Talleres de fabricación de aerogeneradores. Construido

[Ide@s CONCYTEG]
Año 4, Núm. 43, 8 de enero de 2009
Talleres de
fabricación de
aerogeneradores.
Construido con
sus propias
manos
Carlos Alejandro Saucedo
Pérez1
Luis Arturo Guzmán
Castañón2
Armando Llamas Terrés3
Ingeniero Mecánico Eléctrico de la Universidad
Iberoamericana (2005). Estudia la Maestría en
Ciencias con especialidad en Ingeniería
Energética y es Asistente de Investigación del
Centro de Estudios de Energía del ITESMCampus Monterrey. Su especialidad es la
fabricación de pequeños aerogeneradores para
proveer de energía eléctrica a comunidades
alejadas de la red de distribución. Es EMIT
(Energy Manager in Training), de The
Association of Energy Engineers (AEE). Correo
Electrónico: [email protected]
2 Estudiante del tercer semestre de Ingeniería
en Mecatrónica en el ITESM Campus
Monterrey. Forma parte del proyecto de
aerogeneradores participando en varias
actividades ya sea en la instalación, fabricación
e impartición de cursos de los aerogeneradores
en colaboración con el Dr. Armando Llamas y el
Ing. Carlos Saucedo en el Centro de Estudios
de Energía del ITESM-Campus Monterrey.
Correo
electrónico:
[email protected]
3 Doctor en Filosofía en Ingeniería Eléctrica, de
Virginia Tech en 1992. Tiene 12 años de
experiencia
dirigiendo
estudios
de
administración y calidad de la energía, en el
Centro de Estudios de Energía en el ITESMCampus Monterrey. Es autor de los libros
“Armónicas en Sistemas Eléctricos Industriales”
y “Tierras Eléctricas”, libros que se usan como
1
RESUMEN
Desde el 2004, el Centro de Estudios de
Energía del Tecnológico de Monterrey campus
Monterrey,
ha
diseñado
pequeños
aerogeneradores de 500W para proporcionar
energía eléctrica a la zona rural. Este verano, se
dieron por primera vez un par de talleres de
fabricación de aerogeneradores hechos a mano, a
los que asistieron diferentes organizaciones y
público en general.
Palabras Clave: Aerogeneradores, Talleres de
Fabricación, Hágalo Usted Mismo.
1. Introducción
En los últimos años se ha perseguido el
propósito de buscar fuentes alternas de
energía para ayudar a disminuir el gran
daño ocasionado al medio ambiente
debido a los contaminantes que son
arrojados a la atmósfera como resultado
de la actividad humana. Es necesario
intercambiar poco a poco la generación
de energía a partir de combustibles
fósiles por métodos renovables que
contribuyan con el desarrollo sostenible
del planeta.
texto en el curso “Calidad de Energía Eléctrica”
que imparte en la Maestría en Ingeniería
Energética del ITESM, Campus Monterrey.
Desde el año 2004, el Dr. Armando Llamas es
un CEM (Certified Energy Manager), de The
Association of Energy Engineers (AEE). Es
Senior Member del IEEE. Correo electrónico:
[email protected]
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Es de vital importancia concientizar
a la población acerca de lo valiosa que es
campaña para la promoción y el fomento
del uso de este tipo de energía.
la energía; incluso desde nuestras casas
podemos
contribuir
al
sostenible
racionalizando
desarrollo
y
usando
adecuadamente nuestra energía.
