proyecto integrador de saberes

1. CONSERVACION DEL MEDIO AMBIENTE MEDIANTE
UNA BICICLETA ELECTROMAGNETICA RECICLADA
“FUENTE DE ENERGIA LIMPIA”
AUTORES
Israel Marcatoma
Luis Farinango
John Guaipacha
Angélica Guamán
TUTOR
Ing. Isabel Uvidia
Curso de Nivelación Cing-08
2013-2014
Riobamba- ECUADOR
1

2. 2

3. INDICE
1. INTRODUCCION
1.1. OBJETIVOS
1.2.1 GENERAL
1.2.2 ESPECIFICOS
1.3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.4. FORMULACION DEL PROBLEMA
1.5. JUSTIFICACION
1.6. HIPOTESIS
2. MARCO REFERENCIAL
2.1. MARCO TEORICO
HISTORIA DEL MOTOR ELECTROMAGNETICO (ELECTRICO)
MOTOR ELECTROMAGNÉTICO
TIPOS DE MOTOR ELECTRICO
MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA
MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA
MOTORES DE INDUCCIÓN
APLICACIONES
VENTAJAS DE LOS MOTORES ELÉCTRICOS
USOS
REGULACIÓN DE VELOCIDAD
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA BICICLETA ELCTROMAGNETICA RECICLADA
2.2. MARCO CONCEPTUAL
2.2 . MARCO JURIDICO
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4. 2. MARCO METOTODOLOGICO
3.1. ENFOQUE METODOLOGICO
3.1.1. TECNICAS E INSTRUMENTOS A EMPLEAR
3.1.2. PLAN DE ACCIÓN
3.1.3MATRIZ DEL PLAN DE TRABAJO
3.1.4. TIEMPO ESTIMADO DEL PROYECTO
3.2 TECNICA DE RECOLECCION DE DATOS
3.2.1. ENCUESTAS
3.3. TECNICA DE PROCESAMIENTO Y ANALISIS DE DATOS
PROPUESTA DEL PROYECTO
4.1 ESTUDIO DIAGNOSTICO
4.2 FACTIBILIDAD
4.2.2 ACCESIBILIDAD
4.3 DISEÑO DE LA PROPUESTA
4.3.1 MATERIALES
4.4 APLICACION PRÁCTICA DE LA PROPUESTA
4.4.1 PROCEDIMIENTO
4.2.2. CÁLCULOS
4.4.4 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
CONCLUSIONES
RECOMENDACIONES
BIBLIOGRAFIA
ANEXOS
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5. CONSERVACION DEL MEDIO AMBIENTE MEDIANTE
UNA BICICLETA ELECTROMAGNETICA RECICLADA
“FUENTE DE ENERGIA LIMPIA”
1. INTRODUCCION:
La presente investigación trata de desarrollar una bicicleta electromagnética que
emplea un motor de batidora, basándose en el principio de generación de campo
magnético que provoca un rotor, y así producir un movimiento el cual se
aprovechará para producir energía rotacional hacia la rueda de la bicicleta, por lo
tanto hacer avanzar a la bicicleta. Se emplean unas poleas adaptadas a la rueda y
motor de la batidora el cual transmite movimiento a la rueda trasera.
Como no es una opción tomar corriente continua (baterías) para la bicicleta
electromagnética se requiere corriente alterna.
La información obtenida mayormente es de videos de aficionados con sus
prototipos hechos en su taller de allí parte el desarrollar este proyecto. Además de
sitios web innovadores para un futuro con energías alternativas no contaminantes.
Una de las razones por la que se ha elegido este proyecto es por el interés que se le
ha dado a este tema, además de la importancia de nuevas fuentes de energía, limpias
y renovables, que en la actualidad son poco rentables pero estas fuentes de energía
ayudan a preservar nuestro hogar llamado “Tierra”.
