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“AÑO DEL DIALOGO Y LA RECONCILIACIÓN NACIONAL”

XXVIII FERIA ESCOLAR NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA- EUREKA 2018 I.E. 40386 “TUPAC AMARU” DE ICHUPAMPA

TÍTULO

“MINI PLANTA GENERADORA DE ELECTRICIDAD PARA LUGARES INACCESIBLES” CATEGORÍA: “C” ÁREA: TECNOLOGIA E INGENIERIA INTEGRANTES: Estudiantes del Tercer Grado de Secundaría Apellidos y Nombres Ayaque Chullo, Darwin Jhonatan Chullo Hancco, Jeffrey Pablo Figueroa Calachua, Alexis Mario Flores Condori, José Manuel Llacho Sapacayo, Renzo Washinton

Teléfono 940227340 974554251 945637073 928042739 949488445

Correo electrónico Darwin026/@hotmail.com [email protected] [email protected] [email protected]

Moises ASESOR: Lic. Holger Stalin Capatinta Guerra. Teléfono: 984685651 Correo Electrónico: [email protected]

AREQUIPA- PERÚ 2018

INDICE

1. RESUMEN 1.1ABSTRACT 2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 2.1. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN 2.2OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN 2.2.1. OBJETIVO GENERAL 2.2.2. OBJETIVO ESPECÍFICO 2.3. JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN 3. IMPORTANCIA 4. BREVE MARCO TEÓRICO 4.1. ANTECEDENTES DEL PROBLEMA 4.2 DEFINICIÓN EN TÉRMINOS BÁSICOS 4.2.1 LA ENERGÍA SOLAR 4.2.2 ENERGIA PROVENIENTE DE LA LUZ SOLAR 4.2.3. PANELES SOLARES FOTOVOLTAICOS 4.2.4. BIOHUERTO 4.2.5. LOS BENEFICIOS DEL BIOHUERTO 4.2.6. CARACTERÍSTICAS 4.2.7. VENTAJAS DE UN BIOHUERTO 4.2.8. POZOS SÉPTICOS 4.2.9. FOSA SÉPTICA PREFABRICADA 4.2.10. FOSAS Y DRENES 4.2.11. CALEFACCIÓN SOLAR 5. FORMULACIÓN DE LA HIPÓTESIS 5.1VARIABLES E INDICADORES 5.1.1. VARIABLE INDEPENDIENTE 5.1.2. VARIABLE DEPENDIENTE 6. MATERIALES Y MÉTODOS 6.1 DESCRIPCIÓN DE MATERIALES Y MÉTODOS 6.2 PROCEDIMIENTO 7. RESULTADOS 8. CONCLUSIONES 9. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 10. ANEXOS

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Pág. 2 3 4 5 5 5 5 5 6 6 6 7 7 7 8 9 9 10 10 10 11 12 12 15 16 16 16 16 16 17 17 19 20 21

MINI PLANTA GENERADORA DE ELECTRICIDAD PARA LUGARES INACCESIBLES

RESUMEN El presente proyecto de ciencia y tecnología, vuelca sus esfuerzos en la construcción de una mini planta generadora de electricidad portátil, para poder satisfacer necesidades propias a pobladores de valles interandinos y lugares lejanos donde las redes eléctricas no tienen acceso y existe la desatención de este servicio básico, como es el acceso a la electricidad. Aprovechaos la energía hidráulica que nos proporcionan los ojos de agua, sequias, canales de regadío y cualquier tipo de caída de agua que transformada en energía mecánica, nos permite la generación de energía eléctrica a través de los principios del electromagnetismo. Por ello con el proyecto queremos fomentar la construcción de pequeñas plantas generadoras de energía eléctrica a partir de recursos reciclados accesibles en nuestra localidad y de esta manera contribuir en la atención de este servicio básico para todos los pobladores de Ichupampa, Caylloma, Arequipa y si fuese posible todo el Perú, teniendo como única fortaleza contar con una pequeña caída de agua. El presente proyecto de investigación es realizado por los estudiantes del 3º de secundaria de la Institución Educativa “Túpac Amaru” del distrito de Ichupampa; titulado “Mini Planta Generadora de Electricidad para Lugares Inaccesibles” el cual tiene como objetivo principal el aprovechamiento de los recursos hidráulicos de las zonas rurales interandinas y la utilización de recursos reciclados, en la construcción de mini plantas generadoras energía eléctrica. El proyecto es de bajo costo, de fácil construcción, adaptable a los recursos reciclables de la zona y fundamentalmente contribuye en la calidad de vida de pobladores que puedan acceder a los beneficios del producto de este proyecto.

