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UNPRG FIME FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA PRACTICA DE LABORATORIO N° 03: MONITOREO DE ENERGIAS RENOVABLES EN LAMBAYEQUE: RADIACION, EOLICA Y BIOMASA CURSO : LABORATORIO DE INGENIERIA MECÁNICA I DOCENTE: JULCA OROSCO TEOBALDO. ALUMNO : CDIGO: MONTALVO CESPEDES MARCO A. !!"##$%I CICLO : &0!" 'II LAMBAYEQU E, MAR(O DEL &0!#. LABORATORIO DE ING. MECANICAI

LABORATORIO Nº3

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LABORATORIO DE ING MECANICA 1.

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UNPRG FIME

UNPRG FIME

FACULTAD DE INGENIERA MECNICA Y ELCTRICA

PRACTICA DE LABORATORIO N 03:MONITOREO DE ENERGIAS RENOVABLES EN LAMBAYEQUE: RADIACION, EOLICA Y BIOMASACURSO:LABORATORIO DE INGENIERIA MECNICA I

DOCENTE:JULCA OROSCO TEOBALDO. ALUMNO: CDIGO: MONTALVO CESPEDES MARCO A. 114556-I

CICLO :2014 II LAMBAYEQUE, MARZO DEL 2015. MONITOREO DE ENERGIAS RENOVABLES EN LAMBAYEQUE: RADIACION, EOLICA Y BIOMASA

I.- OBJETIVOS: Mostrar el panorama energtico actual y los efectos del uso de las energas renovables. Tener conocimiento de las diferentes energas alternativas como posibles fuentes de generacin elctrica. Establecer los fundamentos, las aplicaciones y los efectos del uso de las energas renovables. Conocer las distintas fuentes energticas, sus posibilidades de aprovechamiento y las consecuencias e impactos ambientales de ste.

II.- FUNDAMENTO TEORICO:ENEGA BIOMASAToda la materia viva que hay en la tierra tiene su origen en la transformacin de ciertas substancias inorgnicas en orgnicas por parte de las plantas. La energa que utiliza esta fabulosa factora planetaria es la luz solar. A travs de la cadena alimenticia de los distintos seres vivos, incluidos los microorganismos, casi toda la biosfera se nutre de esta captacin original de energa. Cuando la materia viva se descompone o se degrada, la energa contenida en ella se libera. Esto ocurre mediante el metabolismo de los alimentos, la descomposicin de la materia viva o la combustin de la lea. Los elementos contaminantes directamente relacionados con el consumo energtico afectan sobre todo, aunque no slo, a la atmsfera.La materia vegetal al quemarse produce anhdrido carbnico (CO2) y agua (H2O), compuestos que forman parte de la atmsfera en ciertas proporciones. Los constantes ciclos a que estn sometidos estos componentes les permiten volver a pasar a la materia vegetal en el proceso de crecimiento de las plantas, en un ir y venir incesante, mientras que la composicin de la atmsfera se mantiene dentro de valores constantes.Los combustibles fsiles, sin embargo, liberan grandes cantidades de CO2, que estaban retiradas de la dinmica de la biosfera, contribuyendo a elevar la proporcin de este gas en al atmsfera. Una de las consecuencias del incremento de CO2 es el llamado efecto invernadero (calentamiento por retencin de la radiacin solar reflejada). Los combustibles fsiles, adems, producen xidos de azufre, carbono y nitrgeno (SO2, CO, NOx), partculas, hollines, metales pesados, etc. que son elementos extraos a la atmsfera y, por tanto, agentes contaminantes de la misma. Estos contaminantes ocasionan problemas ambientales tan graves como las lluvias cidas o el deterioro de la capa de ozono, adems de contribuir al efecto invernadero.

