Diseño de microturbina eólica helicoidal horizontal tipo Arquímedes de 150 W para uso urbano en la ciudad de Arequipa
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Date
2025-03-20
Authors
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Publisher
Universidad Católica de Santa María
Abstract
Este trabajo presenta el diseño, desarrollo y prueba de una microturbina eólica helicoidal
horizontal tipo Arquímedes, con una potencia estimada de 150 W, orientada a su uso en entornos
urbanos de la ciudad de Arequipa. El objetivo principal es demostrar su viabilidad técnica y
económica, considerando que el potencial eólico en estas zonas actualmente no se aprovecha
de manera eficiente. El desarrollo del proyecto se llevó a cabo en varias etapas. Inicialmente, se
realizó un análisis teórico del potencial eólico en entornos urbanos y una revisión de antecedentes
sobre turbinas similares.
Luego, se diseñó y modeló un prototipo en el software SolidWorks. La fabricación se llevó a cabo
mediante impresión 3D y otros procesos de manufactura. Finalmente, la turbina fue sometida a
pruebas en campo en dos ubicaciones de Arequipa: Puente Chilina y Mariano Melgar, donde se
registraron velocidades promedio del viento de 3.14 m/s y 2.39 m/s, respectivamente. Los
resultados muestran que la turbina, con un diámetro de 75 cm, una altura de 1.90 m y un ancho
de 1.25 m, alcanza una eficiencia mecánica promedio del 31.56% y una eficiencia de generación
eléctrica del 1.75% a una velocidad media de 2.72 m/s. Se identificaron oportunidades de mejora
en el sistema de generación y control, recomendando el uso de un multiplicador de revoluciones
para optimizar la conversión de energía en velocidades bajas.
Se concluye que la microturbina diseñada y construida es capaz de captar la energía eólica en
condiciones urbanas utilizando materiales accesibles y con un costo total de S/ 2689.30. Se
recomienda su implementación en zonas con velocidades de viento superiores a 3.5 m/s, así
como explorar mejoras en su diseño, como la reducción de peso y la incorporación de un
sistema de direccionamiento automático.
Description
Keywords
Microturbina eólica, Energía renovable