INFORMACION GENERAL DEL PROYECTO

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UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA 
 
CÓDIGO:FINV-
011 
VERSIÓN: 02 
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PRESENTACIÓN DE PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN 
 
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INFORMACIÓN GENERAL DEL PROYECTO 
TÍTULO DEL PROYECTO 
DISEÑO Y ANÁLISIS DE UN MODELO AEROGENERADOR DE CARGA 
PARA VEHÍCULOS ELÉCTRICOS 
DURACIÓN (MESES) 
 
 
LÍNEA DE INVESTIGACIÓN 
INSTITUCIONAL 
Energías 
GRUPO DE INVESTIGACIÓN 
Y CÓDIGO COLCIENCIAS 
 
 
FACULTAD 
 
Ingenierías 
LÍNEA DE INVESTIGACIÓN 
DE LA FACULTAD 
 
DEPARTAMENTO 
 
Ingeniería mecánica 
 
INFORMACIÓN DE INVESTIGADORES 
 NOMBRE CÉDULA TELÉFONO E-MAIL 
INVESTIGADOR 
PRINCIPAL 
JUAN ANDRÉS TIRADO ESPITIA 
 
10029982
35 
321818446
3 
juantirado561
@gmail.com 
COINVESTIGADOR 
JOSÉ ANTONIO ROHATAN SERPA 
 
10679538
53 
322932318
5 
joserohatan@g
mail.com 
COINVESTIGADOR 
COINVESTIGADOR 
COINVESTIGADOR 
 
INFORMACIÓN FINANCIERA DEL PROYECTO 
FUENTE DE FINANCIACIÓN VALOR SOLICITADO 
 
 
TOTAL 
 
 
RESUMEN DEL PROYECTO 
Haga una descripción breve del problema y su justificación de solución, los objetivos y la metodología para 
conseguirlos, los resultados e impactos que espera obtener y el valor de la ejecución del proyecto que se plantea. 
 
 
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mailto:juantirado561@gmail.com
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PROBLEMA Y SU JUSTIFICACIÓN 
Haga una caracterización del problema que desea resolver con el desarrollo del proyecto, haciendo especial énfasis 
en la pertinencia del mismo para la región, las razones por las cuales este debe ser resuelto con el desarrollo del 
proyecto e indicando el impacto del desarrollo del mismo en la sociedad. 
 
Problema: 
 
La aceptación de los vehículos eléctricos ha tenido un desarrollo estancado debido a que los clientes 
conocen las medidas que caracterizan estos vehículos optando por no comprarlos al ver la carencia de 
una infraestructura definida por el reabastecimiento de energía fuera de casa. 
Actualmente los sistemas de carga, como el de frenado el cual solo abastece a los componentes o 
accesorios del vehículo, como son las luces e incluso el mismo sistema de frenado, este sistema no 
abastece el sistema de carga de trasmisión del vehículo. 
En la ciudad de montería, no cuenta con puntos de carguen los vehículos con energía, los cuales 
deben ir a sus casas a cargarlos con el fluido de esta misma, generando un costo más alto del 
servicio eléctrico debido a que este no se encuentra condicionado para la carga de estos vehículos. 
 
JUSTIFICACIÓN: 
 
Ante los problemas presentados surge la idea de diseñar y analizar un modelo de autogeneración 
de carga para los vehículos eléctricos de rango extendido e híbridos, como sistema de respaldo 
para el funcionamiento ideal del vehículo por determinado lapso de tiempo. 
El enfoque del proyecto se dará alrededor del concepto de vehículo eléctrico de rango extendido 
y los vehículos híbridos, ya que la implementación y desarrollo de carros eléctricos ha venido en 
constante aumento. Estos vehículos tienen dos sistemas principales los cuales son el sistema de 
propulsión y el sistema de reserva (o respaldo) cada uno de ellos con una función específica. 
El proceso de carga se llevaría a cabo por medio de energías alternativas, incluso encontrándose 
el auto en movimiento, los modelos se pueden llevar a cabo, por medio de energía eólica, 
implementando una mini turbina eólica para la generación de carga. 
Analizando el diseño aerodinámico del vehículo seleccionado para el diseño y análisis de 
aerogeneración de carga eléctrica, hallando la mejor alternativa para la posición de la mini turbina, 
donde se encuentre el mayor flujo de aire que se opone mientras el vehículo avanza; examinando 
la mejor condición para que esta funcione con mayor efectividad y se caracterice por generar carga 
a la batería de reserva del vehículo. 
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Figure 1. Flujo de aire 
Dado que la ciudad de Montería está en un proceso de desarrollo sostenible y sustentable, estos 
vehículos pueden ser utilizados para mejorar el medio ambiente, bajar las emisiones de gases y 
controlar los niveles de ruido que generan los automóviles convencionales. 
 
 
 
MARCO TEÓRICO 
Haga una revisión bibliográfica del problema y una descripción del estado del arte de la investigación 
relacionada con el mismo y su solución. 
 
