares, eólicas, hidroeléctricas, térmicas, nucleares, etc.
Tipos de energía:
Energía potencial:
EP = m.g.h
Energía cinética
EK = 1.gv2 2
Energía elástica
Ee = 1.k.x2 2
Para obtener energía eléctrica mediante una caída de agua usaremos la energía o conceptos de la energía hidráulica.
Energía
hidráulica.
Se
denomina energía
hidráulica, energía
hídrica o hidroenergía a aquella que se obtiene del aprovechamiento de las energías cinética y potencial de la corriente del agua.
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Obtención de la energía hidráulica. Una
central
hidroeléctrica
generalmente regiones
se
donde
ubica existe
en una
combinación adecuada de lluvias y
desniveles
geológicos
favorables para la construcción de
represas.
La
energía
hidráulica se obtiene a partir de la energía potencial y cinética de las
masas
de
agua
que
transportan los ríos, provenientes de la lluvia y del deshielo.
Obtención de energía por medio de caída libre Para obtener energía mediante caída libre se deben seguir los conocimientos de La energía hidroeléctrica es electricidad generada aprovechando la energía del agua en movimiento. La lluvia o el agua de deshielo, provenientes normalmente de colinas y montañas, crean arroyos y ríos que desembocan en el océano. La energía que generan esas corrientes de agua puede ser considerable, como sabe cualquiera que haya hecho descenso de rápidos. La energía hidroeléctrica se genera haciendo pasar una corriente de agua a través de una turbina. La electricidad generada por una caída de agua depende de la cantidad y de la velocidad del agua que pasa a través de la turbina, cuya eficiencia puede llegar al 90%.
Baja Cobertura con Energía Eléctrica en Zonas Rurales
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Históricamente, solo la población urbana tenía la comodidad de la electricidad garantizada. La población rural en su mayoría, no tenía acceso a la red, ni la voz y la fuerza para reclamarla. No obstante hubieron iniciativas aisladas con éxito para electrificar poblaciones rurales con sistemas descentralizados (por ejemplo: Pozuzo y Acopalca), éstas representaron nada más que una gota de agua en vista de la gran necesidad. Según el mapa de pobreza del Fondo Nacional de Cooperación para el Desarrollo (FONCODES), el 70% de la población rural en el 2007 no tenía acceso a electricidad, con grandes variaciones entre diferentes departamentos. La gráfica a la derecha muestra la situación (fuente DGER). El gobierno reaccionó y actualmente una serie de proyectos están en ejecución con un mejoramiento importante. El Plan Nacional de Electrificación Rural con el Fondo Nacional de Electrificación Rural (FONER), que incluye energías renovables, se encuentra actualmente en su segunda fase. Más detalles son disponibles en la muy informativa página de la Dirección General de Electrificación Rural (DGER-MEM).
Fórmulas para obtener energía eléctrica mediante una caída libre de agua EP = m.g.h
W = F.d
W = Ep
EELECT = P.t
EELECT = Es la energía en joules (J). P = es la potencial en batios (W). T = es el tiempo en segundos (s).
6. MARCO CONCEPTUAL 6.1.
Planteamiento de hipótesis
De acuerdo al problema planteado, mejoraremos y evitaremos que siga habiendo cortes eléctricos; lo mejoraríamos con las caídas de agua que se encuentran en la comunidad de llacanora asiendo que la energía eléctrica sea más alta en las zonas rurales.
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6.2.
VARIABLES
-
Variable dependiente. Caída libre
-
Variable independiente. Obtención de energía eléctrica
7. MATERIALES Y MÉTODOS 7.1.
Equipos y materiales.
Motor.
Agua.
Foco de 5Watts.
Turbina.
Alambre de Cobre.
7.2.
Ubicación de área de estudio. Ingeniería civil.
7.3.
Metodología.
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Diagrama de flujo Inicio del trabajo
Obtención De Energía Eléctrica Por Medio De Caída Libre en la comunidad de llacanora en el laboratorio de física de la universidad privada del norte – Cajamarca 2016 - I.
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Formulas a emplearse en el momento experimental
Conceptos generales 10