Este documento presenta el diseño de un aerogenerador para obtener energía eólica en la Universidad Fermín Toro. El proyecto busca identificar los materiales necesarios, diseñar las piezas del aerogenerador e implementar métodos de construcción para elaborarlo. El aerogenerador permitirá convertir la energía cinética del viento en energía eléctrica de manera sostenible.

1. Universidad Fermín Toro
Vice-rectorado académico
Decanato de ingeniería
Escuela de Eléctrica
Autor:
González Luis
Docente:
Pérez María
Asignatura:
Metodología de la
Investigación II
CABUDARE, ABRIL DEL 2020
DISEÑO DE AEROGENERADOR
DE ENERGIA EÓLICA

2. Universidad Fermín Toro
Vice-rectorado académico
Decanato de ingeniería
Escuela de Eléctrica
CABUDARE, ABRIL DEL 2020
DISEÑO DE AEROGENERADOR
DE ENERGIA EÓLICA

3. En Venezuela En el estado
En Cabudare

4. Uno de los problemas más frecuentes que presentan los aerogeneradores es su gran tamaño así como las
vibraciones y ruido que provocan. Por esta razón suelen ubicarse en zonas alejadas de viviendas. Sin
embargo empresas y científicos de todo el mundo siguen trabajando para construir aerogeneradores más
pequeños, y en Venezuela pues no es la excepción; por eso este nuevo proyecto del diseñar un nuevo
modelo de aerogeneradores con grandes beneficios.

5. ¿Cómo diseñar un Aerogenerador (molino de viento), implementando los métodos de
construcción e identificando los materiales necesarios para su elaboración?
Diseñar un Aerogenerador para obtener energía
eólica.
• Identificar los materiales necesarios para realizar
un Aerogenerador.
• Diseñar las piezas necesarias que componen el
Aerogenerador.
• Implementar los métodos de construcción para
elaborar el Aerogenerador.

6. Este nuevo e innovador diseño del Aerogenerador, podríamos decir que a nivel teórico puede llenar las expectativas a todos los
científicos e investigadores de la materia, con el logro de un nuevo aprendizaje en cuanto a métodos y materiales implementados
en el estudio.
A nivel social, este nuevo Aerogenerador aportaría la gran garantía de producir buena energía eólica ya que el país se encuentra
en estado crítico con respecto a la electricidad teniendo en cuenta que debería ubicarse en una zona retirada a la población para
así no causar ninguna perturbación sónica por el ruido que produce el aerogenerador. Así sería más factible el ambiente en que se
preste para colocar este aparato.
En cuanto a lo práctico este proporcionara muchos aportes que nos dará este nuevo diseño. Observando la utilización de los
materiales poco costosos y fáciles de conseguir, teniendo en cuenta solo las turbinas profesionales comparables.

7. El alcance del presente proyecto es desarrollar los
diseños básicos para un aerogenerador que permita
la utilización de energía eólica y la convierta en
eléctrica para ser utilizada en un área específica ya
sea en un hogar de residencia o las mismas
instalaciones de la UFT.
Recursos y uso del suelo, tiempo en virtud de la
investigación a desarrollar, además de requerir una
ubicación alejada del lugar en sí, debido a su gran
tamaño, vibraciones y ruidos provocados por el mismo,
sin embargo, empresas de alto rango aun trabajan para
la mejora de los mismos y así diseñar modelos más
beneficiosos y cómodos para el uso.

8.  Marco teórico
En el año 2007 se realizó en la
Universidad de Buenos Aires, el
proyecto de investigación titulado:
“Lograr la construcción de un objeto
tecnológico para la energía eólica” el
cual presenta como objetivo específico.
se llegó a la conclusión de que si podría
la construcción de un objeto pero tendría que
someterse a una investigación más profunda
en cuanto al tema a tratar, se propone un
objeto parecido a un molino de viento pero
tamaño más pequeño y con funciones más
avanzadas
Este proyecto investigativo lo traemos como
antecedente debido a que se relaciona con la
investigación actual en función a la obtención
de energía eólica y a su diseño.

