1. Estructura del proyecto
2. Diseño de dos turbinas eólicas de eje vertical
3. Diseño y prototipado de las turbinas con impresión 3D
4. Diseño y prototipado del sistema de medición de variables del aerogenerador
5. Análisis de resultados
6. Conclusiones

¿Cuál es el rendimiento y la viabilidad técnica de 2 tipos de turbinas eólicas de eje vertical (VAWT) fabricadas mediante tecnologías de impresión 3D para la generación de energía eléctrica a pequeña escala?

• Evaluar la viabilidad y eficiencia de dos turbinas eólicas de eje vertical (H-Darrieus y Savonius), fabricadas mediante manufactura aditiva, para la generación de energía eólica a pequeña escala.

• Realizar una exhaustiva revisión de la literatura sobre la generación eólica a pequeña escala.

• Desarrollar y documentar un proceso de prototipado para turbinas eólicas de eje vertical utilizando técnicas de manufactura aditiva.

• Diseñar y construir un módulo electrónico basado en IoT para la captura y transmisión de datos esenciales del proceso.

• Realizar un análisis detallado del desempeño de los prototipos funcionales de turbinas eólicas, comparando sus eficiencias y su viabilidad técnica.

La fórmula para calcular la potencia eólica es:

\[ P = \frac{1}{2} C_p A \rho v^3 \]

donde:

• \(P\) es la potencia

• \(C_p\) es el coeficiente de potencia

• \(A\) es el área barrida por las aspas

• \(\rho\) es la densidad del aire

• \(v\) es la velocidad del viento

Es posible hallar una aproximación de la densidad del aire (\(\rho\)) a partir de la ley ideal de los gases de la siguiente forma:

\[ \rho = \frac{P}{QT} \]

donde:

-\(\rho\) es la densidad del aire

-\(P\) es la presión atmosférica (Pa)

-\(Q\) es la constante de gas específica para el aire

-\(T\) es la temperatura (K)

Se demostró que con 2 tarjetas electrónicas (BeagleBone y Arduino) es posible construir potentes sistemas de adquisición y transmisión de datos soportados en software libre y de código abierto.

Es viable técnica y financieramente la implementación de estas tecnologías para la generación eólica a pequeña escala. La manufactura aditiva es una muy buena opción, la cual garantiza modularidad y elementos adecuados para estas aplicaciones.

En entornos con bajas velocidades de viento es mejor usar las turbinas tipo Savonius, se mostró un mejor desempeño obteniendo un coeficiente de potencia máximo de 0.16 para una velocidad del viento cercana a 4 m/s.

Aunque no se lograron las velocidades de viento para explorar el máximo potencial de la turbina H-Darrieus, se obtuvieron 0.05 < Cp < 0.15 y evidenciar que a velocidades > 5 m/s hay una tendencia creciente en la curva del Cp.

En especial a mi madre y a mi abuela por su apoyo y amor incondicional.

A mi director y profesores por su asesoría y paciencia.

A mis amistades por su acompañamiento en los momentos difíciles. En especial a Santiago, Sebastián y Duber por el apoyo en el proceso.

Y a la Universidad Pública, siempre gracias por existir y resistir para que la juventud pueda seguir soñando.