CÓMO GENERAR ENERGÍA ELÉCTRICA POR MEDIO DE LA CINÉTICA.

AUTORES:

JOSE MANUEL MURILLO BANQUEZ, cód. : C16127019

YOIMER JOSE PEREZ OROZCO, cód. : C16138026

JAIR JIMENEZ CASTRO, cód. : C16185012

CARLOS ANDRES ROMERO BRACAMONTE, cód. : C16131003

VICTOR SAMUEL MANCERA ARAGON, cód. : C16138009

FUNDACION TECNOLOGICA ANTONIO DE AREVALO

TECNAR

FACULTAD DE DISEÑO E INGENIERIA

I SEMESTRE

CARTAGENA DE INDIAS

2016

CÓMO GENERAR ENERGÍA ELÉCTRICA POR MEDIO DE LA CINÉTICA.

AUTORES:

JOSÉ MANUEL MURILLO BANQUEZ, CÓD. : C16127019

YOIMER JOSE PEREZ OROZCO, cód. : C16138026

JAIR JIMENEZ CASTRO cód. : C16185012

CARLOS ANDRES ROMERO BRACAMONTE cód. : C16131003

VICTOR SAMUEL MANCERA ARAGON cód. : C16138009

ING. ASTRID CALDERÓN HERNANDEZ

ASESOR METODOLÓGICO

FUNDACION TECNOLOGICA ANTONIO DE AREVALO

TECNAR

FACULTAD DE DISEÑO E INGENIERIA

L SEMESTRE

CARTAGENA DE INDIAS

2016

TABLA DE CONTENIDOINTRODUCCIÓN..................................................................................................................1

ABSTRACT............................................................................................................................2

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA........................................................................3

1.1. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA......................................................................3

1.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA....................................................................3

2. JUSTIFICACION............................................................................................................4

3. OBJETIVOS....................................................................................................................5

3.1. OBJETIVO GENERAL..........................................................................................5

3.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS................................................................................5

4. MARCO TEÓRICO........................................................................................................6

4.1. ENERGÍA CINÉTICA............................................................................................6

4.2. ENERGÍA ELÉCTRICA........................................................................................6

4.3. CIRCUITO ELÉCTRICO.......................................................................................7

4.4. CORRIENTE CONTINUA....................................................................................9

4.5. CORRIENTE ALTERNA.......................................................................................9

4.6. PUENTE RECTIFICADOR...................................................................................9

4.6.1 FUNCIONAMIENTO........................................................................................10

4.6.2 REGULADOR DE VOLTAJE.........................................................................10

4.7. CONDENSADOR................................................................................................10

4.8. OBESIDAD...........................................................................................................11

4.8.1. IMC.....................................................................................................................11

4.8.2. OBESIDAD MÓRBIDA....................................................................................12

4.8.3. GRASA CORPORAL.......................................................................................12

4.8.4. MENOPAUSIA..................................................................................................12

4.8.5. DIETA.................................................................................................................12

4.8.6. EJERCICIO.......................................................................................................13

5. CONCLUSIÓN..............................................................................................................14

6. Bibliografía....................................................................................................................15

INTRODUCCIÓN

El siguiente proyecto tiene como objetivo buscar una forma alternativa para generar energía

eléctrica, esto se hace con el fin de suplir dos necesidades específicas que son: Disminuir la

obesidad, contribuir al ahorro de energía. El proyecto consiste básicamente en convertir la

energía cinética en energía eléctrica, utilizamos un medio de transporte como lo es la

bicicleta, a este le implantamos un alternador también llamado Dinamo, al momento de

poner en movimiento la bicicleta, la llanta tendrá un roce con el alternador produciendo así

la energía eléctrica. La corriente que suministra la probaremos en un dispositivo móvil.

El alternador es un dispositivo que convierte en energía eléctrica, la energía de otra

naturaleza que reciben o de la que disponen inicialmente. Este produce como su nombre lo

indica corriente alterna y los dispositivos móviles al cargarse reciben corriente continua.

Para que estos puedan recibir la corriente necesaria, construimos un circuito que convierte

la corriente alterna proveniente del alternador a corriente continua. El circuito que realiza la

transformación de la corriente cuenta con elementos como condensadores, un regulador de

voltaje, puente rectificador, USB hembra.

1

ABSTRACT

The next project aims to find an alternative way to generate electricity, this is done in order to meet two specific needs that are: Reduce obesity, contribute to energy saving. The project is basically to convert kinetic energy into electrical energy, we use a means of transport such as the bicycle, and this will implant an alternator also called Dynamo, when set in motion the bike, the tire will have a brush with the alternator thus producing electricity. The current supplies will test on a mobile device.