Fuentes de biomasa: Residuos agrcolas, integrados por restos de podas de cultivos leosos, paja de cereales, zuros de maz, restos de cultivos industriales, etc. Residuos de industrias agrcolas: residuos de aceituna, cascarilla de arroz, cscara de frutos secos, restos de industrias envasadoras, etc. Residuos de industrias forestales: recortes de madera, serrines, etc. Cultivos energticos, tanto leosos como herbceos. Productos biodegradables de procedencia agroganadera. Efluentes de la industria agroalimentaria. Lodos de depuracin de aguas residuales. Emisiones de gas de vertederos controlados. Excedentes agrcolas. Aceites alimentarios usados. Ventajas de la Introduccin de la biomasa como fuente de Energa:Aunque la energa de la biomasa ha sido aprovechada desde que el hombre descubri el fuego, la consideracin actual de la biomasa como una fuente de energa limpia se hace bajo nuevos criterios y enfoques.1. El balance de CO2 emitido es neutro. La combustin de biomasa, si se realiza en condiciones adecuadas, produce agua y CO2 , pero la cantidad emitida de este ltimo gas, principal responsable del efecto invernadero, fue captada por las plantas durante su crecimiento. Es decir, el CO2 de la biomasa viva forma parte de un flujo de circulacin continuo entre la atmsfera y la vegetacin, sin que suponga incremento de ese gas en la atmsfera con tal que la vegetacin se renueve a la misma velocidad que se degrada. 2. No emite contaminantes sulforados o nitrogenados, ni partculas slidas. 3. Una parte de la biomasa para fines energticos procede de materiales residuales que es necesario eliminar. El aprovechamiento energtico supone convertir un residuo en un recurso. 4. Los cultivos energticos sustituirn a cultivos excedentarios en el mercado de alimentos. Eso puede ofrecer una nueva oportunidad al sector agrcola. 5. La produccin de biomasa es totalmente descentralizada, basada en un recurso disperso en el territorio, que puede tener gran incidencia social y econmica en el mundo rural. 6. Disminuye la dependencia externa del abastecimiento de combustibles. 7. La tecnologa para su aprovechamiento cuenta con un buen grado de desarrollo tecnolgico para muchas aplicaciones. 8. Es un importante campo de innovacin tecnolgica, las respuestas tecnolgicas en curso estn dirigidas a optimizar el rendimiento energtico del recurso, minimizar los efectos ambientales de los residuos aprovechados y de las propias aplicaciones, incrementar la competitividad comercial de los productos y posibilitar nuevas aplicaciones de gran inters como los biocombustibles, entre otros.