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MINI GENERATOR PLANT OF ELECTRICITY FOR UNACCEPTABLE PLACES ABSTRACT The present project of science and technology, overturns its efforts in the construction of a mini portable power generation plant, to be able to satisfy own needs to inhabitants of interAndean valleys and far places where the electric networks do not have access and there is the neglect of this service basic, such as access to electricity. Take advantage of the hydraulic energy provided by the eyes of water, droughts, irrigation channels and any type of water fall that transformed into mechanical energy, allows us to generate electrical energy through the principles of electromagnetism. For this reason, with the project we want to encourage the construction of small electric power generating plants from recycled resources accessible in our locality and in this way contribute to the basic service for all the inhabitants of Ichupampa, Caylloma, Arequipa and if possible all of Peru, having as sole strength to have a small drop of water. The present research project is carried out by the students of the 3rd year of secondary school of the Educational Institution "Tupac Amaru" of the district of Ichupampa; entitled "Mini Electricity Generating Plant for Inaccessible Places", whose main objective is the exploitation of the hydraulic resources of the inter-Andean rural areas and the use of recycled resources, in the construction of mini electric power generation plants. The project is low cost, easy to build, adaptable to the recyclable resources of the area and fundamentally contributes to the quality of life of residents who can access the benefits of the product of this project.

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2. PLANTEAMIENTO DEL PLOBLEMA: El planteamiento del problema atiende a la siguiente interrogante: ¿En el Perú, toda la población cuenta con el servicio de energía eléctrica?

2.1. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN Hemos investigado sobre el acceso al servicio de energía eléctrica, por parte de toda la población del distrito de Ichupampa y nos damos con la gran sorpresa de que muchos pobladores no cuentan con este servicio, fundamentalmente por la inaccesibilidad del tendido de redes eléctricas y lo distante de las viviendas rurales respecto a la red eléctrica. Esta situación problemática se sintetiza en la necesidad de fomentar iniciativas que puedan contribuir en la satisfacción de esta necesidad básica especialmente si consideramos que nos encontramos en el siglo XXI y todavía existe esta necesidad, por ello los estudiantes proyectistas buscan contribuir a la generación de energía libre de contaminación con la construcción de Mini Plantas Generadoras de Electricidad para Lugares Inaccesibles en nuestra localidad de Ichupampa, como ejemplo de la realidad que pasan muchos pueblos de nuestro país partiendo de recursos reciclados accesibles al contexto. 2.2. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN 2.2.1. OBJETIVO GENERAL: 

Construir mini plantas generadoras de electricidad para lugares inaccesibles aprovechando los recursos reciclables y accesibles de la zona.

2.2.2. OBJETIVO ESPECÍFICO: 

Contribuir con la generación de energía eléctrica para lugares inaccesibles.



Mejorar la calidad de vida de pobladores de valles interandinos y lugares inaccesibles



Aprovechar los recursos reciclables de la localidad para la construcción de las mini plantas generadoras de energía eléctrica.



Practicar relaciones interpersonales y trabajo en equipo mediante el desarrollo de proyectos de investigación e innovación tecnológica.