9. Aerogenerador es un generador eléctrico movido por una turbina accionada por
viento (turbina eólica). Sus precedentes directos son los molinos de viento que se
empleaban para la molienda y obtención de harina. En este caso, la energía eólica,
en realidad la energía cinética del aire en movimiento, proporciona energía
mecánica a un rotor hélice que, a través de un sistema de transmisión mecánico,
hace girar el rotor de un generador, normalmente un alternador trifásico, que
convierte la energía mecánica rotacional en energía eléctrica.
Para aportar energía a la red eléctrica, los aerogeneradores deben estar dotados
un sistema de sincronización para que la frecuencia de la corriente generada se
mantenga perfectamente sincronizada con la frecuencia de la red.
Ya en la primera mitad del siglo XX, la generación de energía eléctrica con rotores
eólicos fue bastante popular en casas aisladas situadas en zonas rurales.
En Europa se distingue claramente un modelo centro-europeo, donde los
aerogeneradores llegan a ubicarse en pequeñas agrupaciones en las cercanías de
ciudades alemanas, danesas, neerlandesas, y un modelo español, donde los
aerogeneradores forman agrupaciones (a veces de gran tamaño) en las zonas
montañosas donde el viento es frecuente, normalmente alejadas de los núcleos de
población.
Las características principales de esta turbina eólica pueden variar según el tipo de
Materiales para el diseño de
aerogenerador
Diseño de Piezas
Método Mecánico
Método Electrónico

10.  Un generador: Un generador es una máquina eléctrica que realiza el proceso inverso que un motor eléctrico, el
cual transforma la energía eléctrica en energía mecánica. Aunque la corriente generada es corriente alterna,
puede ser rectificada para obtener una corriente continua.
 Palas: deben ser de material liviano para un mejor funcionamiento.
 Un Timón: Sistema de orientación hacia el viento.
 Una torre: para elevar la turbina hacia dónde esté el viento.
 Electrónica de control: son aquellos dedicados a obtener la salida deseada de un sistema o proceso. En un
sistema general se tienen una serie de entradas que provienen del sistema a controlar, llamado planta, y se
diseña un sistema para que, a partir de estas entradas, modifique ciertos parámetros en el sistema planta, con lo
que las señales anteriores volverán a su estado normal ante cualquier variación.
 Acumulador: un dispositivo para el almacenamiento de energía eléctrica.

11. • Identificar el tipo de generador.
Es importante identificar con qué tipo de generador se va a
trabajar, algunos diseñadores trabajaban con los motores de las
unidades de cinta de ordenadores antiguos. Los mejores para
esto, son los Ametek de 99 voltios en continua que funcionan
muy bien como generador
• Diseño de las palas
• Diseño Disco de aluminio y unión con las palas
Se podría fabricar por medio de una rueda dentada que debe
encajar a la perfección en el eje del motor, pero si no se tiene
los agujeros necesarios, ni el diámetro para hacer la unión
perfecta con las palas, es necesario añadir un disco de aluminio
de 5 pulgadas de diámetro y ¼ pulgada de grosor que valía
perfectamente para la unión de las palas.
• Diseño y Montajes del esqueleto de la turbina
El montaje del esqueleto de la turbina, para hacerlo sencillo, se
opta por colocar el motor en un trozo de madera de 2 X 4
pulgadas agarrado con unas abrazaderas ajustables

12. • Fabricación de la torre
Para la base de la torre, se corta una base
de 2 pies de diámetro de madera
contrachapada. Se le hace un montaje en
forma de U con tuberías de 1 pulgada que
es dónde iría el otro extremo del tubo o
torre de 1 pulgada y ¼ de diámetro.
Se coloca la cabeza de la turbina en la tubería
de 10 pies de largo y 1 pulgada ¼ de diámetro
y la base en el final del mismo. (Cuando se va a
instalar la torre).
Luego se arma todo el mecanismo como
resultado final se obtiene el conjunto de la
cabeza del molino de viento

13. Se empieza con el refuerzo de la torre, coloqué la
cabeza de la turbina en la tubería de 10 pies de largo y 1
pulgada ¼ de diámetro y la base en el final del mismo.
A partir de aquí fue todo muy rápido. Se utilizan
cuerdas de nylon para sujetar el palo de 10 pies al suelo
con estacas de madera y unos tensores en los extremos.
Luego se tendría que amarrar las
cuerdas a la tubería de metal.
Sencillo a la vez que eficaz.
La base de la torre, apoyada en el suelo, y con la
salida del cable de la turbina por la sección en forma
de T. El cable utilizado es un cable normal de
instalaciones eléctricas, simplemente cortar y
conectar turbina con controlador.
La turbina instalada en la parte superior de la torre.
Engrasé todo el tubo de la parte inferior de la cabeza y
se deslizo solo hasta el tope final.

