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Magical Feet Extenso
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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CAMPECHE
RETO:
ENERGÍA
NOMBRE DEL PROYECTO:
“MAGICAL FEET”
NOMBRE DE LOS INTEGRANTES
Lucero del Carmen Reyes Martínez
Filiberto Steve Kantún Herrera
Víctor Sánchez Rodríguez
Luis Enrique Marín Flores
Jesús Padilla Pat
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CAMPECHE
INTRODUCCIÓN
En la actualidad la electricidad es parte de nuestras vidas, desde que nos
levantamos hasta que nos acostamos por la noche; incluso cuando dormimos,
nuestros aparatos siguen consumiéndola, es un tanto difícil imaginar que sería la
vida sin electricidad, nada de nuestros aparatos a los que hoy en día la gran mayoría
de las personas ocupan podrían funcionar, sin embargo existen lugares en los que la
red eléctrica no llega, en el mundo hay 1.600 millones de personas que carecen de
acceso a la electricidad y 2.400 millones de personas siguen cocinando y calentando
sus hogares con fuentes de energía básicas como carbón, leña, biomasa y estiércol.
Aproximadamente, el 85% de esas personas vive en zonas rurales; este tipo de
procedimientos que existe en las zonas rurales, la contaminación domestica que
producen genera dos millones de muertes de niños por la quema de combustible
tradicional que es ocupado en cocinas de estas zonas.
Ante esta situación se han planteado alternativas para enfrentar el problema y
distribuir electricidad de manera eficaz a toda la población. Una de las opciones más
viables son los sistemas de generación mediante energía renovable, pues varias de
ellas no precisan interconectarse a la red de distribución para brindar electricidad a
diversos usuarios.
A continuación se presenta un proyecto con la finalidad de proveer energía eléctrica
a zonas rurales donde no llega, será suministrada por medio de energía mecánica
(piezoeléctricos) convertida a corriente en lámparas leds de 24V capaz de proveer
carga eléctrica a un celular y conectado a un banco de capacitores de corriente
alterna se podrá alimentar equipos eléctricos que no sean de alta potencia.
La importancia de que sea en zonas rurales se debe a que la distribución de la red
eléctrica no llega a estas y haciendo actividades cotidianas como tortillas a mano en
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una mesa, al entrar a casa o la parte primordial donde se encuentra el ganado,
generen dicho voltaje con los piezoeléctricos .
PLANTEAMIENTO
En el mundo actual, contamos con una enorme población que demanda grandísimas
cantidades de energía, es necesario entonces realizar ciertos cambios que generen
desarrollo, pero que estos a su vez estén de la mano con la sostenibilidad del
planeta.
En nuestro país hay un total de 24 006 357 hogares, de los cuales 588 864 no
disponen de energía eléctrica. Los estados con mayor porcentaje sin servicio
eléctrico son: Veracruz con 13.9%, Oaxaca 9.7%, Chiapas 8.4%, Guerrero 6.85%,
San Luis Potosí 5.24%, Chihuahua 5.14% y México 4.99%, del total de hogares sin
luz eléctrica. Baja California tiene un 1.74% equivalente a 10 260 hogares que no
disponen del servicio eléctrico (INEGI, 2005).
De los estados que tienen más cantidad de hogares sin servicio eléctrico, es porque
las comunidades, se encuentran muy dispersas y están en terrenos de difícil acceso,
sin caminos ni otro tipo de infraestructura, lo que dificulta la extensión de las líneas
de electricidad.
Algunos de los motivos de tales hechos son las grandes distancias entre las
comunidades, falta de infraestructura, alta dispersión de la población, terrenos de
difícil acceso, costos crecientes de infraestructura eléctrica, bajo consumo y baja
capacidad de pago del consumidor.
La propuesta que se tiene es la generación de energía por medio de piezoeléctricos
que pasará por un rectificador de onda y se almacenara en súper capacitores de
corriente directa, seguidamente está energía será integrada al inversor, este arreglo
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es necesario para poder aumentar el voltaje, ya que el voltaje generado por los
piezoeléctricos por sí solo no es suficiente para alimentar el equipo eléctrico a
utilizar.
El proyecto está diseñado para zonas rurales, y será utilizado de tal manera que por
medio de un tapete se generara corriente y la idea está en asentarlos en parcelas
donde el ganado se encuentra ya que con su peso se genera una presión mayor y
gracias a esto se produce un mayor voltaje en los piezoeléctricos.