The alternator is a device that converts electrical energy, the energy of another nature that receive or have initially. This produces as its name indicates AC and mobile devices to receive charging current. So that they can receive the necessary power, build a circuit that converts alternating current from the alternator to DC. The circuit that performs the transformation of the current account elements such as capacitors, a voltage regulator, rectifier bridge, female USB.

2

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

1.1. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA

Colombia está catalogada como uno de los países con el más alto índice de obesidad ya que

el 51% por ciento de la población tiene este problema, uno de cada cien colombianos ha

aumentado su peso a la categoría más alta: la obesidad mórbida. Esto significa que por lo

menos 217.000 tienen un índice de masa corporal (IMC, una medida que asocia peso y

talla) superior a 90 kg/mt² de los cuales 39.000 son hombres y 178.000 son mujeres. Los

datos de la más reciente Encuesta Nacional de Situación Nutricional (ENSN) nos mostraron

que el 0,9% de la población colombiana era obesa mórbida, y de esa población, el 0,3%

eran hombres y el 1,3% eran mujeres –comenta César Guevara, presidente de Acocib–.

Precisamente en las mujeres se ha identificado con mayor claridad el incremento de casos a

nivel nacional, y eso es más notorio en ciudades como Medellín y Barranquilla, en el

departamento del Meta y en la Región Pacífica. De acuerdo con el experto, una

comparación de los datos de la Encuesta Nacional de Demografía y Salud (ENDS) de los

años 2005 y 2010 muestra que la obesidad mórbida, exclusivamente en el rango de 15 a 45

años de edad, aumentó a nivel nacional de 0,7 a 1%.

En 2014, Colombia alcanzó su mayor crecimiento de la demanda de energía en los últimos

10 años (4.4%) y un consumo actual de 68.967 GWh, Cuando se compara el consumo de

los cuatro primeros meses del 2015, con respecto al mismo lapso del 2014, queda en

evidencia que la demanda de energía del país creció 3,4 por ciento.

Por tal razón, esta investigación desea determinar ¿qué tanto va a influir este proyecto a los

índices anteriormente mencionados?

1.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

¿Cómo podemos contribuir a la disminución de la obesidad y a él ahorro de la energía en

nuestro país?

3

2. JUSTIFICACION

Esta investigación es necesaria para aquellas personas que mantienen una vida sedentaria

ya que este método empleado conlleva a la pérdida de peso, y así mismos

complementariamente es conveniente para las empresas electrificadoras que necesiten una

disminución y ahorro de energía y así ofrecer posteriormente una mejor y más eficiente

distribución de la misma.

Este proyecto tiene como beneficios; el ahorro económico ya que el único gasto que se

tiene es la compra de los materiales o elementos que se vayan a utilizar, también es de tipo

técnico ya que el proyecto es sencillo de hacer y de utilizar.

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3. OBJETIVOS

3.1. OBJETIVO GENERAL

Buscar una forma alternativa para generar energía eléctrica.

3.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS

Hacer una investigación sobre la forma alternativa de generar la energía eléctrica

Implantar un alternador a una bicicleta para así aprovechar la energía que se produce.

Construir un circuito que transforme la corriente alterna a continua.

Comprobar si el proceso ha funcionado correctamente.

5

4. MARCO TEÓRICO

4.1. ENERGÍA CINÉTICA

En un uso general se dice que la energía es la fuerza o el poder que ostenta algo o alguien,

mientras tanto, en el ámbito de la física que es donde se usa el concepto que nos ocupará a

continuación, la energía es la capacidad que presenta un cuerpo a la hora de producir,

generar un trabajo. En el caso de la energía cinética, uno de los tantos tipos de energías con

los que nos podemos topar, se trata de la energía que dispone cualquier cuerpo a causa de

su movimiento, es decir la que se origina por movilizarse.

La energía cinética es la labor imprescindible para precipitar un determinado cuerpo de una

masa desde lo que se entiende como su descanso hasta la velocidad que alcanza, entonces,

una vez lograda la activación cualquier cuerpo mantendrá su energía cinética siempre y

cuando no modifique su velocidad. En tanto, para que el cuerpo regrese al estado de reposo

será imprescindible un trabajo pero al revés del cuerpo, en sentido negativo de la energía

cinética.

Así como sucede con otras magnitudes físicas que son funciones de la velocidad, la energía

cinética no solamente dependerá del objeto en sí, de la naturaleza interna que este

manifiesta, sino que además dependerá de la relación que se establezca entre el objeto y el

observador, que en la física, a no creer que se trata de una persona como en otros ámbitos

en los cuales se emplea esta palabra, sino que aquí está encarnado por un sistema preciso de

coordenadas.