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6. 1.1. OBJETIVOS:
1.2.1 GENERAL:
- Conservar el medio ambiente, mediante el uso de una bicicleta electromagnética reciclada.
1.2.2 ESPECIFICOS:
- Adaptar en una bicicleta un sistema de tracción que aproveche la fuerza
rotacional de un motor electromagnético para que este dé a un usuario la
capacidad de tener una mayor velocidad al momento de trasladarse.
- Comprobar el campo electromagnético que produce un motor jaula de
ardilla obtenida de una batidora reciclable.
- Demostrar el uso que podemos dar a materiales reciclados eficazmente.
- Mentalizar en las personas a la modificación de sus bicicletas para que
mejoren su rendimiento.
1.3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:
En los últimos años se ha dado un incremento masivo de vehículos automotores en las
grandes ciudades así como también en pequeñas ciudades. Los automotores contaminan
con emisiones toxicas y con el ruido que causa molestias y estrés a conductores y a
peatones, para equilibrar esta situación se debería ingresar un vehículo ecológico que tenga
una mínima contaminación y cause menores molestias porque al trasladarse en un vehículo
ecológico como la bicicleta electromagnética sería una mejor manera de hacerlo. El
problema es que las condiciones físicas de la mayoría de personas no son buenas, para ello
se adapta en la ciudad una bicicleta con un motor electromagnético el cual ayude a facilitar
la movilización de un lugar a otro rápida y eficazmente.
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7. 1.4. FORMULACION DEL PROBLEMA:
¿Podemos disminuir el calentamiento global, el masivo incremento vehicular en las
ciudades, el ruido que estos dispersan y el mentalizar en las personas “La conservación del
medio ambiente” con la utilización de vehículos que emplean energías alternativas a la de
combustión de petróleo y con materiales reciclables en este caso la bicicleta
electromagnética?
1.5. JUSTIFICACION:
En la actualidad en nuestra ciudad existen una gran cantidad de vehículos los cuales
contaminan al medio ambiente con gases contaminantes (CO2), ruido y tráfico vehicular
provocados principalmente por los automóviles. El principal recurso energético que
emplean los automóviles es el petróleo y este a su vez es limitado, por lo tanto, se agotara.
Además, su utilización provoca un gran impacto Ambiental en la biosfera al contaminar el
aire, el agua y el suelo tal como se ven a nuestro alrededor, así como también el exceso
acumulativo de vehículos contaminantes en las ciudades que
lleva a las ciudades a
congestionarse. Estos hechos han generado un interés creciente por el desarrollo de nuevas
tecnologías para la utilización de fuentes de recursos renovables alternativas que, aunque
actualmente son poco rentables, tienen la ventaja de ser poco contaminantes, en este caso
mediante una bicicleta electromagnética al disminuir el problema del incremento de tráfico
vehicular , ruido y contaminación de los mismos.
1.6. HIPOTESIS:
Al trasladarse en una ciudad con un relieve casi plano y a lugares no muy distantes uno del
otro utilizando una bicicleta electromagnética disminuirá la contaminación y el excesivo
incremento de vehículos en la ciudad, así como también el ruido que dispersan los
automóviles. Además al utilizar esta bicicleta tendríamos un ahorro económico muy
importante y se mantendrá saludable a la población. En la medida que el grado del
aumento de número de personas reflexione sobre el alto nivel de contaminación existente
este disminuirá proporcionalmente.
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8. 2. MARCO REFERENCIAL:
2.1. MARCO TEORICO:
HISTORIA DEL MOTOR ELECTROMAGNETICO (ELECTRICO):
El principio de la conversión de la energía eléctrica en energía mecánica por medios
electromagnéticos fue demostrado por el científico británico Michael Faraday en 1821 y
consistido en un alambre libre-que cuelga que sumerge en una piscina de mercurio. Un
permanente imán fue colocado en el medio de la piscina del mercurio. Cuando a actual fue
pasado a través del alambre, el alambre rotado alrededor del imán, demostrando que la
corriente dio lugar a un campo magnético circular alrededor del alambre. Ésta es la forma
más simple de una clase de los motores eléctricos llamados motores homopolar. Un
refinamiento más último es Rueda de Barlow. Éstos eran dispositivos de la demostración,
inadecuados
a
los
usos
prácticos
debido
a
la
energía
limitada.
