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Elaboración Del Generador Hidraulico


Enviado por   •  4 de Julio de 2015  •  8.553 Palabras (35 Páginas)  •  3.004 Visitas

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MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN

LICEO BOLIVARIANO “JUAN BAUTISTA RODRÍGUEZ”

PARROQUIA TAMACA MUNICIPIO IRIBARREN

ESTADO LARA

ELABORACIÓN DE MAQUETA DEMOSTRANDO LA IMPORTANCIA

DEL GENERADOR HIDRAULICO EN LA ELECTRICIDAD PROMOVIENDO EL APROVECHAMIENTO DE LOS

RECURSOS NATURALES EN LICEO

BOLIVARIANO “JUAN BAUTISTA

RODRIGUEZ” PARROQUIA

TAMACA

Autores: Albarracin Ederlin

Calanche Liliana

Gamez Alfredo

González Yohander

Patrullo José

Vivas Angelica

Tutor: Prof. Roy González

5to Año Sección D

Tamaca, Junio 2015

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN

LICEO BOLIVARIANO “JUAN BAUTISTA RODRÍGUEZ”

PARROQUIA TAMACA MUNICIPIO IRIBARREN

ESTADO LARA

ELABORACIÓN DE MAQUETA DEMOSTRANDO LA IMPORTANCIA

DEL GENERADOR HIDRAULICO EN LA ELECTRICIDAD PROMOVIENDO EL APROVECHAMIENTO DE LOS

RECURSOS NATURALES EN LICEO

BOLIVARIANO “JUAN BAUTISTA

RODRIGUEZ” PARROQUIA

TAMACA

Tamaca, Junio 2015

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN

LICEO BOLIVARIANO “JUAN BAUTISTA RODRÍGUEZ”

PARROQUIA TAMACA MUNICIPIO IRIBARREN

ESTADO LARA

ELABORACIÓN DE MAQUETA DEMOSTRANDO LA IMPORTANCIA

DEL GENERADOR HIDRAULICO EN LA ELECTRICIDAD PROMOVIENDO EL APROVECHAMIENTO DE LOS

RECURSOS NATURALES EN LICEO

BOLIVARIANO “JUAN BAUTISTA

RODRIGUEZ” PARROQUIA

TAMACA

Autores:

Albarracin Ederlin

Calanche Liliana

Gamez Alfredo

González Yohander

Patrullo José

Vivas Angelica

RESIMEN

La presente investigación tiene como objetivo elaborar de la maqueta demostrando la importancia del generador hidráulico en la electricidad a través del aprovechamiento de los recursos naturales en el Liceo Bolivariano “Juan Bautista Rodríguez”. Parroquia Tamaca estado Lara, partiendo del hecho que a nivel mundial se ha generado un alto consumo de energía, que ha ocasionado un problema ambiental, que requiere buscar alternativas sin afectar la producción de energía antes que los existentes se agoten o se degeneren y una de estas, es la hidráulica por su efecto no contaminante y no implica la quema de combustibles fósiles como el carbón, gas, petróleo y por su menor efecto contaminante. El tipo de investigación se enmarca en un diseño no experimental de campo bajo la investigación descriptiva, población o universo de estudio está constituida por 248 estudiantes de quinto año a quienes se les aplico el cuestionario conformado por 10 preguntas cerradas y los datos recolectados se les calculó la frecuencia y porcentaje para realizar las gráficas estadísticas que permitieron

concluir que los recursos hídricos se constituyen en uno de los temas naturales renovables más importante para la raza humana, donde las represas y los embalses se construyen para almacenar agua con diversos usos como riego y abastecimiento de agua potable

Descriptores: hidráulica, recursos naturales

DEDICATORIA

Agradecemos primeramente a Dios todopoderoso, por darnos fortaleza y sabiduría para cubrir todas las actividades realizadas de este proyecto, estando presente en cada momento. Él nos ayudó a vencer los obstáculos del camino.

A nuestras familias que son pilares de formación con principios y valores firmes fundamentales en el crecimiento personal.

Gracias a todas las personas que de una y otra manera nos brindaron su apoyo y nos ayudaron en todo momento.

Este éxito es dedicado a Ustedes.

Mil Bendiciones para Todos

AGRADECIMIENTO

A ti Padre Celestial, te agradecemos inmensamente, por darnos la vida y permitir estar aquí.

A nuestro Profesor y Tutor Roy González. Por su asesoría al inicio de este camino, por ser parte de tan prestigiosas de la institución Instituciones y ser gran parte de la meta alcanzada

A Nuestros Padres, Madres, y Familiares, Por su apoyo, comprensión y colaboración, ayuda idónea. Son ustedes quienes se merecen todo la gratitud por han estado presente en cada momento de nuestras vidas jamás podríamos olvidar el esfuerzo que ha tenido para con nosotros

LOS QUEREMOS GRANDEMENTE DIOS LOS VENGA SIEMPRE.

A todos aquellos compañeros por haber tenido la receptividad para aportar los datos que se requerían para el análisis

A Todas las personas que de una u otra forma nos ayudaron en este trayecto tan importante para nosotras y nos orientaron en todo momento

ÍNDICE GENERAL

Tabla de contenido

RESIMEN 3

AGRADECIMIENTO 5

ÍNDICE GENERAL 6

Diseño de la Investigación 24

Sistema de Variables 24

Población y Muestra 25

Población 25

Técnicas e Instrumentos de la Recolección de la Información. 26

Técnicas 26

Instrumentos 26

Procedimiento de Investigación 27

ÍNDICE DE GRÁFICOS

Tabla y Grafico N°1 43

Tabla y Grafico N°2 44

Tabla y Grafico N°3 45

Tabla y Grafico N°4 46

Tabla y Grafico N°5 47

Tabla y Grafico N°6 47

Tabla y Grafico N°7 48

Tabla y Grafico N°8 49

Tabla y Grafico N°9 50

Tabla y Grafico N°10 51

INTRODUCCIÓN

La energía alterna es aquella que tiene funcionamiento a través de lo que brinda la naturaleza y que es reservada en generadores para que tenga uso en diferentes ocasiones en que se necesite, dentro de estas fuentes está la energía hidráulica que brinda electricidad a través de un generador hidráulico que al ser utilizado ayuda a solucionar el problema tanto de contaminación como el consumo de energía eléctrica en la sociedad actual.