ENERGA ELICAEste tipo de energa no contamina, es inagotable y frena el agotamiento de combustibles fsiles contribuyendo a evitar el cambio climtico. Es una tecnologa de aprovechamiento totalmente madura y puesta a punto.Es una de las fuentes ms baratas, puede competir en rentabilidad con otras fuentes energticas tradicionales como las centrales trmicas de carbn (considerado tradicionalmente como el combustible ms barato), las centrales de combustible e incluso con la energa nuclear, si se consideran los costes de reparar los daos medioambientales.El generar energa elctrica sin que exista un proceso de combustin o una etapa de transformacin trmica supone, desde el punto de vista medioambiental, un procedimiento muy favorable por ser limpio, exento de problemas de contaminacin, etc. Se suprimen radicalmente los impactos originados por los combustibles durante su extraccin, transformacin, transporte y combustin, lo que beneficia la atmsfera, el suelo, el agua, la fauna, la vegetacin, entre otros.Evita la contaminacin que conlleva el transporte de los combustibles; gas, petrleo, gasoil, carbn. Reduce el intenso trfico martimo y terrestre cerca de las centrales. Suprime los riesgos de accidentes durante estos transportes: desastres con petroleros (traslados de residuos nucleares, y otros). No hace necesaria la instalacin de lneas de abastecimiento: Canalizaciones a las refineras o las centrales de gas.La utilizacin de la energa elica para la generacin de electricidad presenta nula incidencia sobre las caractersticas fisicoqumicas del suelo o su erosionabilidad, ya que no se produce ningn contaminante que incida sobre este medio, ni tampoco vertidos o grandes movimientos de tierras.Al contrario de lo que puede ocurrir con las energas convencionales, la energa elica no produce ningn tipo de alteracin sobre los acuferos ni por consumo, ni por contaminacin por residuos o vertidos. La generacin de electricidad a partir del viento no produce gases txicos, ni contribuye al efecto invernadero, ni destruye la capa de ozono, tampoco crea lluvia cida. No origina productos secundarios peligrosos ni residuos contaminantes.Cada Kwh. de electricidad generada por energa elica en lugar de carbn, evita: 0,60 Kg. de CO 2, dixido de carbono. 1,33 gr. de SO 2 , dixido de azufre. 1,67 gr. de NOx, xido de nitrgeno. La electricidad producida por un aerogenerador evita que se quemen diariamente miles de litros de petrleo y miles de kilogramos de lignito negro en las centrales trmicas. Ese mismo generador produce idntica cantidad de energa que la obtenida por quemar diariamente 1.000 Kg. de petrleo. Al no quemarse esos Kg. de carbn, se evita la emisin de 4.109 Kg. de CO2, logrndose un efecto similar al producido por 200 rboles. Se impide la emisin de 66 Kg. de dixido de azufre -SO2- y de 10 Kg. de xido de nitrgeno -NOx- principales causantes de la lluvia cida.Al finalizar la vida til de la instalacin, el desmantelamiento no deja huellas. Un Parque de 10 MW: Evita : 28.480 Tn. Al ao de CO 2 Sustituye : 2.447 Tep. toneladas equivalentes de petrleo Aporta : Trabajo a 130 personas al ao durante el diseo y construccin Proporciona : Industria y desarrollo de tecnologa Genera : Energa elctrica para 11.000 familias Desventajas de la Energa ElicaEl aire al ser un fluido de pequeo peso especfico, implica fabricar mquinas grandes y en consecuencia caras. Su altura puede igualar a la de un edificio de diez o ms plantas, en tanto que la envergadura total de sus aspas alcanza la veintena de metros, lo cual encarece su produccin.Desde el punto de vista esttico, la energa elica produce un impacto visual inevitable, ya que por sus caractersticas precisa unos emplazamientos que normalmente resultan ser los que ms evidencian la presencia de las mquinas (cerros, colinas, litoral). En este sentido, la implantacin de la energa elica a gran escala, puede producir una alteracin clara sobre el paisaje, que deber ser evaluada en funcin de la situacin previa existente en cada localizacin.Un impacto negativo es el ruido producido por el giro del rotor, pero su efecto no es mas acusado que el generado por una instalacin de tipo industrial de similar entidad, y siempre que estemos muy prximos a los molinos.Tambin ha de tenerse especial cuidado a la hora de seleccionar un parque si en las inmediaciones habitan aves, por el riesgo mortandad al impactar con las palas, aunque existen soluciones al respecto como pintar en colores llamativos las palas, situar los molinos adecuadamente dejando "pasillos" a las aves, e incluso en casos extremos hacer un seguimiento de las aves por radar llegando a parar las turbinas para evitar las colisiones.

Ventajas de la energa elicaLa energa elica tiene muchas ventajas que la hacen una fuente de energa atractiva tanto en gran escala como para pequeas aplicaciones. Las caractersticas beneficiosas de la energa elica incluyen: Energa limpia e inagotable: La energa del viento no produce ninguna emisin y no se agota en un cierto plazo. Una sola turbina de viento de un megavatio (1 MW) que funciona durante un ao puede reemplazar la emisin de ms de 1.500 toneladas de dixido de carbono, 6.5 toneladas de dixido de sulfuro, 3.2 toneladas de xidos del nitrgeno, y 60 libras de mercurio. Desarrollo econmico local: Las plantas elicas pueden proporcionar un flujo constante de ingresos a los terratenientes que arriendan sus campos para la explotacin del viento, y un aumento en la recaudacin por impuestos territoriales para las comunidades locales. Tecnologa modular y escalable: las aplicaciones elicas pueden tomar muchas formas, incluyendo grandes granjas de viento, generacin distribuida, y sistemas para uso final. Las aplicaciones pueden utilizar estratgicamente los recursos del viento para ayudar a reducir los riesgos por el aumento en la carga o consumo y costos producidos por cortes. Estabilidad del costo de la energa: La utilizacin de energa elica, a travs de la diversificacin de las fuentes de energa, reduce la dependencia a los combustibles convencionales que estn sujetos a variaciones de precio y volatilidad en su disponibilidad. Reduccin en la dependencia de combustibles importados: la energa elica no esta afectada a la compra de combustibles importados, manteniendo los fondos dentro del pas, y disminuyendo la dependencia a los gobiernos extranjeros que proveen estos combustibles.