 
MARCO TEORICO. 
 
Vehículos Eléctricos e Híbridos 
Los vehículos eléctricos utilizan uno o más motores eléctricos o de tracción para la 
propulsión. Hay tres tipos principales de vehículos de este tipo, existen los que se 
alimentan directamente de una estación de alimentación externa, los que funcionan con 
electricidad almacenada y los que son alimentados por un generador de a bordo, tales 
como un motor (un vehículo híbrido), o una célula de combustible de hidrógeno. 
Algunos ejemplos son los coches, trenes, camiones, aviones, barcos, motos y scooters 
eléctricos y las naves espaciales (Valera, 2011) 
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Batería de Vehículos Híbridos y Eléctricos 
Las baterías o paquete de batería, en los vehículos híbridos y eléctricos son 
considerados el componente principal del sistema. 
En los autos híbridos, el sistema de Batería y Motor Eléctrico, complementan el motor 
de combustión interna. Sin embargo, en los vehículos eléctricos, la batería juega el 
papel principal, y su mal funcionamiento afecta la operación completa del auto. 
Las baterías en vehículos híbridos y eléctricos son diferentes dependiendo su origen de 
fabricación. Las más conocidas son las baterías de Iones de Litio. También es común 
la batería de Níquel-Metal (NiMH) y la batería de ácido de plomo sellada. 
Batería de Ión Litio 
La Batería de Ión Litio de uso automotriz, es también utilizada el Laptops y 
Celulares, su ventaja es 
que es liviana y conserva 
su carga incluso cuando 
no está en uso durante 
tiempo prolongado. 
Este tipo de baterías no 
demandan de 
mantenimiento 
frecuente. Sin embargo, 
este tipo de baterías 
necesitan reemplazo (o 
regeneración) cada 2 o 3 
años para que el 
vehículo híbrido y 
eléctrico funcione a plena capacidad. 
 
Las Batería de Ión-Litio se usan en vehículos como: 
 Nissan Leaf 
 Toyota Prius Prime 
 Honda Fit 
El Toyota Prius Prime cuenta con cinco pilas de baterías de iones de litio. Cada una 
de estos paquetes tiene 19 celdas (25 Amperio Hora o Ah) cada uno (95 en total y 
8,8 kWh). El voltaje completo de esta batería es de 351.5 V (95 veces 3.7 V). 
Figure 2. Bateria Ión Litio 
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Baterías de Hidruro de Níquel Metal (NiMH) 
La batería de hidruro de níquel-metal (NiMH) se utiliza instalando varias celdas de 
manera simultánea para obtener la capacidad de operación de un vehículo. 
Principalmente cuentan con un voltaje de 1.2 Voltios por cada celda. Una desventaja 
de este tipo de baterías, es que sufren de auto descarga. Es decir que la energía se 
pierde alrededor de un 5% durante su fase de almacenaje. 
Usos de la Batería de Níquel Metal: 
 Honda Híbrido Insight 
 Toyota Prius Híbrido 
 Ford Escape Híbrida. 
 
Figure 3. Batería de Ni-MH (Toyota Prius) 
 
Motores Eléctricos 
El motor eléctrico se erige hoy en día como una 
alternativa firme y sustentable a los motores de 
combustión. un motor eléctrico es una máquina capaz 
de convertir la energía eléctrica en mecánica. El motor 
es capaz de realizar esto gracias a la acción de los 
Figure 4. Motor Eléctrico. 
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campos magnéticos que generan las bobinas que se encuentran dentro del motor. 
 