El presente proyecto tiene como objetivo elaborar de la maqueta demostrando la importancia del generador hidráulico en la electricidad a través del aprovechamiento de los recursos naturales en el Liceo Bolivariano “Juan Bautista Rodríguez”. Parroquia Tamaca estado Lara e informa acerca de aquellos aspectos relacionados con la energía hidráulica sus ventajas, desventajas e inconvenientes y su uso en el funcionamiento de aparatos eléctricos es decir generar energía y su uso como generador de energía e indicando los problemas que afectan la electricidad en la actualidad, los procedimientos para realizar un generador casero sin dañar el ambiente y algunas recomendaciones que servirán de ayuda para aprovechar al máximo los recursos naturales.

Bajo estas perspectivas, se realiza el proyecto se enmarca en una investigación descriptiva de campo dirigirse básicamente a orientar a la exploración de aquellos aspectos que se desean conocer para así analizar las variables de estudio la aplicación inmediata genera conocimientos destinados a resolver problemas prácticos. Considerando como población los estudiantes de Liceo Bolivariano Juan Bautista Rodríguez” del periodo escolar 2014- 2015 y la muestra está delimitada en 45 estudiantes de quinto año de la institución en referencia Se consideró en esta investigación para su mejor estudio, estructurar cinco partes fundamentales como se describen a continuación:

El Capítulo I se presenta el problema como motivo de esta investigación, en donde se plasma de manera resumida la problemática existente, lugar de aplicabilidad, objetivos, importancia y justificación de la investigación

Los fundamentos teóricos relacionadas con el tema en estudio, así, como los antecedentes de otros investigaciones que han servido de guía o soporte para realizar el trabajo, al igual que las definiciones de términos necesarios para que el lector pueda aclarar dudas en respecto a la terminología utilizada en la esencia del trabajo se especifican el capítulo II.

En el capítulo III son tratados los aspectos metodológicos, que permiten dar cumplimiento a los objetivos trazados, ubicación sectorial como dependencia publica en estudio, reseña histórica, población seleccionada para la aplicabilidad de los instrumentos de recolección de datos, técnicas para analizar los descripción de procedimientos y datos, formulación del proyecto diagnosticó del área seleccionada para la investigación así como la presentación y análisis de los resultados.

El capítulo IV pone en evidencia el logro de los objetivos propuesto en la investigación, indicando estudio de factibilidad económica y financiera diseño y ejecución del plan de acción

Lo indicado en el Capítulo V comprende los resultados y discusión de los aspectos considerados, que posteriormente conllevan a la redacción de las conclusiones y recomendaciones, necesarias para dar solución a los problemas se plasmaron lo que soporto una vez más la factibilidad o prioridad para la institución de ejecutar el referido proyecto anexando fotografías como evidencias de la situación. Se espera que el estudio contribuya de manera eficaz y motivadora en continuar aprovechando los recursos naturales al igual que sea un modelo o apoyo reforzar conocimientos de la catedra de física en la institución educativa.

CAPITULO I

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Desde que se conoce la existencia del hombre, este utiliza los recursos de su entorno para vivir de una forma más cómoda, siendo un medio de estos la electricidad que se cree, que a mayor consumo, mejor es su confortabilidad. De hecho, los habitantes de los países industrializados consumen diez veces más energía que un habitante de un país en proceso de desarrollo. (Faradje, 2000).es decir por tener mayor índice de tecnología y grandes avances en la comodidad de los estilos de vida se ha generado un alto consumo de energía.

En este orden de ideas, los orígenes del problema energético se pueden atribuir al hecho de que se vive en una sociedad que obliga cada vez más a ser consumistas; Esta puede ser una de las causas de los problemas ambientales para los que aún no hay soluciones definitivas. Sin embargo, ante la realidad de que en el planeta tierra existen diversos los recursos que el hombre necesita para obtener energía y construir su mundo, se pueden apuntar ciertas alternativas. Entre estas estaría la sustitución de los recursos que se agotan por otros inagotables, como los de la energía renovable, que no contaminan y se renuevan. Al respecto Guzmán, (2000).indica que “esta actividad permite que los recursos sean remplazados en el tiempo por otros que cumplan la misma función sin afectar la producción de energía antes que los existentes se agoten o se degeneren.

Así mismo, es importante hacer notar que a la naturaleza le es imposible reponerse a la velocidad con la que se le extrae los recursos naturales. Por tal razón se trata de no hacer desaparecer el capital natural, ni las fuentes de energía no renovables. Mientras tanto, se consideran energías alternativas a todas las que no implican la quema de combustibles fósiles como el carbón, gas, petróleo y por su menor efecto contaminante y posibilidad de renovación, además de las renovables, están incluidas la energía nuclear o incluso la hidroeléctrica y que puede suplir a las fuentes actuales. Los combustibles fósiles han sido la fuente de energía empleada durante la revolución industrial, pero en la actualidad presentan problemas fundamentales, especialmente el agotamiento de las reservas de petróleo, en plazos más o menos cercanos.

