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Estudio y diseño de una turbina hidrocinética a nivel prefactibilidad para la generación de energía en zonas locales

Autor/es: ; ; ;

Director/a: Bonino, Analía

Integrante del jurado: Tapia, María Luisa; Raballe, Roque; Carbajal Ramos, Irene

Tipo de tesis: Proyecto Integrador

Título al que opta: Ingeniero/a Mecánico

Carrera / Programa: Ingeniería Mecánica

Unidad Académica / Dependencia: Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria

Institución otorgante: Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria

Año de realización / defensa:

Cantidad de páginas: 159 p.

Idioma: Español

Resumen en Español:

El presente proyecto aborda el diseño y el análisis de prefactibilidad de una turbina hidrocinética de eje horizontal para la generación de energía eléctrica, buscando el aprovechamiento de un recurso no utilizado: el flujo constante de agua en los canales de riego de Mendoza. El Estudio de Localización identificó como emplazamiento óptimo el Canal Matriz, seleccionado por sus condiciones hidráulicas estables (velocidad promedio V=4.0 m/s) y su favorable impacto institucional. El Diseño Hidrocinético empleó la Teoría del Elemento de Pala y Momento (BEM), seleccionando el perfil NACA 4415 por su resistencia estructural y tolerancia a las variaciones de flujo. El diseño priorizó la seguridad operativa frente al fenómeno de cavitación, optando por una configuración conservadora de relación de velocidad de punta (λ=3), que asegura un coeficiente de potencia (CP) de 0.41 y una potencia mecánica estimada de 5.06 kW. El Diseño Mecánico detalló la arquitectura robusta del sistema,
incluyendo álabes de acero inoxidable (CA6NM) fabricados mediante fundición con patrón 3D, un eje de transmisión de acero AISI 4140, y un generador síncrono de imanes permanentes (PMSG) seleccionado por su alta eficiencia a bajas revoluciones, evitando así la necesidad de una caja reductora. El Análisis Económico, proyectado a 10 años con una tasa de descuento del 19.63%, confirmó la rentabilidad del proyecto en ambos escenarios evaluados, alcanzando una Tasa Interna de Retorno (TIR) mínima del 21.19% (Caso 2). A nivel general, el sistema se alinea con el emergente mercado de convertidores hidrocinéticos y el régimen de Generación Distribuida (Ley 27.424), garantizando la mitigación de riesgos operativos, mecánicos y ambientales mediante un plan de mantenimiento preventivo exhaustivo.

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