El primer motor eléctrico usando los electroimanes para las piezas inmóviles y que rotaban
fue demostrado cerca ÁnyosJedliken 1828 Hungría, que desarrolló más adelante un motor
bastante de gran alcance para propulsar un vehículo. El primer conmutador- mecanografíe
el motor eléctrico continuo capaz de un uso práctico fue inventado por el científico
británico Esturión de Guillermo en 1832. El trabajo del esturión de siguiente, un
conmutador-tipo motor eléctrico continuo hecho con la intención del uso comercial fue
construido por el americano Thomas Davenport y patentado en 1837. Aunque varios de
estos motores fueron construidos y utilizados para funcionar el equipo tal como una prensa,
debido al alto coste de energía de batería primaria, los motores eran comercialmente
fracasados y Davenport arruinaba. Varios inventores siguieron el esturión en el desarrollo
de los motores de la C.C. pero todos encontraron las mismas ediciones del coste con
energía de batería primaria. No se había desarrollado ninguna distribución de la electricidad
en ese entonces. Como el motor del esturión, no había mercado comercial práctico para
estos motores.
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9. El motor moderno de la C.C. fue inventado por accidente en 1873, cuando Gramo de
Zénobe conectó dínamo él había inventado a una segunda unidad similar, conduciéndolo
como motor. Máquina del gramo era el primer motor eléctrico que era acertado en la
industria.
En 1888 Nikola Tesla inventó el primer practicable Motor de CA y con él el sistema
polifásico de la transmisión de energía. Tesla continuó su trabajo en el motor de CA en los
años para seguir en la compañía de Westinghouse.
En 1887, construyó el primer motor de inducción, sin escobillas alimentado con corriente
alterna, el cual presentó en el American Institute of ElectricalEngineers (en español
Instituto Americano de Ingenieros Eléctricos) actualmente (IEEE en español Instituto de
Ingenieros Eléctricos y Electrónicos) en 1888.
Todos estos hombres de Dinamarca,Inglaterra, Estados Unidos y Hungría formaron parte
de la invención y desarrollo del motor eléctrico. Sin embargo, un paso final y muy
importante en la evolución del motor eléctrico fue totalmente casual. Durante la exposición
industrial en Viena el año 1873, se conectó accidentalmente un generador de dínamo
inactivo a un segundo generador de dínamo que ya estaba funcionando. El generador
inactivo
arrancó
y
funcionó
como
motor.
El
efecto
fue
reconocido
por
ZenobeTheopileGramme, el diseñador de los dínamos en cuestión.
Hans Christian Andersen y Hans Christian Oersted tenían en común mucho más que su
primer y segundo nombres. Ambos vivieron en Dinamarca en la primera mitad del siglo
XIX y ambos se hicieron famosos. Hans Christian Andersen obtuvo su fama como escritor
de cuentos de hadas tales como "El patito feo" y "La pequeña cerillera". Por su parte, Hans
Christian Oersted, fue un destacado científico. Al realizar una demostración de laboratorio
para un grupo de estudiantes, Oersted observó que una brújula cercana se vio alterada por el
flujo de corriente eléctrica en los alambres que llevaban al aparato. Oersted publicó un
documento describiendo esta interacción entre la corriente eléctrica y el magnetismo en
julio de 1820.
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10. MOTOR ELECTROMAGNETICO
El motor electromagnético, también llamado motor eléctrico funciona por medio de la
repulsión que presenta un objeto metálico cargado ante un imán permanente. Este motor
eléctrico es aquel motor que transforma la energía eléctrica en energía mecánica, también
son máquinas eléctricas rotatorias.
