Desarrollo tecnológico de grupo generador 12 (V) con bomba turbina

Abstract

Este trabajo consistió en la selección y posterior ensayo de bombas centrífugas trabajando como turbina, accionando un alternador de vehículo de 12 V, con el objeto de desarrollar un grupo hidrogenerador de bajo costo, portátil y de fácil reposición de piezas. Para ello, el estudio se dividió en cuatro etapas: la selección del alternador y la bomba a ensayar, el montaje y acoplamiento entre ambos equipos, la realización de ensayos y, finalmente, la evaluación de resultados para elaborar un nomograma de selección. Inicialmente se propuso ensayar una sola bomba con distintos rodetes; sin embargo, los resultados obtenidos indicaron la necesidad de trabajar también con bombas de tamaño intermedio y menor, ampliando así el campo de aplicación del sistema. Los ensayos permitieron obtener una potencia eléctrica máxima de 375 W con la primera bomba, utilizando un rodete de 140 mm, una altura de 21 m.c.a y un caudal de 405 l/min. Con la segunda bomba se alcanzó una potencia máxima de 384 W utilizando un rodete de 130 mm, una altura de 33 m.c.a y un caudal de 341 l/min. Finalmente, con la tercera bomba se logró una potencia máxima de 350 W con una altura de 39 m.c.a y un caudal de 250 l/min. El costo estimado del grupo hidrogenerador alcanzó los $65.000 y 924 US$/kW en componentes, variando según el tipo de bomba utilizada. El sistema presenta dimensiones aproximadas de 340 mm de largo por 310 mm de ancho y un peso entre 13 y 21 kg. El alternador utilizado posee una capacidad de hasta 61 A a 5000 rpm, mientras que el grupo opera en torno a las 2300 rpm. La altura mínima de alimentación de agua requerida fue de 8 m.c.a y el rendimiento global alcanzó un 27 %. El nomograma elaborado se basó en la capacidad de simulación de altura y caudal del Laboratorio de Termofluidos de la universidad.