14. El sistema estaría compuesto por un sistema de una o varias baterías para almacenar la
energía acumulada por el aerogenerador, un diodo de bloqueo para evitar el desperdicio de
energía desde las baterías, una carga secundaria para tirar la energía que sobre cuando las
baterías estén totalmente cargadas y un controlador de carga para manejarlo todo.
El principio básico del funcionamiento del controlador es controlar si la batería está cargada
para enviar corriente desde la turbina hacia ellas o desviarla hacia una carga para no dañar las
baterías.

15. Constitución de la
República Bolivariana
de Venezuela.
Ley de Uso Racional y
Eficiente de la Energía,
publicada en la
Oficial N° 39.823,
Extraordinario de
19 de Diciembre de
2011.
Ley Orgánica del
Servicio Eléctrico,
publicada en la
Oficial Nº 5.568
Extraordinario, de
fecha 31 de diciembre
de 2001.
Ley Orgánica de
Sistema y Servicio
Eléctrico, publicada en
la Gaceta Oficial N°
39.573 Extraordinario,
de fecha 14 de
Diciembre del 2010.

16. Variable Independiente: Aerogenerador. Variable Dependiente: Energía Eólica.
Por extensión se ha denominado así a todo aparato
movido por fuerzas de la naturaleza, aun cuando se
destine a otras tareas. Ha tenido siempre una función
práctica, que es la de aprovechar la energía eólica,
transformándola en trabajo útil.
Cuando se habla de Energía Eólica se está haciendo
referencia a aquella energía contenida en el viento, pues
las masas de aire al moverse contienen energía cinética
(aquella asociada a los cuerpos en movimiento), las
cuales al chocar con otros cuerpos aplican sobre ellos
una fuerza. Por eso cuando nos enfrentamos a una
ráfaga de viento sentimos que algo nos empuja.
Definición Operacional
La variable objeto de estudio serán utilizados a través de
un estudio previo para el correcto diseño y elaboración
del aerogenerador.
Definición Conceptual

17. Objetivos específicos Variable Dimensión Indicadores
1. Identificar los Materiales
necesarios para realizar un
Aerogenerador.
Aerogenerador.
Materiales para la
realización del
aerogenerador.
 El motor.
 El Generador.
 La electrónica de control.
 Los acumuladores.
1. Diseñar piezas necesarias
que componen el
aerogenerador.
Aerogenerador. Diseño de piezas.
 Diseño de las palas.
 Disco de aluminio para sostener las palas.
 Mecanismo que permitirá girar a la turbina
libremente.
 Diseño de la torre.
 Esqueleto de la turbina.
1. Implementar los métodos de
construcción área elaborar
un aerogenerador que
permita obtener Energía
Eólica.
Aerogenerador.
Energía Eólica.
Métodos de construcción.
 Método mecánico.
 Método electrónico.
Cuadro de Operacionalización de variables

18.  Abrazadera :ajustable Pieza de metal u otro material que sirve para asegurar tuberías o conductos de cualquier tipo, ya sean en disposición vertical, horizontal o
suspendida, en una pared, guía, techo o cualquier otra base.
 Aerogenerador: Generador de energía eléctrica que es accionado por la fuerza del viento. “molinos de viento” de tamaño variable que transforman con sus
aspas la energía cinética del viento en energía mecánica.
 Acumulador: Un dispositivo para el almacenamiento de energía eléctrica.
 Batería: Aparato electromagnético capaz de acumular energía eléctrica y suministrarla; normalmente está formado por placas de plomo que separan
compartimentos con ácido.
 Diodo de bloqueo: Diodo que impide que se invierta la corriente en un circuito. Normalmente es usado para evitar la descarga de la batería.
 Electrónica de control: son aquellos dedicados a obtener la salida deseada de un sistema o proceso. En un sistema general se tienen una serie de entradas que
provienen del sistema a controlar, llamado planta, y se diseña un sistema para que, a partir de estas entradas, modifique ciertos parámetros en el sistema planta,
con lo que las señales anteriores volverán a su estado normal ante cualquier variación.
 Energía Eólica: Es una fuente de energía renovable que utiliza la fuerza del viento para generar electricidad.
 Esqueleto: Estructura que da sostén, armazón, soporte y protección.
 Generador: Máquina eléctrica que realiza el proceso inverso que un motor eléctrico, el cual transforma la energía eléctrica en energía mecánica. Aunque la
corriente generada es corriente alterna, puede ser rectificada para obtener una corriente continua.
 Madera contrachapada: Tableros de derivados de madera compuestos de un mínimo de tres capas de madera encoladas.
 Molino de viento: Máquina que emplea la energía del viento (eólica) para diferentes tareas.
 Motor: Un motor es la parte sistemática de una máquina capaz de hacer funcionar el sistema, transformando algún tipo de energía (eléctrica, de combustibles
fósiles, etc.), en energía mecánica capaz de realizar un trabajo
 Palas: Realizadas de un material liviano (PVC/ABS) para un mejor funcionamiento.
 Timón: Sistema de orientación hacia el viento.
 Torre: Objeto hecho para elevar la turbina hacia dónde esté el viento.
 Tubo de PVC: Tubos ranurados de poli-cloruro de vinilo no plastificado (PVC), son los que disponen de perforaciones u orificios uniformemente distribuidos en
su superficie, usados en el drenaje de suelos.
 Tubo de ABS: Tubo hecho de una resina termoplástica llamado acrilonitrilo-butadieno-estireno.
 Turbina: Máquinas motrices de flujo continuo que producen trabajo mecánico mediante un sistema de alabes de formas diversas empleando la energía cinética,
térmica o de presión de un fluido, rueda de molino accionada por el agua o por el viento.