Los motores eléctricos cuentan con seis componentes principales: 
Estator: se trata de la parte fija de la parte rotativa. Es uno de los elementos 
fundamentales para transmitir la potencia en el caso de los motores eléctricos, o la 
corriente alterna en el caso de los generadores eléctricos. 
Rotor: se trata de la parte que gira o rota dentro de una máquina eléctrica, ya sea un 
motor o un generador eléctrico. Consiste en un eje que soporta un juego de bobinas 
enrolladas sobre piezas polares estáticas. 
Conmutador: se trata de una especie de interruptor que se encuentra en algunos 
generadores y motores, y cuya función es cambiar periódicamente la dirección de la 
corriente entre el rotor y el circuito externo. 
Escobillas: en los motores o generadores eléctricos es preciso establecer una conexión 
fija entre la máquina con las bobinas del rotor. Para esto, se fijan dos anillos en el eje 
de giro, aislados de la electricidad del eje y conectados a la bobina rotatoria, a sus 
terminales. Luego, se encuentran unos bloques de carbón que realizan presión a través 
de unos resortes, para establecer el contacto eléctrico. Dichos bloques son las 
escobillas. (TRANSELEC , s.f.) 
Motor en un Vehículo Eléctrico 
Si abrimos el capó de un coche eléctrico, a simple vista la apariencia externa del motor 
eléctrico no difiere mucho que la del motor de combustión. No obstante, al encenderlo 
comprobaremos que, al contrario que los motores térmicos, no emite ruidos ni olores 
ni calor. 
Partes de un motor eléctrico 
Antes de conocer el funcionamiento de un motor eléctrico hay que saber qué partes 
lo componen, puesto que no encontraremos cigüeñales, cilindros, pistones o sistema 
de escape, entre otros. 
Las partes de este tipo de motores son básicamente cuatro grandes grupos, que son 
los responsables de transformar la energía eléctrica que cargamos en la batería a 
través de la entrada de carga en movimiento en las ruedas. Así es cómo funciona un 
motor eléctrico. 
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Motor y freno regenerativo 
El encargado de transformar la energía eléctrica en mecánica. En la parte fija o 
estator se inducen los campos magnéticos para dar impulso de giro a la parte móvil 
o rotor donde se crea la potencia motriz y se transmite al exterior del motor. 
Además, el motor puede invertir su trabajo y generar energía eléctrica cuando el 
automóvil le impulsa durante la frenada o retención. Es una función vital para el 
buen rendimiento del coche eléctrico. 
Reductor de velocidad y diferencial 
Equivale a una caja de cambios de una única velocidad fija y consiste en una caja 
de engranajes que obtiene el eje del motor eléctrico, disminuye su velocidad de giro 
y reparte la fuerza entre los ejes de salida, los palieres que transmiten la fuerza de 
giro de forma directa a las ruedas. 
Sistema regulador 
Para entender cómo funciona un motor eléctrico es necesario conocer este sistema 
capaz de gestionar los flujos de corriente entre las baterías y el motor en doble 
sentido: cuando el motor empuja al coche y cuando el motor recarga las baterías. 
Está compuesto por diferentes elementos que, de manera inevitable, generan un 
calor residual producto de cierta pérdida energética. Para impedir el 
sobrecalentamiento de los siguientes elementos se necesita un sistema de ventilación 
y refrigeración para mantener una temperatura idónea. 
Inversor 
Este dispositivo convierte electricidad proveniente de una fuente de corriente 
continua, como una batería, en corriente alterna para mover el motor eléctrico a 
través de un sistema interruptor electrónico que hace que la corriente extraída de la 
batería cambie su polaridad cíclica y regularmente. 
Rectificador 
Este sistema realiza la función opuesta al inversor, ya que convierte la corriente 
alterna originada en el motor cuando genera energía en corriente continua para 
almacenarla en la batería nuevamente. 
Transformador 
Entre el motor y la batería hay una diferencia de voltaje importante debido a sus 
propias características. Generalmente, los motores eléctricos trabajan a unos 600V, 
mientras que las baterías lo hacen a unos 200V. Así, es necesario un sistema que 
rectifique y cambie las frecuencias, que armonice los voltios. 
Controlador 
