DESARROLLO DE MODELO DE MOVILIDAD URBANA INCORPORANDO COMPONENTES SUSTENTABLES INTEGRADORES

DESARROLLO DE MODELO DE MOVILIDAD URBANA INCORPORANDO COMPONENTES SUSTENTABLES INTEGRADORES.

1. Resumen.

Se presenta un modelo de puente peatonal sustentable que permita movilidad en el peatón al mismo tiempo generando interacción de movimiento horizontal, el puente va aprovechar los recursos renovables disponibles como son la energía solar e hidráulica por medio de ruedas hidroeléctricas y paneles solares. El puente trabajara por medio de energía cinética que está relacionada al movimiento de la rueda hidroeléctricas, también trabajara por medio de energía solar en las celdas fotovoltaicas ubicadas en la parte superior de los arcos.

En la fig.1 se basa en una maqueta que fue realizada para hacer una prueba del sistema de trabajo del puente y la forma apta para dicho puente.

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Fig.1 Primer maqueta modelo del puente

La aplicación de este puente modelo puede beneficiar la movilidad de varias entidades adaptándose a las características similares a cualquier parte del mundo que cuente con las analogías del lugar.

1. Introducción.

Antecedentes:

En el diseño de este modelo convergen tres elementos que en conjunto crean uno solo:

 El primero, es el eje principal que sostiene a las ruedas hidráulicas; en segundo lugar, se encuentran los arcos que son las bases que sostienen al puente y las celdas fotovoltaicas en la parte superior que captan la energía solar; finalmente, el puente basculante que es el que permitirá al puente adaptarse a las crecientes del rio.

Ruedas Hidroeléctricas:

El sistema más antiguo de motores hidráulicos, fue utilizado en su inicio para transportar grandes cantidades de agua, posteriormente en la edad media se implementó para otras actividades; en molinos harineros, aserraderos, martillos, bombas y exprimir caña.

En la fig.2 se puede observar el diseño de la rueda hidroeléctrica y el tipo de giro que llevara para su correcto funcionamiento.

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Fig. 2 Rueda hidroeléctrica e idea conceptual de colocación.

Este funcionaba con un  sistema de palas dispuestas sobre un eje con una estructura circular que le permitía generar un movimiento continuo con el impulso del agua.

Fotoceldas: 

Resulta de un Fenómeno conocido como; “efecto fotoeléctrico” el cual fue descubierto en el año 1839 sumergiendo una batería electrolítica en una sustancia similar, resultando una mayor absorción de energía.

Las celdas fotovoltaicas funcionan con la energía del sol, recibida por una placa de material semiconductor  que convierte la energía solar en energía eléctrica.

Cuando un número determinado de fotones impactan una placa semiconductora estos liberan un electrón del material generando una corriente eléctrica. 

En la fig.3 se observa el funcionamiento de una celda fotovoltaica.[pic 5]

Fig. 3 funcionamiento de la celda fotovoltaica

Basculante:

En la antigüedad fueron utilizados en grandes fortalezas, posterior al acceso principal estos brindaban protección elevándose únicamente cuando es requerido.

En la fig.4 se puede observar el moviente del puente GatesHead Millennium Bridge que es similar al propuesto, solo que el puente similar lleva un movimiento con un Angulo de 40°.

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Fig.4 Puente basculante con un giro de 40°

Un puente basculante es un tipo de puente que puede moverse, ya sea de forma lateral o vertical, con la ayuda de un sistema mecánico, permitiendo así el tráfico terrestre y marítimo en la mayoría de los casos.

En México existen 85 ríos acaudalados que ofrecen un gran potencial para generar energías limpias. Algunos de estos atraviesan grandes ciudades como los es en el caso del rio panuco, estos pueden ser aprovechados de distintas maneras para generar energía limpia, sin embargo, no es así, dando un uso común de movilidad de un lado a otro, usando el automóvil como la única manera de atenderla y dejando de lado al peatón. Es decir, la cultura general en México es más importante el auto que el peatón, por lo que este diseño lo involucra directamente.

Objetivo General:

Diseñar un modelo de un puente peatonal y ciclo pista que permite generar energía limpia utilizando la corriente propia del rio, así como la energía del sol, esto mediante ruedas hidroeléctricas y celdas fotovoltaicas.

Objetivos Específicos:

• Desarrollar un puente con arcos que permitan elevarse con las corrientes.
• Integrar celdas fotovoltaicas, en la parte superior de los arcos.
• Adaptar  ruedas hidroeléctricas unidas por en eje que se ancla a los arcos.
• Optimizar la función del puente con ayuda de un sensor que detecta las crecientes.
• Generar un espacio público
• Disminuir el uso del automóvil y emisiones de CO2

1. Marco Teórico

De acuerdo a la información obtenida un puente basculante de este tipo necesita de ciertas características necesarias para operar de forma óptima, entre las que encontramos:

Un nivel mínimo en la corriente del rio, en este caso como es superficial se requiere una profundidad mínima de 2 metros, esto permite generar la fuerza necesario con las que las paletas de les ruedas hidráulicas pueden mantener un giro constante.

Una velocidad mínima de 0,5 metros por segundo, para obtener una cantidad operable de energía.

Se debe contar con una batería que permita el almacenamiento de energía para evitar sobre cargas que pueden dañar el puente, así mismo un regulador que permita distribuir durante el día y la noche esta corriente.

Las ruedas hidroeléctricas no generan energía directamente como lo es en el caso de las turbinas por lo que se conectan a un generador de corriente que conviene la energía mecánica a energía eléctrica, con la carga del generador hay imanes permanentes, en rotor hay un embobinado el cual al girar en el campo magnético genera energía eléctrica.

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