Por otra parte, la quema de estos combustibles libera a la atmósfera grandes cantidades de dióxido de carbono (CO2), que ha sido señalado como la causa principal del calentamiento global. Por estos motivos, se estudian distintas opciones para sustituir la quema de combustibles fósiles por otras fuentes de energía carentes de estos problemas. Por ello es necesario definir la energía hidráulica, como aquella que se obtiene de la caída del agua desde cierta altura a un nivel inferior lo que provoca el movimiento de ruedas hidráulicas o turbinas,

Según Cardozo (2012)

La hidroelectricidad es un recurso natural disponible en las zonas que presentan suficiente cantidad de agua. Su desarrollo requiere construir pantanos, presas, canales de derivación, y la instalación de grandes turbinas y equipamiento para generar electricidad, por lo tanto la energía hidráulica es el aprovechamiento de la energía del agua en movimiento. Las energías renovables o limpias como se las conoce además de no dañar el ambiente, por no liberar gases tóxicos a la atmósfera, y de no contribuir al efecto invernadero son energías rentables siendo la hidráulica la más utilizable, pues su mantención y explotación no generan grandes gastos.

En relación a lo expuesto anteriormente, el primer paso para la generación de la energía hidráulica es la recolección del agua de lluvia, almacenada en una represa alta que generalmente es construida en un gran río, para crear un estanque, y una estación en dónde el proceso de transformación de energía tiene lugar. Mientras esta agua cae a través de la represa en la planta hidráulica, gira una gran rueda llamada turbina que convierte la energía del agua caída, en energía mecánica, que es conducida al generador de energía hidráulica, luego gira el motor, que hacen rotar unos imanes en el generador, cuando éstos imanes pasan por la bobina de cobre, un campo magnético es creado, el cual ayuda a la producción de la electricidad, luego el transformador incrementará el voltaje de la electricidad, a los niveles necesarios para ser enviada a las comunidades, o viviendas a través de la red y el agua es liberada a los lagos o ríos, aguas abajo.

De acuerdo a lo que se ha venido desarrollando, se puede decir que el objetivo del presente estudio se enfoca principalmente en proponer la elaboración de la maqueta demostrando la importancia del generador hidráulico que produzca electricidad a través del aprovechamiento de los recursos naturales, Para tal efecto se formulan las siguientes interrogantes: ¿Cuánta energía se tendrá que producir para encender un bombillo?, ¿Podrá el generador hidráulico producir la energía suficiente para encender un bombillo?

Objetivos De Investigación

Objetivo General

Elaborar de la maqueta demostrando la importancia del generador hidráulico en la electricidad a través del aprovechamiento de los recursos naturales en el Liceo Bolivariano “Juan Bautista Rodríguez”. Parroquia Tamaca estado Lara

Objetivos Específicos

• Diagnosticar la necesidad de generadores hidráulicos como beneficio para la producción de energía eléctrica en el liceo Bolivariano “Juan Bautista Rodríguez” parroquia Tamaca

• Elaborar un plan de acción en función a las necesidades de del liceo Bolivariano “Juan Bautista Rodríguez” parroquia Tamaca en lo que respecta a generador hidráulico

• Diseñar la maqueta demostrando la importancia del generador hidráulico que produzca electricidad a través del aprovechamiento de los recursos naturales en el Liceo Bolivariano “Juan Bautista Rodríguez”. Parroquia Tamaca estado Lara

• Ejecutar el funcionamiento del generador hidráulico en la maqueta para promover el aprovechamiento de la energía hidráulica como fuente de energía renovable.

Justificación E Importancia

La importancia del presente estudio surge de la necesidad de dar respuesta a las interrogantes que se presentan en cuanto a producción de energía eléctrica por parte del generador hidráulico a pequeña escala. Además de describir la importancia de la energía hidráulica como una fuente de energía renovable rentable, por no requerir combustible y obtener constantemente repuesta por la naturaleza de manera gratuita, no contamina ni el aire ni el agua. La energía hidráulica involucra directamente el agua como recurso natural que se considera el principal recurso de un país, determina y condiciona no sólo la subsistencia de las especies sino también la distribución, asentamiento y desarrollo socioeconómico de los pueblos.

Cabe agregar que es de suma importancia promover la energía hidráulica y sus beneficios, para crear centrales hidroeléctricas a menores escalas de las existentes en nuestro país para abastecer pequeñas comunidades a partir de ríos o lagos cercanos a las mismas. Realizar una inversión en un generador hidráulico principalmente va a generar puestos de trabajo, dado que la gran mayoría se generan en las áreas de las instalaciones del sistema hidroeléctrico. Así mismo, al emplear la energía hidráulica resulta beneficioso porque asegura continuidad en el tiempo, se distribuye la energía eléctrica producida en lugares rurales más necesitados y estimula el desarrollo económico.

De igual forma con la implantación que se sugiere en este trabajo de investigación se puede tomar como un patrón para el diseño y la creación de un generador hidráulico que produzca energía eléctrica y ser utilizada como una energía limpia. Además de informar sobre tecnologías alternativas y promover el aprovechamiento de los recursos renovables para la mitigación del deterioro ambiental que actualmente afecta a la sociedad, a pesar de ser consecuencia del estilo de vida consumista que se ha adoptado a través de los años.

CAPITULO II

MARCO TEÓRICO

Antecedentes

Como parte del Marco Teórico, los antecedentes de la investigación se refieren a la revisión de trabajos previos sobre el tema en estudio, pueden ser: trabajos de grado, postgrado, trabajos de ascenso, resultados de investigaciones institucionales, ponencias, conferencias, congresos, revistas especializadas. En el presente proyecto los antecedentes se relacionan con los generadores hidráulicos

En este orden de ideas, es seleccionado a Hueso (2007), quien realizo un proyecto de grado en la universidad politécnica de Valencia titulado “Impacto económico social y ambiental de pequeñas centrales hidroeléctricas implantadas en las comunidades rurales de la Paz, Bolivia” el mismo se realizó como requisito para optar al título de Ing. Industrial. El objetivo del trabajo consistió en analizar el impacto económico social y ambiental en las comunidades rurales de la localidad en estudio; así como la sostenibilidad en el tiempo de estas centrales hidroeléctricas, para poder generar campos de aprendizaje y recomendaciones.

