Implementación de una Turbina Hidrocinética de Eje Horizontal, para Generación de Energía Eléctrica en Canales Fluviales de Zonas Rurales

Abstract

La presente tesis es parte de un trabajo de investigación y desarrollo tecnológico realizado para diseñar, manufacturar, instalar y probar in situ un prototipo de turbina hidrocinética con eje horizontal con el fin de generar energía eléctrica en zonas rurales utilizando la energía hidráulica disponible de los canales artificiales pluviales para riego. Es por tanto un esfuerzo para fomentar el uso de energías renovables (energías limpias). En el Perú existen gran número de infraestructura para canales de regadío ya que somos un país con gran tradición en el campo agrícola como lo ha demostrado nuestra cultura Inka al mundo. Estos canales artificiales para regadío ofrecen ventajas como un flujo limpio, continuo y con posibilidad de regular su caudal, que conjuntamente a su gran número en el país constituyen la motivación principal de la aplicación que se busca con los resultados de esta tesis para poder aprovechar la energía renovable hidráulica ya disponible a fin de superar algunas de las necesidades de las poblaciones rurales por energía eléctrica donde estos canales se encuentran instalados. Investigando diferentes fuentes sobre turbinas, se seleccionó la turbina llamada rueda hidráulica de eje horizontal de alimentación inferior. Este tipo de turbina se adecua a características geométricas e hidráulicas de los canales de regadío, así mismo por su fácil construcción y transporte. La metodología de trabajo usada se encamina inicialmente a describir características geométricas e hidráulicas de los canales de regadío, los principios de ingeniería que gobiernan el funcionamiento de las turbinas hidráulicas, así como las características fundamentales de conversión de energía hasta la generación de energía eléctrica. En el proceso de diseño del prototipo se identifican las principales variables, el dimensionamiento hidráulico, la selección de parámetros geométricos y principios mecánicos. El prototipo tiene el propósito principal como equipo de pruebas para efectos de medición y evaluación de parámetros de diseño y operación. Se resaltan los procedimientos más importantes de la manufactura, teniendo en cuenta materiales e instalaciones de fabricación disponibles localmente. De igual manera se muestran los resultados de pruebas realizadas en campo con discusiones, conclusiones y recomendaciones para futuras mejoras.