2.3. JUSTIFICACIÓN DELA INVESTIGACIÓN En todo el mundo se está acrecentando la contaminación ambiental, a pasos agigantados, lo cual está provocando serios daños a nuestros ecosistemas; por lo cual, en diversos lugares del mundo ya se han venido construyendo plantas generadoras de electricidad, En el Perú representan más del 80 % de la energía eléctrica producida por nuestro país, sin embargo no llega al 100% de la población fundamentalmente por el alto costo que representa el tendido 4

de redes eléctricas en lugares inaccesibles, los elevados costos de mantenimiento y el número de usuarios es mínimo por lo cual persiste esta desatención. Ello constituye una oportunidad para tecnologías alternativas como la que se propone en el presente proyecto, como es la construcción de una mini planta generadora de electricidad para el futuro que sea autosuficiente, capaz de generar su propia fuente de energía libre de contaminación, limpia, económico y mejorar nuestra la calidad de vida de la población de Ichupampa y toda la población accesitaria a esta propuesta de aplicación tecnológica, económica, funcional y fácil implementación, contribuyendo de esta manera a cuidar nuestro ambiente.

3. IMPORTANCIA. El presente proyecto de la construcción de un generador eléctrico para el futuro es importante porque beneficiará a los estudiantes de la Institución Educativa 40386 “Túpac Amaru” en el desarrollo de capacidades y manejo de tecnologías en la solución de problemas de su entorno y toda la sociedad, constituyéndose en agentes de propuestas de solución a diversa problemáticas existentes. Así también la población de comunidades alto andinas, que puedan acceder a esta aplicación tecnológica, contribuyendo a la utilización de energía limpia y saludable y a la disminución de la contaminación ambiental. Con la realización del presente proyecto lograremos en primer lugar fomentar en la comunidad de Ichupampa la construcción de generadores eléctricos que les permitan vivir cómodamente y aprovechar este tipo de energía que brinda nuestro planeta y posteriormente difundir su aplicación a otras poblaciones.

4. BREVE MARCO TEÓRICO 4.1. ANTECEDENTES DEL PROBLEMA El avance de la contaminación ambiental en el mundo en los últimos años ha aumentado en exceso por lo que diversas organizaciones

del mundo fomentan el uso de energías

renovables, como la energía hidráulica. Diversos estudios hechos a nivel nacional e internacional confirman que el uso de la energía hidráulica, es entre muchas una de las que menor impacto ambiental produce, constituyéndose una tecnología amigable, que está dentro de las energías renovables limpias sin contaminación ambiental.

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4.2 DEFINICIÓN EN TÉRMINOS BÁSICOS 4.2.1 LA ENERGÍA HIDRAULICA La energía hidráulica es la energía que es obtenida a partir del aprovechamiento de la caída de agua. La energía hidráulica que alcanza la Tierra ha sido aprovechada por la humanidad desde la antigüedad mediante diferentes tecnologías las que han ido evolucionando con el tiempo desde su concepción. En la actualidad, que pueden transformarla en energía eléctrica. Es una de las llamadas energías renovables o energías limpias, que puede hacer considerables contribuciones para resolver algunos de los más urgentes problemas que afronta la humanidad. Las diferentes tecnologías hidráulicas se clasifican en pasivas o activas en función de la forma en que capturan, convierten y distribuyen la energía hidráulica. Las tecnologías activas incluyen el uso del agua en la generación de energía eléctrica, como es el caso del mini generador de electricidad que sustenta la ejecución del presente proyecto.

4.2.2 Energía hidroeléctrica, una de las renovables más desarrollada La energía Potencial hidroeléctrica, que indirectamente proviene de la energía solar, comparte las ventajas de ser autóctona, limpia e inagotable como el resto de las energías renovables. La producción anual media de energía hidroeléctrica a nivel mundial es de 2.600 TWh, lo que representa aproximadamente el 19% del total de la energía eléctrica producida. La potencia hidroeléctrica instalada en todo el mundo asciende a 700 GW. A gran escala esta fuente de energía tiene un campo de expansión limitado, ya que en los países más desarrollados la mayoría de los ríos importantes ya cuentan con una o varias centrales, y en los países en vías de desarrollo los grandes proyectos pueden chocar con obstáculos de carácter financiero, ambiental y social. 4.2.3 GENERADORES ELECTRICOS Numerosos estudios han demostrado que a igual potencia instalada, las unidades de producción de energía de fuentes renovables generan hasta cinco veces más puestos de trabajo que las tecnologías convencionales. Por lo tanto, el sector de las energías verdes contribuye de forma eficiente a la creación de empleo, incluyendo la generación de empleo directo durante la fabricación, construcción y operación de sus instalaciones; y la generación de empleo indirecto, derivado de la demanda de bienes de otro tipo que generan esas actividades. Este tipo de energía se usa para alimentar innumerables aparatos autónomos, para abastecer refugios o casas aisladas y para producir electricidad a gran escala para redes de distribución.