Con respecto, al impacto económico se pretendió contribuir con el ahorro doméstico en energía. En lo social se buscó evaluar cambios en la salud, educación, confort, acceso a medios para la comunicación y desarrollo social de nuevas capacidades comunitarias. Mientras que en lo ambiental el trabajo consistió en evitar la emisión de gases por efecto invernadero.

La metodología utilizada fue descriptiva estudio de campo y como herramienta para el levantamiento de la información se consideró la observación

directa y la entrevista con preguntas preestablecidas guiadas con los informantes claves lo que permitió el cumplimiento de los objetivos trazados. Se obtuvo como resultado que gran parte de los proyectos son potenciales que dependen de los factores externos y la sostenibilidad está en riesgo pues existen averías que afectan el funcionamiento de las centrales.

Otro antecedente es el Llanos (2014) diseñaron y elaboraron un generador hidráulico para la obtención de energía, el proyecto tuvo como objetivo comprender la importancia del estudio de la física, para lo cual es necesario realizar un recorrido por distintas nociones de esta disciplina, con el fin de acercarse un poco a su naturaleza.

La finalidad fue crear un sistema generador de electricidad a partir del movimiento del agua que pasa a través de unas cucharas, por lo tanto la fuerza del agua que transita logra generar energía, que en gran volumen podría recargar una batería entre otros equipos.

Se concluyó que es posible abastecer de energía eléctrica a una comunidad; aprovechando los grandes caudales de agua; como son ríos, cascadas, presas; entre otros, tomando en cuenta que deberá ser un generador hidráulico de mayor tamaño. En el prototipo se pudo observar que los voltios que genera, sirven para encender un foquito; por lo que será el principal uso de energía eléctrica que se le puede dar. Observando que esta energía será generada sin contaminar el medio ambiente; debido a su conservación y transformación.

Martínez (2013), como estudiante del politécnico de Barquisimeto estado Lara realizaron un generador hidráulico como un requisito de los laboratorios de la catedra de física, para lo cual consideraron que es muy útil en la vida diaria ya que actualmente se está sufriendo de los llamados apagones de luz. Con este prototipo se podrá generar electricidad mediante una fuerza motriz, obviamente el prototipo que se presentó está diseñado para energía de poco voltaje.

Con la elaboración del prototipo concluyeron que los Motores y generadores eléctricos, son un grupo de aparatos que se utilizan para convertir la energía mecánica en eléctrica, o a la inversa, con medios electromagnéticos. A una máquina que convierte la energía mecánica en eléctrica se le denomina generador, alternador o dínamo, y a una máquina que convierte la energía eléctrica en mecánica se le denomina motor.

Las referencias citadas son antecedentes que sirven de guía para abordar a la hidráulica como una fuente para convertir la energía estática en electricidad y a la vez va a ser un instrumento que refleje las posibles métodos del aprendizaje de la catedra de física

Bases Teóricas

Comprenden un conjunto de conceptos y proposiciones que constituyen un punto de vista o enfoque determinado, dirigido a explicar el fenómeno o problema planteado. Esta sección puede dividirse en función de los tópicos que integran la temática tratada o de las variables que serán analizadas. Para elaborar las bases teóricas de la investigación se sugiere considerar los siguientes aspectos:

La hidráulica

La hidráulica, del latín hydraulĭcus, hace referencia a aquello que se mueve por medio de fluidos. El concepto se utiliza, en general, para nombrar al arte de contener, conducir y elevar las aguas. Estas definiciones permiten referirse a la energía hidráulica, el tipo de energía que se produce por el movimiento del agua. También conocida como energía hídrica, se obtiene a partir del aprovechamiento de la energía cinética y potencial de las corrientes, las mareas o los saltos de agua.

La energía hidráulica es una energía que se obtiene de la caída del agua desde cierta altura a un nivel inferior lo que provoca el movimiento de ruedas hidráulicas o turbinas a gran velocidad, provocando un movimiento de rotación que finalmente, se transforma en energía eléctrica por medio de los generadores.

Según Ray y otros (1978) definen la energía hidráulica como “aquella que se obtiene del aprovechamiento de las energías cinética y potencia de la corriente del agua. Es un tipo de energía verde cuando su impacto ambiental es mínimo y usa la fuerza hídrica sin represarla; es considerada solo una forma de energía renovable”. En otras palabras, es un recurso natural disponible en las zonas que presentan suficiente cantidad de agua y una vez utilizada, es devuelta río abajo. Su desarrollo requiere construir pantanos, presas, canales de derivación, y la instalación de grandes turbinas y equipamiento para generar electricidad. Todo ello implica la inversión de grandes sumas de dinero, por lo que no resulta competitiva en regiones donde el carbón o el petróleo son baratos.

Por otra parte, la potencia hidráulica proporciona una de las maneras más simples y potentes de producir cantidades considerables de fuerza en un espacio reducido utilizando la presión de un fluido hidráulico para generar fuerza. De allí desde las primeras invenciones de pesados gatos elevadores hidráulicos a baja presión hasta los sistemas hidráulicos de alta presión de la tecnología más puntera, la potencia hidráulica sigue siendo un elemento de gran ayuda muy usado y respetado en la búsqueda del hombre de mayor poder y conocimiento.

Con respecto a las consideraciones anteriores, la ley de Pascal establece que la presión aplicada en cualquier punto sobre un fluido confinado (líquido) se transmite sin disminución en todas direcciones de ese fluido. Esto significa que al utilizar la presión hidráulica como medio, podemos convertir una pequeña fuerza en una fuerza multiplicada considerable. La presión del fluido que se ejerce realmente juega un papel muy importante en esta “multiplicación de fuerza” y en este contexto hay dos características de la presión hidráulica.

1. La presión hidráulica se mide como una fuerza por unidad de área, por ejemplo bar (=kg/cm²) o PSI (Pounds per Square Inch = Libras por pulgada cuadrada).

2. La presión hidráulica en cualquier punto del fluido es la misma en todas direcciones siempre que, el fluido esté estático (sin moverse)

Ventajas de la Hidráulica

• Se trata de una energía renovable de alto rendimiento energético.

