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Aprovechamiento de la Energía
Undimotriz
Mg. Ing. Alejandro Haim
Mg. Ing. Haim – Ing. Pelissero
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Tipos de energías marinas
Mareomotriz
Energía Undimotriz Departamento de Ingeniería Mecánica
Mg. Ing. Haim – Ing. Pelissero
Undimotriz
Corrientes Marinas
Osmótica
Térmica Oceánica
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El origen es la energía que emite el sol
Diferencia de presión de la masa de aire
Viento
Presión del viento sobre la superficie el mar
Deformación de la superficie del mar (ondulación)
Ondas marinas
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Mg. Ing. Haim – Ing. Pelissero
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Las ondas se trasladan, pero no las partículas de agua, que se mueven en trayectorias elípticas o circulares
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Energía Cinética:
Velocidad de la onda
Energía Potencial:
altura que posee la ola Energía Hidráulica
Diferencia de presión
A-B
A
B
Tipo de energía que se quiere captar: hidráulica, potencial, cinética
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Cálculo de la potencia de las ondas Potencia por metro de frente de onda = 1,963 H² x T[*]
Siendo: T = período en segundos y H = altura de onda
Ejemplo: H = 2 m ; T =10 s Potencia= 1,963x10x4 = 78 kW/metro de frente de onda
[*] Pedro Ibáñez, Robotiker Tecnalia, España
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• Biomasa: 0,6 W/m² [1] • Solar: 200 W/m² [2] • Eólica: 400 a 600 W/m² [2] • Undimotriz: 2.000 a 3.000 W/m² [2]
• La energía de las ondas es una energía concentrada: • 5 veces mas que la energía eólica [2] • 10 a 30 veces mas que la energía solar [2]
[1] Ing. Agr. M. Sc. Jorge A. Hilbert, Clase Biomasa, Maestría Energías Renovables 2010 – UTN [2] Pedro Ibáñez, Robotiker Tecnalia, España
Datos comparativos de la densidad energética de los distintos tipos de energías renovables
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Energía Undimotriz A pesar de ser una energía renovable dependiente de las condiciones climáticas, en el mundo científico existe el consenso de que el recurso undimotriz es:
• Constante
• Predecible
• De alta concentración energética
• Pueden aparecer ondas en lugares de escaso viento pues se
originan en sitios lejanos y se trasladan casi sin perder energía
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Recurso Nacional
Potencial mundial: 200 a 500 GW
• Costa Argentina: 29 a 97 kW/m de frente de ola.
• Costa Argentina: 5.087 km
• Plataforma marina de 200 millas de baja profundidad.
• Zona de explotación exclusiva del Mar Argentino: son 2.809.237km², una de las más grandes del mundo
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Recurso Nacional
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MUTRIKU Sistema de columna de agua oscilante (OWS)
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• Estado: Funcionando desde 08/07/2011
• País: España, región vasca • Potencia: 269 kW • Transformación:
Undimotriz – aire a presión – turbina
• Costo: € 6,7 MM • Abastecimiento: 600
personas • Evita: 600 ton CO2/año
MUTRIKU Sistema de columna de agua oscilante OWS
Corte longitudinal de la planta Mutriku
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MUTRIKU
Corte longitudinal del equipo
3 de las 12
turbinas
Visita: Noviembre2011
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• Ubicación: Portugal
• Potencia: 750 kW
• Transformación: Sistema hidráulico – turbina hidráulica
Pelamis
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• Ubicación: Escocia , España - Santander
• Potencia: 150 kW
• Transformación: Sistema hidráulico – turbina hidráulica
OTP (Ocean Power Technologies)
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• Ubicación: Dinamarca
• Transformación: Sistema hidráulico – turbina hidráulica
Wave Star
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• Ubicación: Dinamarca
• Transformación: Sistema hidráulico – turbina hidráulica
Wave Star
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Mg. Ing. Haim – Ing. Pelissero Mg. Ing. Haim – Ing. Pelissero – Prof. Roberto Tula
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• País: Brasil - Ceará
• Estado: construcción
• Transformación: Undimotriz – hidráulica - Eléctrica
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Proyecto
Aprovechamiento de la Energía Undimotriz
Tiene como objetivo la investigación y el desarrollo de
equipos y dispositivos innovadores capaces de
transformar la energía undimotriz en energía eléctrica
para su utilización en poblaciones dispersas de nuestra
costa patagónica.