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Otro de los elementos necesarios para saber cómo funciona un motor eléctrico es el 
controlador. Este sistema computarizado recibe las órdenes del conductor al acelerar 
o frenar y, con otros sensores, supervisa y coordina los elementos anteriores. 
Tipos de Motores Eléctricos 
Según su alimentación con corriente alterna o continua y su arquitectura, es posible 
categorizarlos de la siguiente manera. 
Motor asíncrono o de inducción 
En este tipo de motor el giro del rotor no se corresponde con la velocidad de giro 
del campo magnético que produce el estator. Es ideal por su bajo coste, poco 
ruido y vibraciones, además de ser un motor fiable y de máxima eficiencia. 
Motor síncrono de imanes permanentes 
Cuenta con un alto rendimiento, un control fácil de la velocidad y poco peso y 
tamaño con una velocidad del rotor constante. Según la posición del campo 
magnético de inducción puede ser de flujo radial (si la posición es perpendicular 
al eje de giro del rotor) o axial (se pueden integrar en las ruedas). 
Motor síncrono de reluctancia conmutada o variable 
Un motor robusto con un alto par y bajo coste, aunque con mucha potencia. La 
corriente se conmuta mediante las bobinas, que crean un campo magnético 
giratorio. Los polos del rotor se atraenpor el campo magnético y crean un par 
que lo alimenta. 
Motor sin escobillas de imanes permanentes 
Normalmente utilizado en coches híbridos, funcionan con imanes permanentes 
situados en el rotor que se alimentan secuencialmente de cada fase del estator. 
Tienen un alto precio y poca potencia, a pesar de que cuentan con una gran 
robustez, nulo ruido y mantenimiento casi inexistente. 
Formación de las corrientes de viento. 
Se entiende por viento el movimiento de masa de aire en la atmósfera. La diferencia de 
presión atmosférica entre dos puntos geográficos distintos es la causa de dicho 
movimiento. (Castro, 2014) 
Aerodinámica del automóvil 
La aerodinámica es el estudio, dentro de la mecánica de fluidos, del movimiento del 
aire y otros gases, y cómo estos interaccionan con los cuerpos en movimiento. Pero en 
el campo que nos ocupa, en el del automóvil, lo interesante es hablar de resistencia 
aerodinámica. La resistencia aerodinámica es una fuerza opuesta al movimiento que 
sufre cualquier objeto (como un coche) que se desplace a través del aire. (Artés, 2020) 
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Energía eólica 
La energía eólica es la energía que se obtiene del viento. Se trata de un tipo de energía 
cinética producida por el efecto de las corrientes de aire. Esta energía la podemos 
convertir en electricidad a través de un generador eléctrico. Es una energía renovable, 
limpia, que no contamina y que ayuda a reemplazar la energía producida a través de 
los combustibles fósiles. (Factor Energia , 2018) 
Aerogenerador 
es un generador eléctrico movido por una turbina accionada por el viento, sus 
predecesores son los molinos de viento. 
Un aerogenerador lo conforman la torre; un sistema de orientación ubicado al final de 
la torre, en su extremo superior; un armario de acoplamiento a la red eléctrica pegado 
a la base de la torre; una góndola que es el armazón que cobija los componentes 
mecánicos del molino y que sirve de base a las palas; un eje y mando del rotor por 
delante de las palas; y dentro de la góndola, un freno, un multiplicador, el generador y 
el sistema de regulación eléctrica. 
Palas de rotor 
Capturan el viento y transmiten su potencia hacia el buje. 
Buje 
El buje del rotor está acoplado al eje de baja velocidad del aerogenerador. 
El eje de baja velocidad 
Conecta el buje del rotor al multiplicador. 
Multiplicador 
Tiene a su izquierda el eje de baja velocidad. Permite que el eje de alta velocidad 
que está a su derecha gire 50 veces más rápido que el eje de baja velocidad. 
Eje de alta velocidad 
Gira aproximadamente a 1.500 r.p.m. lo que permite el funcionamiento del 
generador eléctrico. Está equipado con un freno de disco mecánico de emergencia. 
El freno mecánico se utiliza en caso de fallo del freno aerodinámico, o durante las 
labores de mantenimiento de la turbina. 
Generador eléctrico 
Suele ser un generador asíncrono o de inducción. 
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Figure 5. Componente de Aerogenerador 
 