• Debido al ciclo del agua su disponibilidad es inagotable.

• Es una energía totalmente limpia, no emite gases, no produce emisiones tóxicas, y no causa ningún tipo de lluvia ácida y, desde este punto de vista, es ecológica

• .Además, los embalses que se construyen para generar energía hidráulica permiten el almacenamiento de agua para abastecer fácilmente a actividades recreativas o sistemas de riego.

• Pueden regular el caudal del río evitando posibles riesgos de inundación en caso de crecida anormal.

Ventajas Económicas de la Hidráulica

La gran ventaja de la energía hidráulica o hidroeléctrica es la eliminación de combustibles. El coste de operar una planta hidráulica es casi inmune a la volatilidad de los precios de los combustibles fósiles como petróleo, el carbón o el gas natural.

Las plantas hidráulicas también tienden a tener vidas económicas más largas que las plantas eléctricas que utilizan combustibles. Hay plantas hidráulicas que siguen operando después de 50 a 99 años. Los costos de operación son bajos porque las plantas están automatizadas y necesitan pocas personas para su operación normal.

Las plantas hidráulicas no queman combustibles, por lo que no producen directamente dióxido de carbono. Muy poco dióxido de carbono es producido durante el período de construcción de las plantas, pero es poco, especialmente en comparación a las emisiones de una planta equivalente que quema combustibles.

Central Hidroeléctrica

La primera central hidroeléctrica moderna se construyó en 1880 en Northumberland, Gran Bretaña. El renacimiento de la energía hidráulica se produjo por el desarrollo del generador eléctrico, seguido del perfeccionamiento de la turbina hidráulica y debido al aumento de la demanda de electricidad a principios del siglo XX. En 1920 las centrales hidroeléctricas generaban ya una parte importante de la producción total de electricidad.

Seguidamente a principios de la década de los noventa, las primeras potencias productoras de energía hidroeléctrica eran Canadá y Estados Unidos. Canadá obtiene un 60% de su electricidad de centrales hidráulicas. En todo el mundo, este tipo de energía representa aproximadamente la cuarta parte de la producción total de electricidad, y su importancia sigue en aumento. Los países en los que constituye fuente de electricidad más importante son Noruega (99%), Zaire (97%) y Brasil (96%). La central de Itaipú, en el río Paraná, está situada entre Brasil y Paraguay; se inauguró en 1982 y tiene la mayor capacidad generadora del mundo. Como referencia, la presa Grand Coulee, en Estados Unidos, genera unos 6500 Mw y es una de las más grandes.

En algunos países se han instalado centrales pequeñas, con capacidad para generar entre un kilovatio y un megavatio. En muchas regiones de China, por ejemplo, estas pequeñas presas son la principal fuente de electricidad. Otras naciones en vías de desarrollo están utilizando este sistema con buenos resultados. En Euskadi, debido a que los ríos son de curso corto y no conducen caudales importantes, existen bastantes mini centrales hidráulicas. En el resto de España hay problemas de escasez de agua y se han construido presas para riego. Posteriormente han sido aprovechadas para generar energía, y actualmente tenemos una fracción importante de energía hidroeléctrica instalada.

Centrales Hidroeléctricas en Venezuela

La primera planta hidroeléctrica de El Encantado empezó construirse en 1895 y se inauguró el 8 de Agosto de 1897. Esta planta no solo era la primera de Venezuela sino la primera de América Latina y el segundo en el continente americano. Fue construida por ingeniero venezolano Ricardo Zuluaga quién así se colocó entre los pioneros de la electricidad en el mundo.

Esta primera planta hidroeléctrica de C.A. La Electricidad de Caracas, fundada el 12 de noviembre de 1895, tenía una capacidad de 240 KW y estaba dotada de dos turbinas, hechas en Suiza, de eje vertical propulsadas por agua conducida por una larga tubería de una represa más arriba en el Rio Guaire con una diferencia de altitud de 36 metros. Una sola línea de 5.000 voltios transmitía y distribuía la corriente a Caracas. Las principales centrales hidroeléctricas del país son:

1.- Central Hidroeléctrica Simón Bolívar Anteriormente conocida como Central Hidroeléctrica Gurí, esta central hidroeléctrica se encuentra ubicada aguas arriba de Rio Caroní en el Campamento Gurí posee 20 unidades Generadoras divididas en 2 casa de máquinas cada una con 10 unidades, la Central Hidroeléctrica Simón Bolívar posee una capacidad instalada para generar 10.000 MW, ocupa el segundo lugar como planta hidroeléctrica en el Mundo.

2.- Central Hidroeléctrica Antonio José De Sucre Anteriormente conocida como Central Hidroeléctrica 23 de Enero o Macagua, esta Central Hidroeléctrica se encuentra ubicada entre las ciudades de Puerto Ordaz y San Félix están Compuesta de 3 Casa de Maquinas I,II,III. La casa de máquinas I; Cuenta con 6 unidades de Generación esta fue la primera central hidroeléctrica construida en Venezuela en los Años de 1960 actualmente se encuentra en proceso de Modernización tiene una capacidad instalada total de 372 MW,

Luego la casa de máquinas II; cuenta con 12 unidades de generación con una capacidad instalada total de 2.384 MW, y Casa de Maquinas III que posee 2 unidades de generación de 90 MW cada una de capacidad nominal; Toda La Central Hidroeléctrica Antonio José de Sucre Posee una Capacidad instalada de 3.140 MW

3.-Central Hidroeléctrica Francisco de Miranda y conocida anteriormente como Caruachi es una de las centrales hidroeléctricas mas modernas del país está situado sobre el río Caroní, a unos 59 kilómetros aguas abajo del lago de la Central Hidroeléctrica Simón Bolívar en Gurí; La Casa de Máquinas alberga12 unidades generadoras tipo Kaplan de 190 MW cada una, con una capacidad instalada total de 2.160 MW

4.- Central Hidroeléctrica Manuel Piar o también conocida como Tocoma esta central hidroeléctrica se encuentra en proceso de construcción poseerá 10 unidades Generadoras tipo Kaplan de 216 MW cada una, con una capacidad instalada de 2.160 MW; se estima que la primera unidad entre en operación

Generador Hidráulico

Los generadores eléctricos son máquinas capaces de poder cambiar la energía mecánica, en energía eléctrica. Esto permite poder transportar la energía a largas distancias, desde donde se genera hasta donde se usa.