4.2. ENERGÍA ELÉCTRICA

La energía eléctrica es la forma de energía que resultará de la existencia de una diferencia

de potencial entre dos puntos, situación que permitirá establecer una corriente eléctrica

entre ambos puntos si se los coloca en contacto por intermedio de un conductor eléctrico

6

para obtener el trabajo mencionado. El principal uso que se le da a este tipo de energía es a

instancias de la tecnología como uno de sus pilares fundamentales, teniendo para el ser

humano, salvo en aplicaciones muy complejas y singulares, una utilidad directa. La razón

de uso indiscriminado, tanto en procesos como en aparatos de la más diversa naturaleza, se

debe principalmente a las siguientes cuestiones: limpieza y sencillez a la hora de su

generación, fácil transporte, conversión en otras formas de energía.

La generación de este tipo de energía se puede concretar de muy diversas maneras y a

través de diferentes estrategias, en tanto, la que aprovecha el movimiento rotatorio de

generación de corriente continua o corriente alterna será la que permite suministrar mayor

cantidad y potencia de electricidad.

4.3. CIRCUITO ELÉCTRICO

Circuito eléctrico es el nombre que recibe una conexión eléctrica que puede servir para

diferentes usos. Un circuito eléctrico puede ser más o menos grande dependiendo de la

necesidad o la función pero siempre debe contar con un número de elementos importantes

para que la energía pueda ser transmitida de un espacio a otro y llegar a su objetivo final.

El circuito eléctrico es algo que muchas veces no vemos pero que está presente en todos

aquellos elementos que dependan de la electricidad para funcionar, por lo cual se puede

establecer que gran parte de los objetos que utilizamos hoy en día poseen algún tipo de

circuito eléctrico internamente.

Las características que describen a un circuito eléctrico son, por un lado, que tiene que

conectar dos o más partes a través de una vuelta o recorrido cerrado. Esto es así para que la

electricidad se mantenga siempre en movimiento y dirigida en lugar de perderse en el

espacio. Las partes que forman un circuito eléctrico son principalmente: los componentes,

los nodos, el conductor, generadores.

4.3.1 LOS NODOS

Es un punto de conexión entre dos o más ramas. Comúnmente un nodo es representado con

un punto en un circuito. Si un cortocircuito conecta a dos nodos, estos son vistos como un

solo nodo.

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4.3.2 LOS CONDUCTORES

Son materiales cuya resistencia al paso de la electricidad es muy baja. Los mejores

conductores eléctricos son metales, como el cobre, el oro, el hierro y el aluminio, y sus

aleaciones, aunque existen otros materiales no metálicos que también poseen la propiedad

de conducir la electricidad, como el grafito o las disoluciones y soluciones salinas (por

ejemplo, el agua de mar) o cualquier material en estado de plasma.

Para el transporte de energía eléctrica, así como para cualquier instalación de uso doméstico

o industrial, el mejor conductor es la plata, pero debido a su elevado precio, los materiales

empleados habitualmente son el cobre (en forma de cables de uno o varios hilos), o el

aluminio; metal que si bien tiene una conductividad eléctrica del orden del 60% de la del

cobre, es sin embargo un material tres veces más ligero, por lo que su empleo está más

indicado en líneas aéreas de transmisión de energía eléctrica en las redes de alta tensión.1 A

diferencia de lo que mucha gente cree, el oro es levemente peor conductor que el cobre, sin

embargo, se utiliza en bornes de baterías y conectores eléctricos debido a su durabilidad y

“resistencia” a la corrosión.

4.3.3 GENERADORES

Son los encargados de suministrar la energía al circuito, creando una diferencia de

potencial entre sus terminales que permite que circule la corriente eléctrica.

Los generadores se clasifican en dos tipos fundamentales:

Primarios: Convierten en energía eléctrica la energía de otra naturaleza que reciben o de la

que disponen inicialmente, como alternadores, dinamos, etc.

Secundarios: Entregan una parte de la energía eléctrica que han recibido previamente, es

decir, en primer lugar reciben energía de una corriente eléctrica y la almacenan en forma de

alguna clase de energía. Posteriormente, transforman nuevamente la energía almacenada en

energía eléctrica. Un ejemplo son las pilas o baterías recargables.

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Hay diferentes tipos de circuitos eléctricos que varían según la característica y el uso que se

le pueda dar a cada uno. Las señales pueden ser distintas, por lo cual podemos hablar de

corriente continua y de corriente alterna.