Dinamo 
El generador de corriente continua, también llamado dinamo, es una máquina eléctrica 
rotativa a la cual le suministramos energía mecánica y la transforma en energía eléctrica 
en corriente continua. En la actualidad se utilizan muy poco, ya que la producción y 
transporte de energía eléctrica es en forma de corriente alterna. (Endesa Fundacion , 
2021) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESTADO DEL ARTE 
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Año de 
publicació
n 
Nombre de la 
publicación 
Referencia APA Objetivo del documento Metodología Aporte a la 
investigación 
2014 DISEÑO 
CONCEPTUAL DE 
UNA MICRO 
TURBINA PARA 
GENERACIÓN, 
IMPLEMENTADA EN 
CARROS 
ELÉCTRICOS DE 
RANGO EXTENDIDO 
Franco Uribe, D. A. (2014) 
Diseño conceptual de una 
micro turbina para generación, 
implementada en carros 
eléctricos de rango extendido 
(Tesis de Pregrado) 
Universidad Pontificia 
Bolivariana, Medellin, 
Colombia. 
Diseñar conceptualmente una micro 
turbina para generación eléctrica, 
implementada en carros eléctricos 
de rango extendido. 
En todo proceso de diseño pueden establecerse 
tres fases principales; diseño conceptual, diseño 
preliminar y diseño detallado, de estas el diseño 
conceptual constituye la primera fase. En este 
punto se da forma y cuerpo a la idea, se conoce 
el cómo, el por qué y el para qué se 
desarrollará. Al mismo tiempo se sustentan de 
manera aproximada los conocimientos y teorías 
que enmarcan el fenómeno.Al hablar de diseño 
conceptual se está limitando el alcance de este 
proyecto a un contexto teórico. Sin embargo, lo 
que se pretende de fondo es mostrar la 
pertinencia y proyección que tienen las turbinas 
en el campo automotriz. Todo este 
planteamiento sin ir más allá de un desarrollo 
comparativo e ilustrativo. 
Estudio y análisis 
acerca de las micro 
turbinas como 
generadores 
eléctricos para los 
vehículos de rango 
extendido. 
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2013 METODOLOGÍA PARA 
EL DISEÑO DE UN 
MINI SISTEMA DE 
GENERACIÓN 
EÓLICA 
Quicaño Maque, P. S. (2013) 
Metodología para el diseño de 
un mini sistema de generación 
elólica (Tesis de Pregrado) 
Universidad Nacional de San 
Agustín de Arequipa, Arequipa, 
Perú. 
Plantear una metodología para el 
diseño de un mini sistema de 
generación eléctrica eólica, en la 
perspectiva de posibilitar el 
abastecimiento de energía eléctrica 
en zonas rurales del país. 
La metodología se inicia con los estudios tanto 
de clima como de demanda eléctrica de una 
comunidad rural del país, la cual se escoge para 
realizar un cálculo de abastecimiento energético 
con los componentes del sistema eólico que se 
seleccionaran, posteriormente se evaluara las 
características eléctricas del generador, 
considerando las características aerodinámicas 
de una hélice modelo, a fin de obtener la 
respuesta de la turbina eólica equipada con el 
equipo eléctrico de generación diseñado. 
Conocidos los resultados de los cálculos, entre 
los cuales está el porcentaje de la demanda que 
es posible abastecer con las máquinas 
diseñadas, se realiza una evaluación económica 
que considera el costo de construir y operar 
estas turbinas eólicas durante un determinado 
período de tiempo y el ahorro en consumo de 
petróleo diesel, correspondiente al energético 
primario de un grupo electrógeno que debería 
entregar la energía eléctrica ahora generada en 
base a la energía eólica. Con esto se concluye la 
factibilidad de la utilización de este tipo de 
turbinas como solución al abastecimiento 
eléctrico dentrode zonas rurales, climáticamente 
aptas. 
Diseño y análisis de 
la creación y 
funcionamiento de 
las mini turbinas 
eólicas 
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2014 DISEÑO Y 
CONSTRUCCIÓN DE 
UNA MINI-TURBINA 
EÓLICA 
Sau de Castro, M. (2014) 
Diseño y construcción de una 
mini-turbina eólica (Tesis de 
Pregrado) Universidad 
Politécnica de Madrid, Madrid, 
España. 
El rotor construido servirá de 
modelo para realizar estudios y 
prácticas relacionadas con la 
generación de energía eléctrica a 
través de medios de producción 
eólicos. Si bien en un principio 
pueda parecer que estos sistemas 
han de ser similares a los de 
generación convencional, el hecho 
de recurrir al viento como fuente de 
energía requiere un planteamiento 
distinto debido a su carácter 
imprevisible. 
El diseño de una máquina eólica generadora 
tiene la particularidad, frente al diseño de otras 
máquinas generadoras, de que las condiciones 
de trabajo son inciertas debido a la alta 
variabilidad del viento. Es por ello necesario 
estimar e imponer una serie de valores que 
permitan determinar la forma y características 
aerodinámicas del aerogenerador. 
Estudio y diseño 
acerca de las mini-
turbinas eólicas bajo 
todos los 
fundamentos 
específicos a los que 
se somete una 
turbina 
2011 DISEÑO Y 
CONSTRUCCIÓN DE 
UN GENERADOR 
EÓLICO DE ENERGÍA 
ELÉCTRICA 
CONTINUA 
Gonzáles Sierra, H., Valcarcel 
Montañez, J. P. y Sánchez 
Torres, A. (2011) Diseño y 
construccion de un generador 
eólico de enérgia eléctrica 
continua. Revista Entornos No 
24 Universidad Surcolombiana. 
Recuperado de 
https://dialnet.unirioja.es/desc
arga/articulo/3798833.pdf 
Diseñar y construir un generador 
eólico de enérgia eléctrica continua. 
a. Búsqueda y recolección de material 
bibliográfico sobre las energías alternativas y 
específicamente en energia eólica. Se hizo una 
indagación sobre investigaciones de creaciones 
en torno a diseños de dispositivos eólicos, 
captación de la energia eólica y su 
transformación. Se accedió a información 
disponible en la red , en las universidades del 
país y del exterior, donde existen grupos 
especializados de investigación en esta área. b. 
Revisión de los principios físicos involucrados en 
el diseño, construcción y puesta en 
funcionamiento del prototipo de aerogenerador. 
c. Elaboración de hipótesis acerca del diseño. En 
la segunda fase se organizó la información 
recolectada para tener posibles materiales con 
los que se construirá el aerogenerador; y 
seguidamente se seleccionó el material para 
plantear posibles hipótesis sobre el modelo más 
satisisfactorio de prototipo. Una vez diseñado el 
modelo de aerogenerador , se procedió a la 
construcción y prueba del dispositivo; con sus 
respectivas caracteristicas del entorno en donde 
se experimentó 
Estudio acerca del 
diseño de los 
generadores eólicos 
de energía continua 
con base a los 
principios básicos de 
la física 
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PRESENTACIÓN DE PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN 
 
