Aumento de la capacidad de bombeo de una bomba undimotriz, cálculo de rendimiento y diseño en CAD

Abstract

Los océanos son una fuente renovable de recursos, con una gran cantidad de energía limpia e infinita a disposición. En Chile, tenemos la oportunidad de ser pioneros en aprovechar este recurso inagotable que baña nuestros 4.300 km de litoral. La tecnología undimotriz tiene el potencial de aprovechar este recurso, usando el vaivén de las olas en beneficio del país. El presente trabajo tiene como objetivo aumentar el caudal del proyecto undimotriz Wasserdrachen; esto se llevó a cabo aumentando las dimensiones del pistón del sistema de bombeo desde unos 120[mm] a unos 200[mm], y con ello se espera que el caudal aumente desde 1.65[L/s] a un caudal de 20.5 [L/s]. Se estimó la eficiencia del equipo mediante un modelo unidimensional del problema, lo que entregó una eficiencia del equipo Wasserdrachen V de un 13%, comparado con un 2% del diseño previo. Se determinó que los costos asociados a la adquisición de los materiales para la fabricación del equipo ascienden a 11 millones de CLP. Se sugiere como financiamiento la postulación a fondo concursable IDEA+ y se entrega ejemplo de postulación enfocado en el proyecto. Se realizaron planos detallados, se establecieron los pasos a seguir para la construcción del equipo, uso y almacenamiento de los materiales basados en el trabajo en terreno del equipo Wasserdrache IV. El estudio realizado para estimar el tiempo de fabricación mediante el método de ruta crítica entregó que el equipo puede ser fabricado en cerca de un mes de trabajo continuo por un equipo calificado.

The oceans are a renewable source of clean, virtually infinite energy. Wave energy takes advantage of this potential by converting the motion of waves into usable power. With 4,300 km of coastline, our country has a unique opportunity to pioneer the sustainable use of this untapped resource. The primary objective of this work is to improve the flow rate of the Wasserdrachen wave energy project. This was achieved by increasing the piston diameter from 120 mm to 200 mm, which is expected to raise the flow rate from 1.65 L/s to 20.5 L/s. Estimations using a one-dimensional model indicate a 13% efficiency for the Wasserdrachen V design, compared to just 2% for its predecessor, the Wasserdrachen IV, when evaluated under the same criteria. It was determined that the material acquisition costs for equipment manufacturing amount to 11 million CLP. Submission to the competitive fund IDEA+ is suggested as a financing option, along with a provided application example specifically tailored for the project. Detailed engineering drawings were developed, outlining the manufacturing and installation processes, material handling protocols, and storage requirements derived from field operations of the Wasserdrachen IV prototype. The study conducted to estimate manufacturing time using the Critical Path Method (CPM) determined that the equipment can be fabricated by a qualified team in approximately one month of continuous work.