Estos motores aprovechan el hecho de que cuando un conductor por el que circula una
corriente eléctrica se encuentra dentro de la acción de un campo magnético, tiende a
desplazarse perpendicularmente a las líneas de acción de dicho campo magnético.
Los motores eléctricos son reversibles: son capaces de producir electricidad si se les hace
girar por un medio mecánico. Un motor eléctrico de corriente alterna puede llegar a ser un
alternador, y un motor eléctrico de corriente continua también se puede utilizar como una
dinamo (máquina dinamoeléctrica). Es por eso que los expertos prefieren hablar de
máquinas eléctricas.
Además cuando estos motores transforman energía mecánica en energía eléctrica funcionan
como generadores. Los motores eléctricos de tracción usados en locomotoras o en
automóviles híbridos realizan a menudo ambas tareas, si se los equipa con frenos
regenerativos.
El inconveniente es que las baterías son los únicos sistemas de almacenamiento de
electricidad, y ocupan mucho espacio. Además, cuando se gastan, necesitan varias horas
para recargarse antes de poder funcionar otra vez, mientras que en el caso de un motor de
combustión interna basta sólo con llenar el depósito de combustible. Como se sabe, este
problema es una de las causas de que no se haya impuesto aun el coche eléctrico. En el
ferrocarril, en cambio, el problema se resuelve tendiendo un cable por encima de la vía, que
va conectado a las plantas de generación de energía eléctrica. La locomotora obtiene la
corriente del cable por medio de una pieza metálica llamada patín, y no son necesarios
sistemas de almacenamiento de electricidad.
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11. MOTOR ELECTROMAGNÉTICO
Generalidades:
La mayoría de los motores eléctricos son rotativos, pero también hay motores lineales.
Todos los motores eléctricos rotativos constan de una parte fija llamada estator y una parte
móvil: llamada rotor.
Son muy utilizados en instalaciones industriales, comerciales y particulares como
ventiladores, teléfonos y bombas, máquinas herramientas, aparatos electrodomésticos,
herramientas eléctricas y unidades de disco, los motores eléctricos pueden ser impulsados
por fuentes de la corriente continua (DC), tal como de baterías, automóviles o
rectificadores, o por fuentes de la corriente alterna (AC), tal como de la rejilla de poder,
inversores o generadores. Los pequeños motores se pueden encontrar en relojes eléctricos.
Los motores de uso general con dimensiones muy estandarizadas y características
proporcionan el poder mecánico conveniente al uso industrial. Los más grandes de motores
eléctricos se usan para propulsión del barco, compresión de la tubería y aplicaciones de
almacenaje bombeado con posiciones que alcanzan 100 megavatios. Los motores eléctricos
pueden ser clasificados por tipo de la fuente de la energía eléctrica, construcción interna,
aplicación, tipo de la salida de movimiento, etcétera. Los dispositivos como solenoides
magnéticos y altavoces que convierten la electricidad en el movimiento, pero no generan el
poder mecánico utilizable respectivamente se les refiere como acciona dores y
transductores. Los motores eléctricos son usados para producir la fuerza lineal o la torsión
(rotonda).
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12. TIPOS DE MOTOR ELECTRICO:
MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA
4 diapositivas que muestran el montaje de un motor eléctrico de CC y su interior: el rotor o
inducido, escobillas o (conmutador) y el estator (con imanes permanentes)
El motor de corriente continua es alimentado por pilas, baterías, la corriente producida por
una dinamo o con mucha frecuencia hoy en día, por un alternador que lleva instalado un
dispositivo rectificador de la corriente.
La ventaja de los motores de corriente continua es su facilidad para variar la velocidad, su
par y su sentido de rotación.