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2020 Automatización de un 
banco de ensayos de 
generadores 
eléctricos para 
aplicaciones en 
energía eólica de 
baja potencia 
Agotegaray, J. C., Pinzón, A., y 
Lera, E. (2020). 
Automatización de un banco 
de ensayos de generadores 
eléctricos para aplicaciones en 
energía eólica de baja 
potencia. Revista elektron, Vol. 
4, Nº. 1, pp. 1-7. Recuperado 
de 
file:///C:/Users/legen/OneDriv
e/Im%C3%A1genes/jrt/Semill
ero/doc_A%20entregar/articul
os/88-806-1-PB.pdf 
Automatizar un banco de ensayos 
de generadores eléctricos para 
aplicaciones en energía eólica de 
baja potencia, con el fin de 
determinar el rendimiento de 
generadores eléctricos 
El ensayo del generador eléctrico considera el 
rango de RPM en el que funciona la turbina 
eólica Darrieus H, el cual comienza en 100 RPM 
aproximadamente, cuando la tensión rectificada 
del generador eléctrico supera los 24 V en 
continua, para que se produzca la carga de las 
baterías. El rango superior de funcionamiento se 
establece en 350 RPM. Si la selección del modo 
es manual la velocidad del motor se establece a 
través de un potenciómetro en la entrada 
analógica del módulo EM235. Para analizar 
puntos intermedios, se realizan mediciones a 
100, 150, 200, 250, 300 y 350 RPM, es decir, en 
cinco condiciones de funcionamiento para 
analizar el comportamiento mecánico y eléctrico. 
Otro modo es la definición de rampas de RPM 
para establecer un funcionamiento con 
velocidades variables, y de esta forma simular 
las condiciones a las que el generador eléctrico 
estará sometido acoplado a la turbina eólica y 
obtener su respuesta de forma continua. 
Se tiene proyectado otro tipo de ensayo en 
donde se buscará emular los vientos turbulentos 
que se dan en condiciones climáticas extremas y 
en sitios urbanos donde la superficie es rugosa. 
De esta forma se logrará poner al límite las 
condiciones eléctricas y mecánicas del 
generador, y obtener la respuesta lo más 
próxima a las que el generador estará sometido. 
La limitación que tiene este ensayo es que las 
RPM pueden cambiar en tiempos cortos, y el 
algoritmo de cálculo de RPM no pueda funcionar 
correctamente. 
Estudio acerca de los 
generadores 
eléctricos, bajo 
condiciones de 
funcionamiento 
semejantes a los que 
se sometería como 
un generador 
acoplado a una 
turbina eólica. 
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2019 IMPLEMENTACIÓN 
DE UN GENERADOR 
EÓLICO DE EJE 
VERTICAL SAVÓNICO 
PARA LA 
GENERACIÓN DE 
ENERGÍA ELÉCTRICA 
DE 120 V 
AGallardo Naula, C., Cardoso 
Totoy, D., Caiza Quishpe, L., y 
Otero Potosi, S. (2019). 
Implementación de un 
generador eólico de eje 
vertical savónico para la 
generación de energía 
eléctrica de 120 v. 
UNIVERSIDAD, CIENCIA y 
TECNOLOGÍA, Vol. 23, Nº 93, 
pp. 55-64. Recuperado de 
file:///C:/Users/legen/OneDriv
e/Im%C3%A1genes/jrt/Semill
ero/doc_A%20entregar/articul
os/151-Art%C3%ADculo-342-
2-10-20190911.pdf 
Diseñar un generador eólico de eje 
vertical savónico para la generación 
de energía eléctrica de 120 V 
Para elaborar el presente proyecto se utilizó 
tubo rectangular de 10*5 cm para la durabilidad 
de la estructura y estabilidad también se realizó 
pruebas en el programa Ansys quien nos mostró 
la durabilidad y estabilidad del 
mismo además consta de unas aspas fabricadas 
en fibra de vidrio de 2 mm para que sean más 
ligeras. 
Diseño de la estructura en SolidWorks: 
Para la elaboración del modelo tridimensional de 
la estructura se realizará principalmente en el 
programa computacional SOLIDWORKS. 
Inicialmente se va a realizar la medición directa 
sobre cada uno de los elementos de la 
estructura con un calibrador pie de rey, tratando 
de obtener la mayor cantidad posible de 
mediciones como diámetros, espesores, alturas 
y profundidades. En el proceso se encontrarán 
diferentes problemas para medir los interiores 
de las carcasas y las curvaturas de los álabes de 
la turbina. 
En vista de la complejidad de las geometrías de 
cada uno de los componentesdel 
turbocompresor (carcasas y rodetes), se va a 
recurrir a diferentes técnicas de medición 
directas e indirectas para tratar de obtener 
fielmente las principales características 
geométricas de los componentes de las 
estructuras. Para realizar el diseño de la 
estructura se toma un modelo establecido para 
los aerogeneradores que nos dé estabilidad al 
momento de montar la estructura. 
Información acerca 
de las reacciones 
sobre el generador 
eólico debido a las 
corrientes de aires, 
simulación del 
montaje y diseño de 
la estructura en 
solidWorks para los 
respectivos 
materiales 
seleccionados de la 
estructura. 
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2019 PREFACTIBILIDAD 
DE INSTALACIÓN DE 
ILUMINARIA EN 
PARQUE QUEBRADA 
VERDE, MEDIANTE 
USO DE PANELES 
FOTOVOLTAICOS Y 
USO DE 
AEROGENERADORES 
Contreras Sepúlveda, M. J., & 
Pinto Urrutia, J. P. (2019). 
Prefactibilidad de instalación 
de iluminaria en parque 
Quebrada Verde, mediante uso 
de paneles fotovoltaicos y uso 
de aerogeneradores (tesis de 
pregrado). Universidad Técnica 
Federico Santa María sede 
Viña Del Mar – José Miguel 
Carrera, Chile. 
Realizar una prefactibilidad de la 
instalación de iluminaria en el 
parque recreativo Quebrada Verde 
dando énfasis a dos instalaciones 
enfocadas en energías renovables, 
como son la energía fotovoltaica y 
energía eólica. 
Para comenzar con la implementación de 
iluminación con energía renovable por medio de 
paneles fotovoltaicos y aerogeneradores nos 
debemos enfocar en los lugares que más 
necesitan iluminación en el parque quebrada 
verde. Las zonas de mayor necesidad serán el 