En lo que respecta a celdas solares,
el servicio público mexicano también ha
instalado paneles fotovoltaicos para
generar energía eléctrica y suministrar de
Llevar a cabo estas acciones no nos
este servicio a las comunidades rurales
cuesta nada y sí podemos ayudar a
donde no llega la red de CFE (Comisión
disminuir las emisiones de gases de
Federal de Electricidad).
efecto invernadero que los ciclos de
generación
de
carbón
mineral
y
combustóleo liberan a la atmósfera.
suministradoras
a
nivel
mundial han tomado su papel como
empresas
socialmente
proyectos no se les da el seguimiento
adecuado. Cuando se llega a presentar
En respuesta a esto, día a día las
compañías
Desgraciadamente, a este tipo de
una
falla
en
comunidades
el
suministro,
resultan
las
seriamente
afectadas por la demora en la reparación.
responsables
En la mayoría de los casos, no se les
invirtiendo parte de su capital en la
capacita a los usuarios para que ellos
investigación de alternativas ecológicas
mismos puedan restablecer el servicio.
para la generación de energía, como lo
Estudiando la situación en el Norte
es la hidroeléctrica, campos solares y
del país, existe un alto porcentaje de
recientemente, la eoloeléctrica.
electrificación en Nuevo León; pero hay
sectores de la zona suburbana donde
todavía no llega el tendido eléctrico y es
2. Programas de apoyo por
parte
del
gobierno
mexicano
ahí donde se presenta la oportunidad de
instalar pequeños sistemas híbridos de
energía
compuestos
por
celdas
fotovoltaicas y aerogeneradores.
El gobierno mexicano ha instalado
calentadores solares por parte de la
CONAE (Comisión Nacional para el
Ahorro de Energía) a manera de
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3. El papel del Centro de
Estudios de Energía
Una
persona
se
encargaría
de
construir las aspas; alguien preparado
para el trabajo manual de precisión
El Centro de Estudios de Energía (CEE)
del
ITESM,
Campus
Monterrey,
habiendo identificado esta necesidad,
tiene una propuesta para satisfacerla. Se
trata de un taller cuya visión es dejar al
alcance de toda persona la transferencia
del conocimiento en el arte de los
sistemas híbridos. El diseño con el que
cuenta es de bajo costo y está dirigido a
personas que tienen el deseo de conocer
cómo
construir
mecanismos
podría ser el encargado de pegar los
imanes permanentes en los discos de
acero; alguien con habilidad para soldar
hierro podría fabricar la torre donde se
montaría el aerogenerador; alguien más
se podría poner a fabricar el corazón, es
decir, enrollar las bobinas y colocarlas
en moldes de madera y donde se verterá
la resina para que cuando solidifique
sirva de protección (Figuras 1 a 4).
que
aprovechen la energía renovable, como
lo
son
aerogeneradores
y
celdas
fotovoltaicos.
Figura 1: Corazón del aerogenerador
A ese ritmo tendrían un arsenal de
pequeños sistemas de generación eólica
que podrían armar y poner en operación
Por ejemplo, un grupo de personas,
rápidamente.
al ver las habilidades de cada quién, se
“En cualquiera de estos casos la
podría repartir las diversas tareas para la
población de bajos recursos se vería
fabricación
beneficiada ya sea por comunidad o
de
un
pequeño
personalmente”.
aerogenerador.
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El trabajar en la fabricación de los
aerogeneradores cambia la percepción
del mundo en el que se vive, ya que se
puede sentir la aportación personal que
cada quien está haciendo por mejorar el
mundo.
Figura 3: El banco de baterías donde es
almacenada la energía generada por el
aerogenerador.
En los talleres para construcción de
aerogeneradores se pretende que el
participante aprenda la metodología
completa; desde el tallar un trozo de
Figura 2: Labrado de madera para construir las
aspas.
madera
de
convertirá
pino
en
las
que
después
aspas,
hasta
se
el
Es natural que el nerviosismo se
enrollado del alambre de cobre para la
haga presente para alguien que no esté
fabricación de las bobinas. También se
familiarizado con los principios teóricos
ilustra
de
un
aerogenerador
fotovoltaico;
sin
cómo
se
debe
instalar
un
celda
eléctricamente el equipo. Desde la
embargo,
los
primera vez que se hace se puede llegar
o
instructores del Centro de Estudios de
a aprender.