Su principal inconveniente es el desgaste de las escobillas (fijas) que frotan en el colector
(en movimiento). Además, estos motores son muy lentos.
Existen, sin embargo, para algunas aplicaciones, motores modernos de corriente continua
sin escobillas, motores que ya no tienen ninguna de estas desventajas.
Los motores de corriente continua están fabricados para las tensiones normales de línea de
6, 9, 12, 24, 32, 110, 220 y 550.
Las velocidades normales a plena carga son: 850, 1140, 1725 y 3500 r.p.m.
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13. MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA
Componentes
Imanes, escobillas que van encima del conmutador, hilo de cobre, láminas superpuestas
donde va enrollado el hilo, conmutador, eje de metal donde se coloca la bobina de hilo de
cobre, carcasa donde se introducen todos los componentes.
Descripción
El imán del motor tiene forma de media luna, hay dos imanes uno en cada lado.
Las escobillas están colocadas en la base del motor y son de una mezcla de grafito y
cobre, hay dos una de cada polo. Allí es donde hay que conectar la pila.
El hilo de cobre va enrollado sobre unas láminas superpuestas en forma de circulo
dividido en tres partes. Todo ello forma el rotor.
Eje de metal de diferentes medidas dependiendo del motor.
La carcasa tiene forma de cilindro.
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14. MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA
Hay cuatro tipos de motores de corriente alterna:
Motor universal
Motor síncrono
Motor asíncrono
Motor de colector
Motor universal
Un motor universal puede ser alimentado ya sea por corriente continua o alterna.
En la práctica, estos motores tienen un bajo rendimiento, pero un costo de producción muy
bajo. Su par es débil, pero su velocidad es importante.
Se utilizan principalmente en los electrodomésticos (aspiradoras. ..) y en herramientas
eléctricas de baja potencia (taladros. ..) hasta de aproximadamente 1200 W. Su velocidad se
controla fácilmente con dispositivos electrónicos baratos.
Motor síncrono
El motor síncrono se utiliza a menudo como un generador. Entonces se llama alternador.
Para la generación de energía, las plantas de energía utilizan alternadores cuya potencia
puede llegar alrededor de 1500 MW.
La velocidad de estas máquinas es proporcional a la frecuencia de las corrientes que las
atraviesan.
Máquinas síncronas también se utilizan en los sistemas de tracción ferroviaria (por ejemplo,
en el TGV).
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15. MOTORES DE INDUCCIÓN
Son motores de corriente alterna construidos por un devanado secundario.
Motores de inducción polifásicos.
El devanado primario de estos motores se conecta a una corriente alterna trifásica.
Estos motores son empleados en las grandes potencias. Son motores industriales que
necesitan una gran cantidad de corriente para el arranque. Y llevan circuitos integrados para
regular la toma de corriente de la línea y así no generar bajones de intensidad de la
corriente.
Motores de inducción monofásicos.
Se conectan a la red monofásica pero no se produce un campo giratorio, sino un campo
alternativo fijo. Que necesita de otro motor para ponerse en marcha.
Aplicaciones:
Los motores se pueden utilizar para muchas cosas:
Las aplicaciones para los motores normal mente son para los electrodomésticos que
requieren de grandes motores. Los motores que se emplean para las lavadoras son los de
corriente alterna.
Los coches teledirigidos, las batidoras, los casetes, las mini cadenas, el motor de arranque
del coche, los ascensores, algunos tipos de trenes de elevación magnética, las lavadoras, el
ventilador del coche, en los mandos de la PlayStation. Son algunos ejemplos de motores
que nos podemos encontrar.
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16. VENTAJAS DE LOS MOTORES ELÉCTRICOS
A igual potencia, su tamaño y peso son más reducidos.
Se pueden construir de cualquier tamaño y forma, siempre que el voltaje lo permita.
Tiene un par de giro elevado y, según el tipo de motor, prácticamente constante.