19.  MARCO METODOLOGICO
Dado que el objetivo fundamental de esta investigación se basa en establecer los
beneficios que presenta el empleo de un aerogenerador para obtener energía
eólica.
La investigación realizada fue de tipo descriptivo, ya que se refiera a una serie de
investigación cuyo propósito principal, es establecer las potencialidades de una
circunstancia, suceso o aparición. Es pronosticar, describir estructuras
cronológicamente la táctica de una variable, utilizando una metodología descriptiva
constante en la instrucción de caracteres asociados, científicamente a las
generaciones experimentales tomando en cuenta su estadística, como nivel de
procedimiento a través de las mediciones calificativos demostrados antes expuestas,
de manera parcial y elemental, enfocándose en el análisis de razonamiento.

20. Debido a lo expuesto por Fernández, Hernández y Batista (2000:76) “en un estudio no experimental no
se construye ninguna situación, sino que se observan situaciones ya existentes, no provocadas
intencionalmente por el investigador.”
Atendiendo a estas consideraciones Hernández Sampieri y otros (2003:118) citado por Razavih;
definen al diseño no experimental como “estudio sobre los hechos que ya ocurrieron, por lo tanto no se
ejerce ningún tipo de control directo sobre las variables”.

21. Para la elaboración de una investigación, es necesario determinar el espacio
donde se desarrollará la misma y los sectores e individuos a los que se van a
dirigir los esfuerzos de la investigación.
Con base a lo anterior, se obtiene el siguiente cuadro, universo de estudio, en
el cual se presenta la población a la que puede beneficiar la elaboración de un
aerogenerador para el consumo de energía eólica.

22. En forma aleatoria se abordó a candidatos quedando la
muestra final de este proyecto a 30 personas:

23. En dicha investigación se propuso la utilización de la entrevista, en donde Sierra (2006) propone
para esta: “En toda observación social se puede distinguir tres elementos: la situación o realidad a
observar, el instrumento de observación y el acto de observación. En relación a ello la entrevista
ofrece la particularidad de presentar características (físicas, económicas, profesionales, sociales, entre
otras características). Y subjetividad (ideas, creencias, opciones, actitudes, sentimientos, conductas,
entre otras cosas) del encuestado
 Recolección de Datos Primarios: Según el autor
Sabino (1997) “Son aquellos que se obtienen
directamente a partir de la realidad misma, sin sufrir
ningún proceso de elaboración previa.
 Encuesta: Se diseñó una encuesta, estructurado en (5)
ítems, las cuales será suministrada a cada uno de los
integrantes de la muestra.
En esta investigación se les facilito a diferentes residentes de la comunidad una entrevista que contenían (5)
ítems, con alternativas si-no, los cuales nos darán una idea sobre las diferentes opiniones de los habitantes del
(Sector Ambrosio).

24. Para llevar a cabo la validación del instrumento, se seleccionó la Técnica de Juicio de Expertos,
de tal forma que fue evaluado por tres (3) jueces que reúnen las siguientes condiciones:
• Poseen conocimientos en la aplicación de seguridad en el sector empresarial.
• Investigadores familiarizados con la variable en estudio.
• Poseedores de competencia metodológica y de contenido con el tipo y objetivos de la
investigación.