El generador hidráulico se refiere a un sistema generador de energía eléctrica, a partir del movimiento del agua que pasa, bien por un solo canal a través de las cucharas; que recibirán el agua, haciendo girar la rueda de madera, que a su vez esta hará girar un engrane adaptado al motor de 12volts, para así hacer prender 5 leds y obtener energía eléctrica, observando cuantos voltios marca en el voltímetro. Posteriormente sabiendo porque principio se rige el generador hidráulico y lo que se debe cumplir comencé con la elaboración del prototipo: se intenta obtener un generador hidráulico que tenga las características de uno aplicado a las presas, caudales, ríos,

Tipos de Generadores

Solar: los generadores eléctricos solares transforman los rayos solares en energía eléctrica, que permite abastecer varias formas de uso. La energía producida por los módulos fotovoltaicos, es controlada por un regulador de carga y reserva las energías baterías

Nuclear En las plantas nucleares, la energía eléctrica se produce a través de la fusión de átomos de uranio, lo que genera una gran cantidad de energía calórica que hacen funcionar al generador eléctrico, generando energía eléctrica. A pesar de tener como un conveniente generador tiene en contra de ser un generador con altísimo riesgo.

Clasificación de Generadores Eléctricos

Los generadores eléctricos se clasifican en dos tipos fundamentales: primarios y secundarios. Los primarios son los que convierten en energía eléctrica la energía de otra naturaleza que reciben o de la que disponen inicialmente.

Los secundarios entregan una parte de la energía eléctrica que han recibido previamente. Se agruparán los dispositivos concretos conforme al proceso físico que les sirve de fundamento. También se pueden dividir en:

Generadores electromecánicos: Generadores en los que un motor de cualquier tipo mueve el eje de una máquina para producir electricidad. Ejemplos: Eólica, Nuclear, Hidráulica, entre otros.

Generadores electroquímicos: Son pilas o baterías recargables de acumuladores. Los acumuladores eléctricos se utilizan para almacenar la corriente eléctrica producida por otros medios y utilizarla cuando sea preciso.

Generadores fotovoltaicos: Generan corriente eléctrica continua directamente de la energía radiante solar, por fenómenos fotovoltaicos en el silicio, que no son explicables intuitivamente y requieren modelos quánticos para una mejor comprensión. La energía de estos paneles se acumula en baterías, y de ellas o bien se usa directamente la corriente continua, o se transforma con facilidad en alterna por onduladores electrónicos.

Bases legales

Constitución de la República Bolivariana de Venezuela (1999)

Capitulo IX

De los Derechos del Ambiente

Artículo 127. Es un derecho y un deber de cada generación proteger y mantener el ambiente en beneficio de sí misma y del mundo futuro. Toda persona tiene derecho individual y colectivamente a disfrutar de una vida y de un ambiente seguro, sano y ecológicamente equilibrado. El Estado protegerá el ambiente, la diversidad biológica, los recursos genéticos, los procesos ecológicos, los parques nacionales y monumentos naturales y demás áreas de especial importancia ecológica. El genoma de los seres vivos no podrá ser patentado, y la ley que se refiera a los principios bioéticos regulará la materia

Ley Orgánica de Conservación del Ambiente

“Artículo 1. La presente Ley tiene por objeto establecer dentro de la política del desarrollo integral de la Nación los principios rectores para la conservación, defensa y mejoramiento del ambiente en beneficio de la calidad de la vida.” Es decir, que tanto en la carta magna y la norma antes indicada se regula todo lo relacionado al medio ambiente y al demostrar a los estudiantes a través de la elaboración de un generador hidráulico los beneficios de la hidráulica se está contribuyendo con la ecología del país.

Artículo 7. El plan Nacional de conservación, defensa y mejoramiento ambiental, formará parte del Plan de la Nación y deberá contener.

1. La ordenación del territorio nacional según los mejores usos de los espacios de acuerdo a sus capacidades, condiciones específicas y limitaciones ecológicas,…

4. Las normas para el aprovechamiento de los recursos naturales basadas en el principio del uso racional de los recursos, en función de los objetivos de la presente Ley;

5. Los programas de investigación en materia ecológica;

6. Los objetivos y medidas de instrumentos que se consideren favorables a la conservación, defensa y mejoramiento del ambiente.

En el apartado anterior se revela que la conservación ambiental forma parte del plan nacional del estado y para ello se deben considerar los recursos naturales, para evitar utilizar actividades susceptibles de degradar el ambiente por lo que se debe promover el aprovechamiento de la energía hidráulica como fuente de energía renovable e informar sobre nuevas alternativas utilizadas para el aprovechamiento de los recursos naturales que disminuyen el deterioro ambiental; siendo ello parte los objetivos específicos del presente proyecto .

Definición de Términos

Conservación ambiental, se conocen las distintas formas de proteger y preservar el futuro de la naturaleza, el medio ambiente o, específicamente, algunas de sus partes: la flora y la fauna, las distintas especies, los distintos ecosistemas, los valores paisajísticos, entre otros.

Conservacionismo se designa al movimiento social que propugna esa conservación. Una de sus vertientes es el movimiento ecologista.

Ecología se encarga de estudiar la relación entre los seres vivos y su ambiente, entendido como la suma de los factores abióticos (como el clima y la geología) y los factores bióticos (organismos que comparten el hábitat). La ecología analiza también la distribución y la abundancia de los seres vivos como resultado de la mencionada relación.

