Diseño del rotor de una turbina hidrocinética de vórtice gravitacional para la generación de energía en la vereda caño rasquiña
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Date
2025-07-29
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Universidad Industrial de Santander
Abstract
El diseño de un rotor para una turbina hidrocinética de vórtice gravitacional (TVG) fue desarrollado con el objetivo de generar 5 kW de potencia en la vereda Caño Rasquiña, una zona rural con acceso limitado a infraestructura eléctrica. A través de un análisis paramétrico y optimización computacional, se determinó que la configuración óptima del rotor corresponde a cinco aspas con un ángulo de ataque de 23°, un diámetro de 0.53 m y material de acero inoxidable 304. Los resultados demostraron que esta configuración maximiza la eficiencia energética, logrando un coeficiente de potencia del 86% y un equilibrio óptimo entre torque, tensión estructural, deformación y desplazamiento. Además, el análisis estadístico permitió identificar la influencia del número de aspas y el ángulo de ataque en el comportamiento mecánico del rotor, destacando su impacto en la estabilidad y durabilidad del sistema.
Los estudios estructurales en SolidWorks validaron la viabilidad del diseño, con factor de seguridad mínimo de 0.5 en las uniones del eje y una frecuencia de operación que evita riesgos de resonancia. La evaluación económica evidenció un ahorro energético estimado de 6'387.500 COP anuales, con un costo del rotor inferior al 0.1% del ahorro proyectado, consolidando su viabilidad financiera. Estos resultados posicionan la turbina como una alternativa eficiente y replicable para la generación de energía renovable en comunidades rurales, aprovechando los recursos hídricos del río Magdalena con mínimo impacto ambiental y promoviendo el acceso equitativo a la energía.
Description
Keywords
Hidrocinética, Rotor, vórtice, Energía, Rural