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Integrantes del proyecto
• Dirección: Ing. Mario A. Pelissero (Esp. Química)
• Coordinación: Ing. Pablo Alejandro Haim (Esp. Mecánica)
• Sistemas Mecánicos: Ing. Pablo A. Haim, Ing. Mariano Montoneri, Prof. Roberto Tula, Emiliano Cireli (Esp. Mecánica), Dr. Ing. Pablo Valdez, Nahuel Maldonado
• Construcciones Marinas: Ing. Diego Gagniere (Esp. Naval), Ing. Néstor Ferré, Macarena Balbiani
• Sistemas Eléctricos: Ing. Federico Muiño y Prof. G. de Vita (Esp. Eléctrica)
• Equipamientos electrónicos: Ing. Ernesto Boeiro (Esp. Electrónica)
• Materiales: Ing. Mario A. Pelissero (Esp. Química)
• Oceanografía: Lic. Francisco Galia, Lic. Ana Julio Lifchitz y Ing. Pablo A. Haim
• Gestión: Ing. Guillermo Oliveto
• Sistemas de la Información: Ing. Sebastían Bagnasco, Ezequiel Heinke
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Estado del proyecto
• Estudio del estado del arte
• Estudio condiciones del Mar Argentino
• Diseño de dispositivos mecanismos, estructuras, sistemas eléctricos y electrónicos
• Cálculo y dimensionamiento
• Construcción de dispositivo 1:20
• Construcción de dispositivo 1:10 (2013)
• Construcción de equipo 1:1 (2015)
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Energía Undimotriz Departamento de Ingeniería Mecánica
Mg. Ing. Haim – Ing. Pelissero
• Largo del cuerpo del equipo: 3 m • Diámetro de las boyas: 3 m • Peso de las boyas: 10 ton • Largo del brazo: 6 m
Datos Principales:
Simulación del equipo
Render del equipo en el mar
Maqueta Funcional 1:20
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Energía Undimotriz Departamento de Ingeniería Mecánica
Mg. Ing. Haim – Ing. Pelissero
Puerto de Quequén – Prov. de Bs As.
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Energía Undimotriz Departamento de Ingeniería Mecánica
Mg. Ing. Haim – Ing. Pelissero
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Equipo a escala 1:10 a probar en el INA
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Equipo a escala 1:10 a probar en el INA
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Equipo a escala 1:10 a probar en el INA
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Equipo a escala 1:10 a probar en el INA
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Equipo a escala 1:10 a probar en el INA
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Equipo a escala 1:10 a probar en el INA
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Equipo a escala 1:10 a probar en el INA
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Equipo a escala 1:10 a probar en el INA
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Equipo a escala 1:10 a probar en el INA
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Equipo a escala 1:10 a probar en el INA
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Equipo a escala 1:10 a probar en el INA
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Caso de un parque undimotriz
• Cantidad de boyas: 200
• Pérdidas del 25%
• Potencia por boya: 30 kW
• Potencia total: 6.000 kW = 6 MW.
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La potencia de 6 MW serían suficientes para:
Suministrar energía eléctrica a 5.000 hogares
(20.000 personas).
Evitar la generación de 15.000 toneladas de CO2
anuales, equivale al efecto depurativo de
2.000 hectáreas de bosque.
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Impacto Visual
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Energías Renovables Departamento de Ingeniería Mecánica
Mg. Ing. Haim – Ing. Pelissero
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Mg. Ing. Haim – Ing. Pelissero
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Mg. Ing. Haim – Ing. Pelissero
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Mg. Ing. Haim – Ing. Pelissero
Equipo a escala real 1:1
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Conclusiones finales
La energía undimotriz resulta de:
• Elevada densidad energética
• Consistencia en la disponibilidad energética durante
todo el año
• Gran potencial de nuestro mar
• Tecnológicamente accesible
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Mg. Ing. Haim – Ing. Pelissero
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Mg. Ing. Haim – Ing. Pelissero
NUESTRO SUEÑO
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Mg. Ing. Alejandro Haim – Ing. Pelissero
http://www.mecanica.frba.utn.edu.ar/energiaundimotriz
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Mg. Ing. Haim – Ing. Pelissero