Su rendimiento es muy elevado (típicamente en torno al 75%, aumentando a medida
que se incrementa la potencia de la máquina).
Este tipo de motores no emite contaminantes, aunque en la generación de energía
eléctrica de la mayoría de las redes de suministro sí emiten contaminantes.
No necesita de refrigeración ni ventilación forzada, están autoventilados.
No necesita de transmisión/marchas.
USOS
Los motores eléctricos se utilizan en la gran mayoría de las máquinas modernas. Su
reducido tamaño permite introducir motores potentes en máquinas de pequeño tamaño, por
ejemplo taladros o batidoras. Su elevado par motor y alta eficiencia lo convierte en el motor
ideal para la tracción de transportes pesados como trenes; así como la propulsión de barcos,
submarinos y dámperes de minería, a través del sistema Diésel-eléctrico.
REGULACIÓN DE VELOCIDAD
Para los síncronos trifásicos existen dos formas de poder variar la velocidad, una es
variando la frecuencia mediante un equipo electrónico especial y la otra es variando la
polaridad gracias al diseño del motor.
Esto último es posible en los motores de devanado separado, o los motores de conexión
Dahlander pero solo es posible tener un cambio de polaridad limitado.
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17. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA BICICLETA ELCTROMAGNETICA
RECICLADA
Ventajas
La bicicleta ocupa muy poco espacio
Es fácil movilizarse en la ciudad
Su mantenimiento no es muy costoso
Evita las congestiones vehiculares
Desventajas
No hay respeto para los ciclistas
No hay señales adecuadas en las vías
Falta de lugares donde dejar las bicicletas
El motor no se puede usar para largas distancias.
2.2. MARCO CONCEPTUAL:
Motor: Un motor es la parte sistemática de una máquina capaz de hacer funcionar el
sistema, transformando algún tipo de energía (eléctrica, de combustibles fósiles, etc.), en
energía mecánica capaz de realizar un trabajo
Motor electromagnético: es aquel que funciona por medio de la repulsión que presenta un
objeto metálico cargado ante un imán permanente. También es el que transforma la energía
eléctrica en energía mecánica.
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18. Imán: es un material que genera un campo magnético en el espacio circundante. Las cargas
no alineadas del material son las que generan el campo magnético. Porque el origen de este
son las cargas en movimiento.
Magnetismo: O energía magnética es un fenómeno físico por el cual los objetos ejercen
fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales.
Hay algunos materiales conocidos que han presentado propiedades magnéticas detectables
fácilmente como el níquel, hierro, cobalto y sus aleaciones que comúnmente se llaman
imanes.
Poleas: Una polea, es una máquina simple, un dispositivo mecánico de tracción, que sirve
para transmitir una fuerza. Además, formando conjuntos aparejos polipastos sirve para
reducir la magnitud de la fuerza necesaria para mover un peso.
Fuerza electromagnética: es una interacción que ocurre entre las partículas con carga
eléctrica. Desde un punto de vista macroscópico y fijado un observador, suele separarse en
dos tipos de interacción, la interacción electrostática, que actúa sobre cuerpos cargados en
reposo respecto al observador, y la interacción magnética, que actúa solamente sobre cargas
en movimiento respecto al observador.
Energía: La energía es una propiedad asociada a los objetos y sustancias y se manifiesta en
las transformaciones que ocurren en la naturaleza.
Potencia: Se puede definir la potencia, como la rapidez en la realización de trabajo o la
rapidez en el uso de la energía.
Rotor: El rotor es el componente que gira (rota) en una máquina eléctrica, sea ésta un
motor o un generador eléctrico. Junto con su contraparte fija, el estator, forma el conjunto
fundamental para la transmisión de potencia en motores y máquinas eléctricas en general.