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Debido a la creciente demanda de energías renovables, la fabricación de generadores eléctricos ha avanzado considerablemente en los últimos años. 4.2.4 Electricidad La Electricidad es una propiedad física de la materia. Consiste en aquella interacción negativa o positiva existente entre los protones y los electrones de la materia. El origen etimológico de la palabra es Griego, quienes la estudiaron en esta civilización la llamaron “Ámbar” por el color tan versátil y luminoso que presentaba, sin embargo el término fue introducido en la sociedad científica por primera vez por el científico inglés William Gilbert en el Siglo XVI para describir el fenómeno de interacción de energía entre partículas. 4.2.5 Corriente Eléctrica Es una magnitud física, que describe la cantidad de electricidad que pasa a través de un conductor. Existen dos tipos de corrientes, que son: La continua, que no es interrumpida por ningún lapso de vacío, debido a que es en un solo sentido. La otra es la alterna, que se alterna en dirección y no es constante. 4.2.6 Energía eléctrica Nos referimos a ese producto, a ese resultado en forma de movimiento que se genera cuando la corriente eléctrica interactúa con el ambiente. Por lo general, asociamos la energía eléctrica con la producción de calor, el funcionamiento de equipos eléctricos (es decir que funcionan con electricidad). También conocemos que la energía eléctrica es aquella que se guarda en una batería y es almacenada para ser utilizada posteriormente, ejemplo de esta energía eléctrica: la que emplean los automóviles y los teléfonos celulares. Esta tecnología les permite no depender de una conexión constante con una fuente de energía. 4.2.7 Corriente eléctrica alterna. Es un tipo de corriente eléctrica que se caracteriza porque su sentido y magnitud son variables en un sentido cíclico, siendo la forma más frecuente de oscilación es la conocida como senoidal (una curva se desplaza hacia arriba y hacia abajo) y es gracias a ella que es posible lograr que la energía se transmita de forma mucho más eficaz. Es importante señalar que a pesar de que la senoidal es la oscilación más común, se pueden presentar casos en donde las necesidades requieran otra forma de oscilación, ya sea triangular, cuadrada, etc. 4.2.8 Corriente eléctrica continúa La corriente continua es el nombre por el cual se conoce al desplazamiento constantes de la carga eléctrica, la cual se traslada desde un conductor hacia dos lugares de potencial distinto y que a diferencia de la corriente alternar con el paso del tiempo su sentido no cambia es decir que la carga eléctrica siempre mantiene una dirección constante. A pesar de que la característica fundamental que permite identificar a la corriente continua, es el flujo continuo, se dice que toda corriente es continua siempre y cuando su polaridad no se modifique, sin importar el hecho de que su intensidad se vea mermada por el uso con el paso del tiempo. 7

4.2.9 Baterías Se le denomina batería, batería eléctrica, acumulador eléctrico o simplemente acumulador, al dispositivo que almacena energía eléctrica, usando procedimientos electroquímicos y que posteriormente la devuelve casi en su totalidad; este ciclo puede repetirse por un determinado número de veces. Se trata de un generador eléctrico secundario; es decir, un generador que no puede funcionar sin que se le haya suministrado electricidad previamente mediante lo que se denomina proceso de carga.