sendero hacia la zona de picnic y juegos hasta el 
mirador e implementación de energía renovable 
en la iluminación ya instalada en la entrada. Se 
definirá la cantidad de ampolletas o focos que 
posee el parque en distintos sectores de este, 
donde circula la mayor cantidad de gente por su 
cercanía y atracciones. 
Estudio de la 
perfectibilidad 
técnica y económica 
en el uso de las 
energías 
renovables(solar, 
eólica) en diferentes 
usos como en este 
caso la Instalación 
de iluminaria en 
parque Quebrada 
Verde, al igual que 
en muchas otras 
aplicaciones. 
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2019 Diseño de un 
aerogenerador 
Savonius para uso 
doméstico 
Diago Vidal, C. (2019). Diseño 
de un aerogenerador Savonius 
para uso doméstico (Trabajo 
final del Máster Universitario). 
Universitat Politècnica de 
València, Valencia, España. 
El objetivo principal de este trabajo 
es el diseño completo (mecánico, 
eléctrico y electrónico) de un 
aerogenerador de eje vertical (de 
tipo Savonius) y de bajo coste para 
generar potencia eléctrica a baja 
tensión. El aerogenerador debe ser, 
por una parte, funcional y adecuado 
para generar y acumular potencia 
eléctrica a baja tensión, y, por otra 
parte, conómicamente viable. 
1. Búsqueda de información en la literatura 
técnica y recopilación de las leyes físicas del 
ámbito mecánico, eléctrico y electrónico 
presentes en un 
aerogenerador (teoría sobre la energía eólica y 
aerogeneradores). 
2. Búsqueda y cálculo de velocidades medias 
anuales del viento en base a datos 
oficiales. Cálculo de la distribución probabilística 
de las diferentes velocidades 
del viento mediante la distribución de Weibull y 
cálculo de la potencia media 
ponderada durante el año. 
3. Cálculos previos: potencia mecánica, 
velocidad y par mecánico del rotor; potencia y 
energía media diaria eléctrica generada. 
4. Diseño de un pequeño prototipo de 
aerogenerador de tipo Savonius mediante 
el programa de diseño mecánico “Solidworks”. 
5. Impresión en 3D del prototipo, montaje y 
prueba de funcionalidad, estabilidad 
mecánica y de velocidades de giro con y sin la 
carga del generador. 
6. Ampliación del primer prototipo diseñado a 
un segundo prototipo de 2m de 
altura y análisis por ordenador de los esfuerzos 
mecánicos de la estructura. 
7. Elección del generador eléctrico. 
Implementación de un circuito electrónico 
para la elevación y estabilización de la tensión 
para garantizar la correcta 
acumulación de la potencia eléctrica en la 
batería. 
8. Realización de un inventario de piezas 
necesarias y cálculo del coste total de la 
producción del aerogenerador. Estudio de 
viabilidad económica del producto. 
9. Compra del material necesario y montaje del 
segundo prototipo. 
Información acerca 
de la implementación 
de aerogeneradores 
en el uso doméstico, 
con el fin de 
convertir la energía 
cinética del viento en 
energía eléctrica. 
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2017 Estudio de 
Factibilidad para un 
Sistema de Recarga 
por Energía Eólica 
para un Vehículo 
Eléctrico en la Ciudad 
de Quito 
Guzmán Cajiao, K. (2017). 
Estudio de Factibilidad para un 
Sistema de Recarga por 
Energía Eólica para un 
Vehículo Eléctrico en la Ciudad 
de Quito. (Tesis de pregrado). 
Universidad Internacional SEK, 
Quito, Ecuador. 
Analizar la factibilidad, parámetros, 
y componentes para recargar un 
vehículo eléctrico utilizando energía 
eólica en la ciudad de Quito. 
Para el presente proyecto se requiere conocer si 
el viento es lo suficientemente fuerte en la Mitad 
del Mundo, para poner en funcionamiento un 
aerogenerador. El sistema completo de 
generación de energía eléctrica y 
almacenamiento debe cargar un vehículo 
eléctrico, para este caso se toma como 
referencia un KIA SOUL EV, debido a que dicho 
vehículo presenta mayor información disponible 
y abierta al público. 
Información acerca 
de la factibilidad que 
tiene la realización 
de un proyecto de 
Sistema de Recarga 
por Energía Eólica 
para un Vehículo 
Eléctrico 
2020 DISEÑO Y CONTROL 
DE UN SISTEMA 
HÍBRIDO 
AUTÓNOMO DE 
GENERACIÓN EN 
BASE A ENERGÍAS 
RENOVABLES EN LA 
RESERVA 
ECOLÓGICA LOS 
ILLINIZAS. 
Chancusi Defaz, L. M., & 
Moreta Caiza, H. A. (2020). 
Diseño y control de un sistema 
híbrido autónomo de 
generación en base a energías 
renovables en la reserva 
ecológica Los Illinizas. (Tesis 
de pregrado). Universidad 
Técnica de Cotopaxi, 
Latacunga, Ecuador. 
Diseñar un sistema híbrido 
autónomo con el respectivo control 
para la generación de energía 
eléctrica renovable en el Refugio 
Nuevos Horizontes de la Reserva 
Ecológica Los Illinizas. 
1. Investigando información sobre datos 
climatológicos correspondientes al lugar en 
donde se ejecute el proyecto, como puede ser 
en páginas web que hagan referencia a este 
requerimiento. Indagando información 
existente sobre la situación climática y su vez 
una recolección de datos actualizados en la 
zona. 
2. Llegando al sitio se realizó la respectiva 
inspección visual de las cargas existentes y 
cargas a instalar para el dimensionamiento de 
los sistemas de energía renovable. 3. 
Recopilando información acerca de las diferentes 
fuentes de energía no convencional, tanto en 
libros como páginas web.4. Conociendo el principio de funcionamiento y 
los elementos que intervienen en un sistema 
hibrido de generación distribuida. 
5. Diseñando un sistema de control se puede 
obtener los datos que se necesitan para cumplir 
con los parámetros anteriormente mencionados. 
Información del uso 
que se le da a los 
tipos de energía 
(solar, eólica y de 
combustión), los 
beneficios que se 
tienen al usar las 
energías alternativas. 
 