18

19. El rotor está formado por un eje que soporta un juego de bobinas arrolladas sobre un núcleo
magnético que gira dentro de un campo magnético creado bien por un imán o por el paso
por otro juego de bobinas, arrolladas sobre unas piezas polares, que permanecen estáticas y
que constituyen lo que se denomina estator de una corriente continua o alterna,
dependiendo del tipo de máquina de que se trate.
Estator: El estator es la parte fija de una máquina rotativa y uno de los dos elementos
fundamentales para la transmisión de potencia (siendo el otro su contraparte móvil, el
rotor). El término aplica principalmente a la construcción de máquinas eléctricas y
dependiendo de la configuración de la máquina, el estator puede ser:
El alojamiento del circuito magnético del campo en las máquinas de corriente continua. En
este caso, el estator interactúa con la armadura móvil para producir par motor en el eje de la
máquina. Su construcción puede ser de imán permanente o de electroimán, en cuyo caso la
bobina que lo energiza se denomina devanado de campo.
El alojamiento del circuito de armadura en las máquinas de corriente alterna. En este caso,
el estator interactúa con el campo rotante para producir el par motor y su construcción
consiste en una estructura hueca con simetría cilíndrica, hecha de láminas de acero
magnético apiladas, para así reducir las pérdidas debidas a la histéresis y las corrientes de
Foucault. Las partes principales son: carcasa, escudos, rodamientos (balineros, cojinetes),
eje, bornera.
Trabajo mecánico: el trabajo mecánico es igual al producto de la fuerza aplicada por la
distancia que recorre el punto de aplicación de la fuerza en su misma dirección.
Campo magnético: Un campo magnético es una descripción matemática de la influencia
magnética de las corrientes eléctricas y de los materiales magnéticos. El campo magnético
en cualquier punto está especificado por dos valores, la dirección y la magnitud; de tal
forma que es un campo vectorial. Específicamente, el campo magnético es un vector axial,
como lo son los momentos mecánicos y los campos rotacionales. El campo magnético es
más comúnmente definido en términos de la fuerza de Lorenz ejercida en cargas eléctricas.
19

20. Fuerza rotatoria:
para que un movimiento angular o rotatorio ocurra debe existir un
objeto o segmento rígido que gire alrededor de un eje o punto de pivote. En donde se
genera una fuerza conocida como fuerza rotatoria.
2.3 . MARCO JURIDICO
Nuestro proyecto está basado en los siguientes artículos de la constitución
SECCIÓN OCTAVA
CIENCIA, TECNOLOGÍA, INNOVACIÓN Y SABERES ANCESTRALES
Art. 387.-Será responsabilidad del Estado:
2.-Promover la generación y producción de conocimiento, fomentar la investigación
científica y tecnológica, y potenciar los saberes ancestrales, para así contribuir a la
realización del buen vivir, al sumak kawsay
SECCIÓN SÉPTIMA
BIOSFERA, ECOLOGÍA URBANA Y ENERGÍAS ALTERNATIVAS
Art. 413.-El Estado promoverá la eficiencia energética, el desarrollo y uso de prácticas y
tecnologías ambientalmente limpias y sanas, así como de energías renovables,
diversificadas, de bajo impacto y que no pongan en riesgo la soberanía alimentaria, el
equilibrio ecológico de los ecosistemas ni el derecho al agua.
Art. 415.-El Estado central y los gobiernos autónomos descentralizados adoptarán
políticas integrales y participativas de ordenamiento territorial urbano y de uso del suelo,
que permitan regular el crecimiento urbano, el manejo de la fauna urbana e incentiven el
establecimiento de zonas verdes.
Los gobiernos autónomos descentralizados desarrollarán programas de uso racional del
agua, y de reducción reciclaje y tratamiento adecuado de desechos sólidos y líquidos. Se
incentivará y facilitará el transporte terrestre no motorizado, en especial mediante el
establecimiento de ciclo vías.