Energía del Campus Monterrey, explican
Una vez que se tienen listas las
de una manera clara y concisa estos
aspas y el alternador, se pegan los
principios y rápidamente se puede
imanes de neodimio a los discos de
comprender cómo funcionan y cómo se
acero. Esta tarea es llevada a cabo con la
desenvuelven ambos equipos en el sitio a
ayuda de unas plantillas, ya que los
instalar.
imanes son muy potentes y pueden
producir lesiones leves. Estos imanes
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son los que se encargarán de inducir un
León,
se han presentado diferentes
voltaje cuando las aspas estén girando.
situaciones en las que se ha identificado
Finalmente, y con ayuda de los
un patrón común: las personas tienen las
organizadores del taller, se procede a
ganas de sobresalir, tienen el coraje para
armar los kits del aerogenerador con las
tomar las herramientas y construir, sacar
piezas que se hicieron en días pasados:
su creatividad; sin embargo, muchas
separar el alternador
veces se ven limitados por la falta de
del molde de
madera, taladrar las aspas y colocarlas
en los platos de ensamble,
recursos económicos (Figura 5).
juntar los
platos de imanes con el resto del
aerogenerador, alinear el alternador y
ajustarlo a la medida.
Figura 5: Aerogenerador instalado en comunidad
rural alejada del suministro eléctrico.
El Centro de Estudios de Energía ha
Figura 4: Aerogenerador terminado.
impartido
un
par
de
cursos
de
El curso tiene una duración de 40
fabricación de aerogeneradores. Se han
horas distribuidas en 8 horas diarias por
tenido participantes de diversos Campus
5 días. Vale la pena conocer cómo hacer
del país, como Campus Saltillo, Campus
estos
y
Veracruz y Campus Santa Fe. También
contribuir con pequeñas acciones a
se contó con el personal de comunidades
nuestro medio.
del estado de Nuevo León alejadas del
pequeños
aerogeneradores
Al instalar los aerogeneradores en
distintas partes del estado de Nuevo
suministro de electricidad.
Los conceptos que se plantean al
momento de fabricar un aerogenerador
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son muy sencillos de comprender y no es
ensamblas: de esta misma forma se hace
necesario
este
tener
un
conocimiento
aerogenerador.
Como
toda
profundo de electrónica o mecánica para
experiencia nueva, siempre existe el
poder ponerlos en práctica.
temor a dañar algo, pero el taller está tan
el
bien pensado, que lo único que puede
con
pasar es que tardemos más de lo
empezar a verlo funcionar y a cargar el
estimado. Algunos equipos de trabajo
banco de baterías.
han roto el tiempo de fabricación, para
Una
vez
aerogenerador
que
en
se
sitio,
tiene
basta
aerogeneradores,
dejarlo en cerca de 32 horas en lugar de
hechos a mano, se pueden utilizar
40 horas: esto fue todo un reto. El
principalmente para la iluminación y
sentimiento
cargas como un pequeño refrigerador, un
aerogenerador y que éste funcione
ventilador o una televisión; aunque
siempre, será maravilloso, y reconocer
también puede encargarse de una bomba
que ésta es la tecnología a aprovechar en
de agua. Hoy en día, han cambiado las
un futuro muy cercano, hace que nos
técnicas de cultivo y riego en el área
acerquemos más rápidamente al sueño
agropecuaria, por lo tanto se ha vuelto
de
una necesidad en el campo tener energía
sustentable a las comunidades más
eléctrica.
pobres y rezagadas que viven en el
Este
tipo
de
hacer
de
poder
partícipes
fabricar
del
un
desarrollo
campo mexicano.
4. Conclusiones
El taller del aerogenerador está bien
pensado para poder familiarizar a una
persona que nunca ha tenido un contacto
directo con este tipo de tecnología, y qué
mejor que sea como un rompecabezas:
primero conoce las piezas, después las
separas por funciones, continúas con la
unión de los puntos y al final las
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