Energía hidráulica se basa en aprovechar la caída del agua desde cierta altura. Para que la energía potencial, durante la caída, se convierte en cinética

Eólica los generadores eléctricos eólicos funcionan con la fuerza que el viento. Usan los denominados “molinos de vientos”. Este movimiento de rotación es transmitido al eje del generador eléctrico, el cual transforma la energía mecánica de rotación en energía eléctrica. Los molinos se ubican en “parques eólicos”. Las aspas pueden estar vertical o horizontalmente.

Fuentes de Energía Renovables son aquellas que, tras ser utilizadas, se pueden regenerar de manera natural o artificial. Algunas de estas fuentes renovables están sometidas a ciclos que se mantienen de forma más o menos constante en la naturaleza.

Geotérmica, las centrales geotérmicas funcionan a través del calentamiento de un líquido que alcanza una gran temperatura, que se destina a producir vapor con el que se da impulso a la turbina, que a su vez mueve un generador eléctrico, generando electricidad.

Hidráulica: Son centrales hidroeléctricas las que producen esta electricidad, y están puesta en lugares donde las aguas fluyan con mucha fuerza. Se utiliza la energía del agua moviendo turbinas, las cuales deben mover grandes volúmenes de agua salada o dulce con un pequeño salto, pero con grandes costos.

Mareomotriz: Se usa el movimiento de las aguas del mar, en las centrales mareomotrices. Todo esto consiste en que las corrientes de agua deben pasar por unas turbinas, en las cuales el movimiento de estas genera energía eléctrica

Combustibles Fósiles: Produce electricidad a partir de la combustión de: Gas, Petróleo o Carbón. En este caso se quema el combustible para calentar calderas de agua y producir vapor de agua, éste vapor a alta presión es disparado contra las aspas de grandes generadores, moviéndolos y produciendo la energía mecánica necesaria para convertirla posteriormente en energía eléctrica.

Regenerar Energía el ámbito económico y tecnológico, al igual que el presente proyecto la energía hace referencia a un recurso natural y los elementos asociados que permiten hacer un uso industrial del mismo.

CAPITULO III

MARCO METODOLÓGICO

La metodología es uno de procedimientos general para obtener de manera precisa el objetivo de la investigación, aquí se realiza la planificación de la forma como se lleva a cabo el trabajo y las técnicas de la información. La investigación de acuerdo a Ciervo (2008), se define una actividad encaminada a la solución del problema. Su objetivo consiste en hallar la repuesta a preguntas mediante el empleo de procesos científicos” (P.41), En definitiva el investigador se da a la tarea que su investigar accionar, arrojar resultados a las interrogantes que involucran los problemas generalmente orienta a descubrir o comprobar un hecho desconocido o de algún acontecimiento real.

En este orden de ideas, .la presente investigación se enmarca en una investigación de tipo descriptivo se estudió el problema con el propósito de ampliar y profundizar el conocimiento, sobre la importancia de la energía para aprovechar los recursos naturales para ello se elaborara una maqueta sobre un generador hidráulico en el liceo Bolivariano Juan Bautista Rodríguez como sujeto en estudio.

Para Tamayo (2008) la investigación descriptiva:

Comprende la descripción, registro, análisis e interpretación de la naturaleza actual, composición o procesos de los fenómenos. El enfoque que se hace sobre conclusiones es dominante, o como una persona, grupo o cosa, conduce a funciones en el presente. La investigación descriptiva trabaja sobre las realidades de los hechos y sus características fundamentales es de presentarnos una interpretación correcta. (p. 54).

Los estudios descriptivos pretenden medir con precisión diversos aspectos y dimensiones del fenómeno a investigar, así como especificar las propiedades importantes de personas grupos, comunidades o cualquier otro fenómeno que sea sometido a análisis; es decir permiten analizar y describir en profundidad las

variables abordadas, referidas a la elaboración de la maqueta de un generador hidráulico.

Diseño de la Investigación

El diseño de la investigación se refiere a la manera, como se dará respuesta a las interrogantes formuladas en la investigación, relacionadas con la definición de las estrategias a seguir para buscar soluciones al problema planteado. Constituye la estrategia general que adopta la investigadora para obtener respuestas a sus interrogantes o comprobar la hipótesis de la investigación.

El diseño o estrategia de investigación considerada en este estudio es de campo no experimental, al respecto Pardinas (2.007) manifiesta que “no hay manipulación de variables, la acción de las variables se da con la realidad, el investigador no interviene en ello, se trata entonces de observar las relaciones entre estas y su contexto natural” (p. 6).

Todo trabajo de investigación adopta un diseño que sirve para determinar la metodología que se va a utilizar para corroborar todos los datos y dicho diseño es el que permitirá presentar la información clara y veraz para dar respuestas a ciertas preguntas. Como cuanta energía se requiere para encender un bombillo con un generador hidráulico casero, para esto se toma en cuenta, que los datos no deben ser manipulados en ningún momento. Por tanto, en este caso serán recolectados directamente en la institución donde se hará la demostración del funcionamiento del generador electrostático, para luego analizar e interpretar los resultados obtenidos desde este punto de vista, la investigación adoptada es de campo

Por consiguiente, esto permite realizar el análisis exhaustivo, estudiar más a fondo el problema y poder manejar los datos con más seguridad sobre los beneficios que deja la maqueta de un generador hidráulico para demostrar el buen uso de los recursos naturales. Es decir el diseño de la investigación es no experimental descriptiva de campo.

Sistema de Variables

La variable en este trabajo de investigación son la elaboración de la maqueta de un generador hidráulico y buen uso de los recursos naturales” Para Álvarez (2008), un sistema de variables consiste: “en una serie de características por estudiar, definidas de manera operacional, es decir, en función de sus indicadores o unidades de medida” (pág. 59)

Esta definición hace referencia a características por estudiar o investigar las cuales operan en función a sus indicadores. Es importante señalar que para Álvarez (2008), clasifica las variables dependiendo de los valores que toman las mismas, para iniciarse en el mundo de la investigación es necesario que distinguir las siguientes: variables independientes, dependientes e intervinientes.