 
 
 
 
 
 
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OBJETIVOS GENERALES Y ESPECÍFICOS 
Plantee el propósito del proyecto a desarrollar y como este se divide en las metas escalonadas para el desarrollo del 
mismo 
Objetivo general 
 
Diseñar un modelo de aerogenerador de carga para los vehículos eléctricos de rango 
extendido, como sistema de respaldo para el funcionamiento ideal del vehículo por 
determinado lapso de tiempo. 
 
 
Objetivos específicos 
 
 Revisar el estado del arte acerca del tema de aerogeneradores de carga para los vehículos 
eléctricos. 
 
 Analizar los parámetros importantes que influyen en el diseño del modelo, como 
velocidad del viento, material de la estructura, dimensiones de la estructura, etc. 
 
 Realizar un diseño de un prototipo de aerogenerador mediante el programa de diseño 
mecánico “Solidworks”. 
 
 Analizar la eficiencia del diseño y si cumple con los requisitos de la propuesta 
 
 
 
 
 
 
MATERIALES Y MÉTODOS 
Haga una descripción de la metodología y los materiales a utilizar en el desarrollo de cada uno de los experimentos 
que diseñará, realizará y evaluará dentro del desarrollo del proyecto, indicando el nombre del experimento, el 
procedimiento para realizarlo, el diseño experimental a utilizar, las variables a evaluar y las pruebas estadísticas a 
aplicar. 
 
MATERIALES 
 
 Libros de Diseño de Ingeniería Mecánica. 
 Equipos electrónicos (Computador, celular, etc.) 
 Programas de diseño (Solidworks, Matlab, AutoCad, etc) 
 
 
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METODOLOGIA: 
Inicialmente se implementará un estudio acerca del estado del arte y las referencias bibliográficas 
que se encuentran acerca del tema del proyecto a seguir, buscando la información en plataformas 
como google academics, biblioteca digital de la Universidad de Córdoba, etc. 
Seguidamente se realizará un estudio del vehículo al cual se le implementará el modelo de 
aerogenerador, analizando factores como la aerodinámica, la velocidad promedio del vehículo, 
encontrando la posición ideal para la mini turbina y así poder realizar los cálculos necesarios para 
determinar las medidas del modelo. 
Posteriormente se realizaría el diseño en 3D del prototipo del aerogenerador en solidWorks para 
estudiar las fuerzas y reacciones que se ejercen sobre el modelo. 
Finalmente desarrollar el estudio de la resistencia del modelo, para determinar los materiales 
acordes al aerogenerador, el cual debe resistir altas cadenas de viento. Manteniendo una eficiencia 
y efectividad alta para generación de carga de la batería de respaldo. 
 
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