4.4. CORRIENTE CONTINUA

Es un tipo de intensidad eléctrica que se caracteriza por no cambiar de sentido con el correr

del tiempo. También conocida como corriente directa, la corriente continua implicará el

flujo constante e incesante de electrones a partir de un conductor eléctrico. En este tipo de

corriente las cargas eléctricas siempre transitan en la misma dirección y esto es posible

porque los terminales son siempre iguales, tanto aquel de menor potencial como el que

presenta un potencial mayor.

4.5. CORRIENTE ALTERNA

La corriente alterna es aquel tipo de corriente eléctrica que se caracteriza porque la

magnitud y la dirección presentan una variación de tipo cíclico. En tanto, la manera en la

cual este tipo de corriente oscilará es en forma senoidal, es decir, una curva que va

subiendo y bajando continuamente. Gracias a esta forma de oscilación la corriente alterna

logra transmitir la energía de manera más eficiente.

La corriente alterna, simbolizada a partir de las letras CA en el idioma español, se destaca

además por ser la manera en la cual la electricidad ingresa a nuestros hogares, trabajos y

por transmitir la señales de audio y de video a partir de los cables eléctricos

correspondientes que la contienen.

4.6. PUENTE RECTIFICADOR

Es un circuito electrónico usado en la conversión de corriente alterna en corriente continua.

Es conocido además como circuito o puente de Graetz, en referencia a su creador, el físico

alemán Leo Graetz.

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4.6.1 FUNCIONAMIENTO

Consiste en cuatro diodos comunes de uso general, que convierten una señal con partes

positivas y negativas en una señal únicamente positiva. Un simple diodo permitiría

quedarse con la parte positiva, pero el puente permite aprovechar también la parte negativa.

El puente, junto con un condensador de rizado y un diodo zener, para limitar la tensión,

permite convertir la corriente alterna en continua. El papel de los cuatro diodos comunes es

hacer que la electricidad vaya en un solo sentido, mientras que el resto de componentes

tienen como función estabilizar la señal.

4.6.2 REGULADOR DE VOLTAJE

Un regulador de tensión o regulador de voltaje es un dispositivo electrónico diseñado para

mantener un nivel de tensión constante. Los reguladores electrónicos de tensión se

encuentran en dispositivos como las fuentes de alimentación de los computadores, donde

estabilizan las tensiones de Corriente Continua usadas por el procesador y otros elementos.

En los alternadores de los automóviles y en las plantas generadoras, los reguladores de

tensión controlan la salida de la planta. En un sistema de distribución de energía eléctrica,

los reguladores de tensión pueden instalarse en una subestación o junto con las líneas de

distribución de forma que todos los consumidores reciban una tensión constante

independientemente de qué tanta potencia exista en la línea.

4.7. CONDENSADOR

Un condensador es un componente eléctrico que almacena carga eléctrica, para liberarla

posteriormente. Para almacenar la carga eléctrica, utiliza dos placas o superficies

conductoras en forma de láminas separadas por un material dieléctrico (aislante). Estas

placas son las que se cargarán eléctricamente cuando lo conectemos a una batería o a una

fuente de tensión. Las placas se cargarán con la misma cantidad de carga (q) pero con

distintos signos (una + y la otra -). Una vez cargado ya tenemos entre las dos placas una

d.d.p o tensión, y estará preparado para soltar esta carga cuando lo conectemos a un

receptor de salida.

10

4.8. OBESIDAD

La obesidad es una enfermedad crónica de origen multifactorial prevenible, la cual se

caracteriza por acumulación excesiva de grasa o hipertrofia general del tejido adiposo en el

cuerpo; es decir, cuando la reserva natural de energía de los humanos y otros mamíferos

almacenada en forma de grasa corporal se incrementa hasta un punto en que pone en riesgo

la salud o la vida. El sobrepeso y la obesidad son el quinto factor principal de riesgo de

defunción humana en el mundo. Cada año fallecen por lo menos 2,8 millones de personas

adultas como consecuencia del sobrepeso o la obesidad.

4.8.1. IMC

El índice de masa corporal es un método simple y ampliamente usado para estimar la

proporción de grasa corporal. El IMC fue desarrollado por el estadístico y antropometrista

belga Adolph Quetelet. Este es calculado dividiendo el peso del sujeto (en kilogramos) por

el cuadrado de su altura (en metros), por lo tanto es expresado en kg / m².