Variable Independiente: Se refiere “Aquella donde el investigador puede manipular ciertos efectos; en otras palabras supone la causa del fenómeno estudiado”

Variable Dependiente: Implica “el efecto producido por la variable independiente, es decir representa lo que se quiere determinar en forma directa en la investigación”

En tal sentido las variables consideradas en este estudio fueron:

Variable Independiente. La elaboración de la maqueta del generador Hidráulico

Variable Dependiente: Uso de los recursos naturales

Población y Muestra

Población

Una población está determinada por sus características definitorias. Por lo tanto, el conjunto de elementos que posea esta característica se denomina población o universo. Población es la totalidad del fenómeno a estudiar, donde las unidades de población poseen una característica común, la que se estudia y da origen a los datos de la investigación en este sentido la población es un conjunto de individuos de la misma clase, limitada por el estudio. Según Tamayo y Tamayo, (2007), ¨La población se define como la totalidad del fenómeno a estudiar donde las unidades de población posee una característica común la cual se estudia y da origen a los datos de la investigación¨(P.114)

Entonces, una población para el presente proyecto está conformada aproximadamente por 248 estudiantes de quinto año del Liceo Bolivariano “Juan Bautista Rodríguez”

Muestra

La muestra se refiere a la selección de algunos elementos con la intención de averiguar algo sobre una población determinada, Por supuesto, que lo que se proyecte en la muestra debe ser cierto para la población en su conjunto. La exactitud de la información recolectada depende en gran manera de la forma en que fue seleccionada la muestra. Cuando no es posible medir cada uno de los individuos de una población, se toma una muestra representativa de la misma.

La muestra descansa en el principio de que las partes representan al todo y, por tal, refleja las características que definen la población de la que fue extraída, indica que es representativa. Por lo tanto, la validez de la generalización depende del tamaño de la muestra. En este orden de ideas, la muestra es la que puede determinar la problemática y generar los datos con los cuales se identifican las fallas dentro del proceso. Según Tamayo, y Tamayo, (2007), afirma que la muestra es el grupo de individuos que se toma de la población, para estudiar un fenómeno estadístico¨, en este proyecto la muestra está representada por 45 estudiantes de quinto año de la institución en estudio.

Técnicas e Instrumentos de la Recolección de la Información.

Técnicas

Arias (2006), menciona que “las técnicas de recolección de datos son las distintas formas de obtener información” (p.53). La técnica de recolección de datos utilizada en la presente investigación la conversación orientada por parte del personal docente de cómo elaborar el proyecto y que actividades realizar para demostrar el aprovechamiento de los recursos naturales, esto permitió tener la percepción visual sobre los criterios de la población involucrada..

Instrumentos

Según Arias (2006),”Los instrumentos son los medios materiales que se emplean para recoger y almacenar la información” (p.53). Para recoger los datos e información relevantes, se utilizó como instrumentos de recolección de datos el cuestionario.

En referencia al cuestionario o guion de entrevista según Márquez (1996), citado por Arias (2006), es: “El cuestionario es un instrumento de recolección de información a partir de un formato previamente elaborado, el cual deberá ser respondido en forma escrita por el informante”. El cuestionario está conformado por 10 preguntas, dicotómicas previamente organizadas las cuales toman solo dos valores (SI o NO) para recolectar los aspectos más importantes, aplicado a los estudiantes seleccionados en la muestra

Procedimiento de Investigación

Especifica los pasos para la obtención de la información en el desarrollo del tema objeto de estudio, es decir, en este punto se explican las diferentes fases secuenciales que se han venido utilizando para desarrollar la investigación, desde la búsqueda de los elementos teóricos, la definición del contexto de estudio, hasta la elaboración de la maqueta y de reflexiones teóricas que sustentarán la investigación entre esto se hace referencia a las siguientes fases

Definir claramente el problema a investigar y el alcance de la investigación

Establecer con qué recursos financieros

Definir la metodología de la investigación (descriptiva de campo)

Establecer el método .para recolectar los datos

Recolectar la información

Analizar la información

Recolectar el material para la construcción de la maqueta

Elaborar la maqueta

Elaborar el informe final.

Una vez definido los pasos a seguir se procedió a realizar la maqueta donde se utilizaron materiales

CAPITULO IV

ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS

En la presentación y análisis de los resultados se elaboró un procedimiento de los datos obtenidos, según Hurtado, (2010), “el procedimiento a seguir debe comenzar con obtener los datos necesarios para analizarlos a fin de descubrir el significado en termino de los objetivos planteados” Una vez aplicado el instrumento de recolección de datos a la muestra seleccionada, se procedió a totalizar los datos en los cuadros estadísticos descritos a continuación, donde se ordenaron y agruparon para obtener el porcentaje correspondiente a las repuestas de cada pregunta, luego se procedió a la representación gráfica donde se escogió el diseño circular para expresar la forma rápida y directa de los resultados y posterior análisis

N° Preguntas SI % NO %

1) ¿Está Usted de acuerdo con la elaboración de prototipos eléctricos para reforzar los conocimientos de la catedra de física? 95 5

El gráfico Nº1 demuestra según datos recolectados que el 95 % de los estudiantes están de acuerdo con realizar prototipos eléctricos para reforzar los conocimientos de la catedra de física, solo el 5% no considera que sea una actividad que le ayude a reforzar el sistema de aprendizaje

N° Preguntas SI (FREC) NO

2 ¿Considera usted, que un generador hidráulico es un dispositivo que transportar la energía a largas distancias, desde donde se genera hasta donde se requiere? 40 5

La representación gráfica Nº2 indica que el 77% de los estudiantes entrevistados conocen que la elec

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