PROPUESTA
Diseño de un tapete generador de energía utilizando como sistema de producción de
voltaje los piezoeléctricos que generaran 1V, este voltaje será almacenado en súper
capacitores de 1F a 5.5V para luego pasar por un rectificador de ondas para convertir
la corriente alterna a directa, para después pasar po un inversor de corriente que
aumentara el voltaje a 24V y nuevamente convertirla en alterna la cual servirá para
encender una lámpara de leds de 24V y generar corriente para la carga de un equipo
celular.
Características y componentes a utilizar:
13 piezoeléctrico
2 Súper capacitores de 1F a 5.5V
1 Puente rectificador
1 Transformador de 12V a 24V
27 Leds ultra brillantes
6 Resistencias de 330Ω
3 Resistencia de 300Ω
3 diodos N4001
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Batería recargable de 6V
Placa fenólica
Cajas de protección
El efecto piezoeléctrico presentado por determinados cristales que al ser sometidos
a tensiones mecánicas adquiere una polarización eléctrica en su masa, apareciendo
una diferencia de potencial y cargas eléctricas en su superficie.
En la figura 1 podemos observar un piezoelectrico el cual es un dispositivo que utiliza
el efecto piezoeléctrico para medir presión, aceleración, tensión o Fuerza;
transformando las lecturas en señales eléctricas.
Los Súper capacitores que se utilizaran en este proyecto son dispositivos
electroquímicos capaces de sustentar una densidad de energía inusualmente alta en
comparación con los condensadores normales, presentando una capacitancia miles
de veces mayor que la de los condensadores electrolíticos de alta capacidad los
cuales se muestran en la figura 2.
Figura 1: Piezoeléctrico
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Los súper capacitores nos servirán para almacenar el voltaje que se creara por
medio de los piezoeléctricos, este voltaje se rectificara y almacenara para después
pasar por el inversor y así obtener corriente alterna con mayor voltaje.
La propuesta consiste en aprovechar el ganado en las parcelas ya que con el peso
del ganado la presión que se ejerza será mayor y con esto se generará más voltaje y
este transforma esta energía mecánica (la cual es disipada normalmente), en energía
eléctrica que se pueda utilizar para alimentar lámparas de leds de 24V y cargas
para celulares.
A continuación se presenta el diagrama del circuito eléctrico con sus arreglos para la
elaboración del tapete “Magical feet” en el cual se observa el rectificador que es por
donde pasara el voltaje generado por el piezoeléctrico para convertir la energía en
directa y se almacenara en los capacitores de 1F a 5.5V.
Figura 2: Súper Capacitor
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La energía almacenada en los súper capacitores será enviada a un inversor. Donde
la energía se aumentara por medio del mismo y se convertirá a alterna para ser
almacenada en una batería recargable de 6V, para después poder dar su uso.
Figura 3: Simulación de rectificador.
Figura 4: Diagrama del arreglo del transformador
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CONCLUSIÓN
El proyecto presentado es una propuesta viable ya que con la presión ejercida por
las personas con solo caminar por ejemplo, se genera una tensión mecánica
transformada en energía que es aprovechada para suministrar corriente a la red
doméstica como lámparas de led, cargar un celular y aparatos que requiera hasta
24V.
Es recomendable hacer las pruebas pertinentes hacia el tipo de conexión que se
implementara en los piezoeléctricos, ya que la conexión en serie no genera suficiente
voltaje para cargar los capacitores y en la conexión en paralelo el voltaje aumenta
constantemente.
Para este tipo de aplicaciones es bueno usar piezoeléctricos que posean un área
transversal reducida, ya que estos producirían picos de voltaje mayores y de esta
forma obtener el resultado deseado. En este caso se usaron piezoeléctricos con
propiedades para emitir sonido lo cual los hace deficientes para la generación de
energía, por lo cual se utilizó el inversor para aumentar el voltaje.
Magical Feet tiene como fin llevar energía eléctrica a las zonas rurales en las cuales
por la poca infraestructura en las carreteras y las distancias largas de la red no
pueden contar estas zonas con este importante servicio, Magical Feet son tapetes
que producen energía con solo pasar sobre él; Las zonas rurales podrán tener un
tapete generador de energía por un bajo costo ya que los componentes del mismo
son económicos y así podrán disfrutar de los servicios que esta provee.
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BIBLIOGRAFÍA
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