5. FORMULACIÓN DE LA HIPÓTESIS La construcción de una “Mini Planta Generadora de Electricidad para Lugares Inaccesibles” contribuirá en el acceso al servicio de energía eléctrica por parte de pobladores de la localidad de Ichupampa mejorando su calidad de vida. 5.1VARIABLES E INDICADORES 5.1.1. VARIABLE INDEPENDIENTE 

La energía Electrohidraulica

5.1.2. VARIABLE DEPENDIENTE 

La pobladores de Ichupampa

6. MATERIALES Y MÉTODOS 6.1 DESCRIPCIÓN DE MATERIALES Y MÉTODOS MATERIALES

PARA

LA

CONSTRUCCIÓN

DE

LA

MINI

PLANTA

GENERADORA DE ELECTRICIDAD N°

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 15

RELACION / DESCRIPCION DE MATERIALES

Angulo de ¾ pulgada Tubo metálico ½ pulgada Platina 1 ¼ pulgada Cucharones metálicos Pintura Thiner Rodamientos Soldadura Energia electrica Aro segundo uso Dinamo

Cantidad

03 01 0.70 08 1/8 1/4 02 1/4 05 01 01 TOTAL 8

Unidad Medida

VALOR UNI S/.

metros 10.00 metro 5.00 metro 1.00 unidades 4.00 Gln 40.00 Gln 15.00 unidades 6.00 Kilo 12.00 watt 0.50 unidad 2.00 unidad 30.00

SUBTOTAL

10.00 5.00 1.00 32.00 5.00 4.00 12.00 3.00 2.50 2.00 30.00 86.00

6.2 PROCEDIMIENTO PROCEDIMIENTO

PARA

CONSTRUCCIÓN

DE

LA

MINI

PLANTA

GENERADORA DE ELECTRICIDAD Nº

01 02 03 04 05 06 07

DESCRIPCION DE LAS TAREAS

Realizar el estudio de necesidades en la población Realizar el diseño de la mini planta generadora eléctrica Preparación de materiales Trabajos de soldadura El ensamblaje Realiza el acabado y pintado Evaluación de resultados del ´prototipo

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N° De Horas Teoría

02 02 02

02

N° de horas Trabajo. Practico.

03 03 12 12 06 03 03

OBSERV

6.3. DIAGRAMA DE OPERACIONES DE PROCESOS

OP1 RECOLECCIÓN DE MATERIALES

OP2

PREPACION DE MATERIALES 1

I.1

INSPECCIÓN DE MATERIALES

OP3

OP4

DISEÑO DE PROTOTIPO

PREPARACIÓN DE MATERIALES 2

OP5

TRABAJOS DE SOLDADURA

I.2

INSPECCIÓN ESTRUCTURAL Y SOLDADURA

OP6

OP7

I.3

ENSAMBLAJE ELECTRICO

ACABADO Y PINTURA

INSPECCIÓN DEL ACABADO

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7. RESULTADOS  El prototipo se encuentra en 90 % de su funcionalidad  El 100 % de los estudiantes que participan en el desarrollo del proyecto construyen capacidades y competencias en el manejo de estas tecnologías.  Los materiales reciclados son eficientemente aprovechados en el desarrollo del prototipo a través del curso de EPT- soldadura.

8. CONCLUSIONES

Del experimento podemos decir que: Primero: Contribuirá al acceso de servicio de energía eléctrica mejorando la calidad de vida De los pobladores accesitarios a esta tecnología. Segundo: La construcción de la Mini planta generadora de electricidad en lugares inaccesibles es factible a partir de materiales reciclados. Tercero: La fuente de energía electro hidráulica no produce efectos contaminantes en nuestro medio ambiente, siendo una gran alternativa aprovechable.

9. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS José García Trasancos INSTALACIONES ELÉCTRICAS EN MEDIA Y BAJA TENSIÓN. Front Cover ·. Editorial Paraninfo, 2006 - Technology CárdenasGelvez; Nieto Erazo Ciencia 2005 Mc Graw Hill René Arenas Martínez Manual para elaborar proyectos2006 editorial Dicyt C.T.A. 5to de secundaria 2012.editorial Santillana. Lima Videos Rutas De Internet: http://ciencia-y-educacion.blogspot.com/ http://www.conceptos misrespuestas.com/que-es-un-tanque-septico.html http://aipie20845eltrebol.blogspot.com/2012/06/importancia-de-los-biohuertosescolares.html http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_renovable

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10.ANEXOS

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