III. ESPECIFICACIONES DE EQUIPOS, INSTRUMENTOS Y MATERIALES:

1 TBH Y 1TBS

1 ANEMMETRO DIGITAL FIME

1 MEDIDOR DE ENERGIA SOLAR FIME

IV. DATOS EXPERIMENTALES:TABLA DE DATOS OBTENIDOS EN LA PLAYA PIMENTEL HORA: 8:15 AM 6:00 PM

PuntosTiempo(Hrs)Voltaje(mV)Velocidad (m/s)Radiacion (W/m2)TBS (C)TBH (C)

108:30302.83002019

208:45353.23502020

309:00454.14502022

409:15463.94602120

509:30484.54802020

609:45494.44902321

710:00695.76902421

810:15944.89402624

910:30945.59402725

1010:459549502826

1111:001023.810203224

1211:151073.910703326

1311:301093.810902826

1411:451113.711103026

1512:001133.311302928

1612:151142.911402324

1712:301143.611402222

1812:451123.411202223

1913:001113.211102224

2013:151103.411003029

2113:301082.910802425

2213:45107410702725

2314:001033.910302724

2414:15974.79702425

2514:30924.19202627

2614:45884.98802525

2715:008248202827

2815:15703.47002831

2915:30663.56602627

3015:45604.46002627

3116:00524.75202326

3216:15415.64102427

3316:30375.33702326

3416:45254.82502325

3517:00235.72302224

3617:15184.71802023

3717:3085.3802021

3817:4546402020.5

3918:0026.5202121

V.- PROCEDIMIENTO:

Realizamos medidas en intervalo de 15 min cada uno para la obtencin de muestras como la velocidad del viento, la radiacin solar y temperatura, cuyos datos han servido para poner en prctica que recursos renovables pueden ser aprovechados por familias lambayecanas.

Cabe notar que recursos humanos en el mbito de las energas renovables, en especial, para el aprovechamiento de un recurso abundante como es la energa solar, energa elica y biomasa fomenta la utilizacin de energas alternativas, tanto en actividades existentes como en las de nueva y futura aparicin

VI.- GRAFICASCURVAS CARACTERISTICAS

VII.- OBSERVACIONES, CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:Observaciones: Durante el ensayo se observ una variacin de datos, al principio de las mediciones no se estabilizaba un solo valor, si no que variaba. Se observa que mientras ms sea utilizado un instrumento de medicin mayor error se comete en las mediciones por lo que se hace necesario una correcta calibracin.Conclusiones: Se concluye que este ensayo se comprob los niveles de radiacin solar, Elica y Biomasa Se pudo concluir gracias a la ayuda del anemmetro digital que a tal hora el viento es ms fuerte Recomendaciones: El termmetro de mercurio es muy delicado y se debe de tener mucho cuidado en su manejo. Los termmetros deben estar en posicin vertical al momento de visualizar la medida, y de tal forma minimizar el error de lectura.IX.- BIBLIOGRAFIA Y LINCOGRAFIA

Brent Sorensen. Renewable Energy. Ed. Academic Press-2000. J. Twidell; T. Weir. Renewable Energy Resources. Ed. E&FN Spon-1997.Fundacin MAPFRE. Manual de Contaminacin Ambiental-1994. M.Castro; C Snchez. Monografas Tcnicas de Energas Renovables. Ed. PROGENSA-1997. E. Lorenzo. Electricidad Solar. Ed. PROGENSA-1994. F. Jarabo. El Libro de las Energas Renovables.Ed. SAPT-1988. D.Rittenhouse. Nuclear Energy. Ed. Addison Wesley-1973 J.A. Duffie; W.A.Beckman.Solar Engineering of Thermal Processes. Ed. Wiley-1980 S. Heier. Wind Energy Conversion Systems. ED. J. Wiley-1998. UNESA: El Sector Elctrico Espaol y el Medio Ambiente-1996 Jos Casanova y colab. Curso de Energa Solar. Servicio de Publicac Univ. Valladolid 1993. R:H:Charlier; J.R. Justus. Ocean energies. ED Elsevier-1993. E.S. Cassedy. Prospects for Sustainable Energy. Ed. Cambridge University Press-2000.

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