Los organismos gubernamentales en EUA determinan el sobrepeso y la obesidad usando el

índice de masa corporal (IMC), utilizando el peso y altura para determinar la grasa

corporal. Un IMC entre 25 y 29,9 es considerado sobrepeso y cualquier valor sobre 30 es

obesidad. Individuos con un IMC por encima de 30 incrementan el riesgo de varios peligros

para la salud.

La OMS (Organización Mundial de la Salud) establece una definición comúnmente en uso

con los siguientes valores, acordados en 1997, publicados en 2000 y ajustados en el 2010:

MC menos de 18,5 es por debajo del peso normal.

IMC de 18,5-24,9 es peso normal

IMC de 25,0-29,9 es sobrepeso.

IMC de 30,0-34,9 es obesidad clase I.

IMC de 35,0-39,9 es obesidad clase II.

IMC de 40,0 o mayor es obesidad clase III, grave (o mórbida).

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IMC de 35,0 o mayor en la presencia de al menos una u otra morbilidad significativa es

también clasificada por algunas personas como obesidad mórbida.

4.8.2. OBESIDAD MÓRBIDA

Obesidad mórbida, obesidad grave u obesidad clase III es el término para la obesidad

caracterizada por un IMC (índice de masa corporal) de 40 o mayor o de un IMC de 35 o

mayor ante la presencia de al menos una u otra enfermedad significativa o discapacidad

grave y minusvalía a causa del exceso de peso. La obesidad mórbida es la forma más

temible del sobrepeso pues además de disminuir la expectativa de vida causa discapacidad,

minusvalía y problemas de exclusión social.

4.8.3. GRASA CORPORAL

Una vía alternativa para determinar la obesidad es medir el porcentaje de grasa corporal.

Médicos y científicos generalmente están de acuerdo en que un hombre con más del 25 %

de grasa corporal y una mujer con más de 30 % de grasa corporal son obesos. Sin embargo,

es difícil medir la grasa corporal de forma precisa. El método más aceptado ha sido el de

pesar a las personas bajo el agua, pero la pesada bajo el agua es un procedimiento limitado

a laboratorios con equipo especial.

4.8.4. MENOPAUSIA

La menopausia produce cambios en la distribución de la grasa corporal y en la oxidación

del tejido adiposo. El aumento de masa grasa abdominal y visceral de la postmenopausia se

acompaña con aumento de la capacidad antioxidante a causa del cambio hormonal mientras

que la edad no tiene influencia. Sin embargo, la capacidad antioxidante tiene una

correlación lineal con la edad, pero no con la masa grasa troncular.

4.8.5. DIETA

En general, el tratamiento dietético de la obesidad se basa en reducir la ingesta de

alimentos. Se han propuesto varios abordajes dietéticos, algunos de los cuales se han

comparado mediante ensayos aleatorios controlados: Un estudio en el que se compararon

durante 6 meses las dietas Atkins, de la Zona, Weight Watchers y Ornish encontró los

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siguientes resultados: Las cuatro dietas generaron una pérdida de peso modesta, pero

estadísticamente significativa, en el transcurso de 6 meses. Aunque la dieta Atkins genera

las mayores pérdidas de peso en las 4 primeras semanas, las pérdida de peso al finalizar el

estudio fueron independientes del tipo de dieta seguida".

4.8.6. EJERCICIO

El ejercicio requiere energía (calorías). Las calorías son almacenadas en la grasa corporal.

Durante el ejercicio aeróbico prolongado el organismo consume inicialmente sus reservas

de grasa a fin de proveer energía. Los músculos más grandes en el organismo son los

músculos de las piernas y naturalmente estos queman la mayoría de las calorías, lo cual

hace que el caminar, correr y montar en bicicleta estén entre las formas más efectivas de

ejercicio para reducir la grasa corporal. Un meta análisis de ensayos aleatorios controlados

realizado por la International Cochrane Collaboration, encontró que "el ejercicio

combinado con dieta resulta en una mayor reducción de peso que la dieta aislada".

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5. CONCLUSIÓN

El propósito de este proyecto era buscar una alternativa para generar energía eléctrica, la

cual la encontramos por medio de una bicicleta que fue modificada, Instalando un

alternador, la energía la probamos en un celular pero a este había que convertirle la

corriente alterna a corriente continua para eso construimos un circuito, también había que

variar el voltaje para que la corriente se mantenga estable esto lo hicimos con un regulador.

Para concluir, los objetivos propuestos se alcanzaron, ya que este proyecto se puso en

práctica, se comprobó y funcionó.

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6. BIBLIOGRAFÍA

-eltiempo.com/Colombia/cifras-de-obesidad-en-Colombia

- http://www.portafolio.co/economia/finanzas/consumo-energia

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