25. Para realizar la presente investigación, se gruirá el proceso que se detalla a continuación:
1. Plantear la variable en estudio y título de la investigación.
2. Planteamiento y formulación del problema a investigar.
3. Establecimiento de los objetivos de la investigación.
4. Se obtiene la justificación teórica, práctica y metodológica de la investigación.
5. Se establece el marco espacial y temporal que delimita el presente estudio.
6. Investigación de la bibliografía y estudios anteriores relacionados al tema, para obtener la fundamentación
teórica del presente estudio.
7. Elaboración de las dimensiones e indicadores que permitirán la consecución de la variable y los objetivos en
estudio.
8. Coordinar reuniones con el personal seleccionado para la investigación.
9. Determinación de la población y muestra.
10. Elaboración y estructuración del instrumento.
11. Validación del instrumento por expertos.
12. Aplicación del instrumento de medición.
13. Tabulación de los resultados obtenidos del cuestionario.
14. Aplicación de la técnica de análisis estadístico seleccionada.
15. Análisis y evaluación de los resultados obtenidos del estudio de los datos.
16. Conclusiones y recomendaciones adecuadas a los resultados.

34. Por extensión se ha denominado así a todo aparato movido por fuerzas de la naturaleza, aun cuando se
destine a otras tareas. Ha tenido siempre una función práctica, que es la de aprovechar la energía eólica,
transformándola en trabajo útil.
Energía Eólica se está haciendo referencia a aquella energía contenida en el viento, pues las masas de
aire al moverse contienen energía cinética (aquella asociada a los cuerpos en movimiento), las cuales al
chocar con otros cuerpos aplican sobre ellos una fuerza. Por eso cuando nos enfrentamos a una ráfaga
de viento sentimos que algo nos empuja.
Con gran satisfacción podemos señalar al término del proyecto, que nuestras expectativas fueron
alcanzadas favorablemente, el ser partícipes durante el desarrollo del mismo; las tecnologías de la
energía eólica se encuentran desarrolladas para competir con otras fuentes energéticas. El tiempo de
construcción es menor con respecto a otras opciones energéticas. Al ser plantas modulares, son
convenientes cuando se requiere tiempo de respuesta de crecimiento rápido. La investigación y
desarrollo de nuevos diseños y materiales para aplicaciones en aerogeneradores eólicos, hacen de esta
tecnología una de las más dinámicas, por lo cual constantemente están saliendo al mercado nuevos
productos más eficientes con mayor capacidad y confiabilidad.

35. También se dice que: “El viento siempre va a estar presente, y no lo vas a gastar, a diferencia del carbón
y del petróleo”. Aunque advierten que “es costoso producir la energía eléctrica a base de viento, pero
cuando se ve lo que inviertes a favor de la protección del ambiente, definitivamente vale la pena tomarlo
en cuenta”.
Según los resultados obtenidos en esta investigación, la muestra estudiada nos deja ver que el 100%
de la población encuestada un 78% argumento que NO poseen conocimiento sobre la información
solicitada (Conoces que termino Aerogenerador). Los resultados también afirman que solo el 22%
contestaron de forma afirmativa, Se observa que el 84% de las personas encuestadas poseen
conocimientos sobre la energía eólica mientras que el 16% afirman que desconoce dicho efecto. En
promedio del 83% respondieron que no han presenciado el funcionamiento de un Aerogenerador
mientras que el 17% tiene algún conocimiento.
El 98% contestaron positivamente y solo el 8% restante no podríamos tener energía eólica como otra
opción.

36. Por otra parte se tiene que debido a los resultados obtenidos se puede apreciar que un 67% de los
encuestados tienen una respuesta positiva del diseño de las piezas necesarias para hacer su propio
aerogenerador, mientras el 33% se negó realizar la actividad.
En la actualidad, la generación de electricidad es la aplicación más importante de este tipo de
sistemas. Los aerogeneradores comerciales alcanzan desde 500 hasta 1,000 Kw de potencia nominal,
tienen rotores de entre 40 y 60 m de diámetro y giran con velocidades que van de las 60 a las 30 rpm.
En Venezuela ingenieros toman la tarea de participar en proyectos para llevar energía eólica a
Margarita, Falcón y Zulia: “Hay muchas posibilidades de que (la puesta en funcionamiento de parques
eólicos) se siga ampliando, más que todo en la costa del país, por la abundancia del recurso eólico, que
de paso no se ha explotado. Podemos sacar mucho beneficio del viento que tenemos en la costa”.