Propuesta de Tesis: Diseo y construccin de un sistema solar generador de electricidad mediante el uso de espejos parablicos y un motor Stirling.Br John Lenin Ortiz Gamba (Ing Mecnica)Br Adriana Zurita Villamizar (Ing Mecnica)Universidad Simn BolvarNecesidad: Ante el incremento del consumo energtico mundial y el aumento de la contaminacin ambiental producto de la quema de combustibles utilizados como mtodo convencional de generacin de energa, es necesario buscar energas alternativas, limpias, eco-amigables y sustentables. El sol es prcticamente una fuente inagotable de energa que el ser humano no termina de aprovechar. Por medio de esta tesis se pretende mostrar la factibilidad en la construccin de un generador que trabaje slo con el aprovechamiento de la energa solar, recolectando la energa de los rayos solares en un punto focal, mediante el uso de un espejo parablico o colector, la cual ser usada por un motor Stirling como su combustible, transformando ese calor en trabajo til, teniendo en cuenta como principal limitante en su implementacin los costos asociados a su construccin, y el limitado material que se consigue en el pas.Propuesta: La tesis estara dividida en 3 ramas fundamentales: Diseo y construccin de un motor Stirling funcional, diseo y construccin de un espejo parablico, y diseo y construccin del sistema de seguimiento y soporte de la estructuraAntecedentes: han sido publicadas 3 tesis en la Universidad Simn Bolivar en relacin al motor Stirling: Diseo de un banco de pruebas para un motor Stirling, Diseo y fabricacin de los componentes de un motor Stirling tipo gamma y Diseo de un regenerador para ser adaptado a un motor Stirling tipo gamma. Sobre el colector solar o espejo parablico hay un desarrollo actual de una tesista de postgrado, que no se ha terminado. Se pretende, segn instruccin del tutor, tomar la informacin que sea necesaria de estos trabajos para darle continuidad al proyecto de construir un generador solar.Alcance: Como estudiantes de Ingeniera Mecnica de esta casa de estudios hemos adquirido diversos conocimientos que nos permitiran llevar a cabo satisfactoriamente esta tesis, los cuales estn reforzados en el rea de electrnica y control, pues curs (John) hasta el tercer ao de la carrera materias a modo de extraplan de Ingeniera Electrnica. Adems, pertenec (Adriana) por x aos a la agrupacin UsbSolar (HABLA DE TU EXPERIENCIA) A continuacin se enlista lo que podramos hacer en el desarrollo de este proyecto: Diseo y construccin del espejo parablico: La fabricacin de espejos parablicos de manera artesanal es una constante en los que buscan energas alternativas, y de manera aficionada, son usados como cocinas solares. Para construirlos, existen diversos mtodos de relativa fcil fabricacin, como lo son:a) Construccin con bomba de vaco: usando un recipiente circular, como un tanque de agua plstico o una tapa de basura, se cubre su superficie con un material elstico, como plstico, y se tiempla, de manera que el conjunto parezca un tambor. Previamente se le hace un agujero donde se inserta una manguera que se conecta a una bomba de vaco, y el plstico se deforma, generando una forma parablica a la que se le puede controlar su punto focal. b) Construccin a partir de una lmina: Si se recorta adecuadamente una lmina de metal, se pueden unir las partes para formar un espejo cncavo: c) Construccin a partir de un molde: Se puede disear una forma parablica de acuerdo a la posicin que se requiera de su punto focal, y construir un molde de cemento, para luego copiar su forma con algn material conveniente, como fibra de vidrio. Se calcularn las dimensiones adecuadas para el colector solar, as como su punto focal ptimo, de manera que se realice un buen aprovechamiento de su geometra y el montaje del motor sobre el punto focal permita que la estructura sea estable.

Diseo y construccin del sistema de seguimiento solar y de soporte del espejo: Se realizar un anlisis de esfuerzos sobre la estructura, de manera de verificar que sta quede equilibrada y resista las cargas a las que estar sometida. El marco que soportar el espejo parablico debe disponerse de tal manera que le sea fcil rotar en 2 ejes, de manera que el sistema de seguimiento solar gaste la menor energa posible para reposicionar el colector, conforme cambia la posicin del sol en el da. El sistema de seguimiento pudiera ser gobernado por un microcontrolador Arduino, que actualmente tengo en mi posesin, el cual recibir la seal de 4 fotoceldas que le indicarn el ngulo hacia donde debe apuntar el sistema. Con sta informacin, el microcontrolador enviara la seal a los motores o servomotores encargados de la rotacin de la estructura.

Construccin del motor Stirling: Este punto es el ms limitante del proyecto. Como ya se mencion, se han desarrollado varias tesis sobre la construccin de un motor Stirling, pero a la fecha no se ha ensamblado uno que est en operacin. Luego, las opciones para el generador serian:a) Darle continuidad al proyecto que existe actualmente: Esto se podra hacer con la asesora del profesor Pedro Pieretti, si es que es de su inters que tal motor sea usado para este proyecto.b) Construir un motor Stirling desde cero: Ya he tenido la experiencia de armar un motor Stirling casero funcional, que funcionaba con una vela encendida como fuente de calor. Aunque este diseo result ser muy ineficiente, si bien funcionaba, se puede mejorar con procesos de fabricacin de piezas ms resistentes y precisas. Ayudndonos en experiencias de tesis anteriores y en colaboracin de los laboratorios de la Universidad se pueden maquinar dichas piezas sin incurrir en muchos costos adicionales.c) Conseguir un motor Stirling funcional, que se adapte al diseo de espejo parablico que se quiere construir: sta es la opcin menos viable, porque habra que disponer de recursos adicionales que no estn contemplados en el desarrollo de este proyecto; sin embargo, por consejo del Prof Pedro Pieretti, esta opcin no se debera descartar, de forma tal que se pueda conseguir un avance en las dems reas en la que est enfocada sta tesis. De cualquier manera, se pretenden realizar estudios de transferencia de calor en el punto focal del espejo parablico construido, segn instruccin del tutor acadmico, para conocer la eficiencia del aprovechamiento de la energa solar en este punto.El diseo final, debera ser similar al siguiente: Recursos: Se pretende que los materiales a usar para este proyecto sean de fcil adquisicin, econmicos, y de ser posible, de reciclaje, y que se consigan en el mercado. El dinero para la compra de materiales que lo ameriten provendr de fondos propios en complemento con algn financiamiento externo, el cual se buscar solo de ser necesario.Tiempo de finalizacin: Ya que seriamos 2 estudiantes trabajando en este proyecto, calculamos que el tiempo en terminarla no debera ser superior a 2 trimestres acadmicos mas un trimestre intensivo (verano) opcional, donde se realizara la defensa de la tesis.