20

21. 3. MARCO METOTODOLOGICO:
3.1.ENFOQUE METODOLOGICO:
3.1.1. TECNICAS E INSTRUMENTOS A EMPLEAR:
Fase
Técnica
Instrumento
Lectura
comentada
de 2 horas
necesidades
de
aprendizaje
Encuesta
Tiempo
Detección
Observación
Producto
del
estudiante
y
la
comunidad.
Redacción
Cuestionario
libre.
Texto
de
la 2 horas
justificación.
Redacción
del Cuestionario
Problema establecido 1 hora
problema
en
y formulado.
de Cuestionario.
Objetivo general y 2 horas
términos
concretos.
Investigación
y
Elaboración
Redacción
objetivos
general
específico definido.
y
específicos.
Indagación de Matriz
conocimientos.
de Registro
técnicas
de 1 hora
información
requerida
de
los
avances del proyecto.
Redacción.
Matriz
de
plan de acción
21

22. Investigación
Matriz
de
control de la
ejecución del
plan
de
acción.
Observación
directa
Matriz
del evaluación
trabajo de los para
estudiantes.
Redacción
del
Lectura
todo
cada
Matriz
Durante
el
proceso.
fase.
informe Análisis
final.
de Proyecto terminado.
del Presenta
avance de las informe final.
ción del
fases
Síntesis
Redacción
de Presentación
informe
del
de informe.
final.
texto.
3.1.2. PLAN DE ACCIÓN
Actividades a Información
realizar
obtener
a Medios
registro
de Recursos
Fecha
de
de
inicio
y
información
Factibilidad
Consultas
Encuestas
Entrevistas
proyecto
Necesidades
las personas
del Medios
culminación
de Libros internet
10/11/2013
aprendizaje
de La sociedad
Hojas
de 10/11/2013
preguntas
22

23. Lista
de Materiales
materiales
a La
usarse
para
creación Diseño
de
la 10/11/2013
de un listado maqueta
el
de
proyecto
objetos
que entraran
en
la
maqueta
Búsqueda de Llegar
a Lista
con Internet
11/12/2013
lugares donde encontrar todo lo dirección de
comprar
que se necesite
locales
comerciales.
Compra
de Consultar
cuanta
precios.
la Ferreterías
de
todo
materiales
Sacar
12/12/2013
el
presupuesto.
Recolección
Materiales
que Consulta
Reunión
de materiales ya disponemos
entre
disponibles
12/12/2013
de Conocimiento
15/12/2013
integrantes
Cálculos
y No cometer error
El
uso
los
medidas antes
instrumentos
de
de medida y
la
elaboración
adquirido
cálculos.
Elaboración
Que el objetivo se
Que no se Reunión
de la maqueta
cumpla
presenten
Y
17/12/2013
errores
comprobación
23

24. 3.1.3MATRIZ DEL PLAN DE TRABAJO
Fase /Actividad 1: Investigación y Elaboración del proyecto
Competencia a desarrollar: Encuestas
Estrategia de Actividad/
Ejes
Recursos
aprendizaje
tarea
trasversales
Encuestas
Hacer
Hojas
llenar
preguntas
Responsables
Tiempo
y Fechas
con La
sociedad
Integrantes del Dos días
grupo
encuestas
Fase /Actividad 2: Redacción del informe final.
Competencia a desarrollar: Terminar el informe y el prototipo
Estrategia
Actividad/ tarea
de
Ejes
Recursos
Responsable
s
trasversales
Tiemp
o
aprendizaje
y
Fecha
s
Culminació
n
de .
informe
junto a la
maqueta
Comprobaciones
Uso
funcionamient
de
instrumentos de
medidas
Comprobar el Instrumento
s
o del proyecto
medición
Todos
los 24/01/
de integrantes
2014
y del grupo
cálculos
y
cálculos.
24

25. 3.1.4. TIEMPO ESTIMADO DEL PROYECTO
Matriz de control del Proyecto:
Fase/ Act.
Programación Semanal
Descripción
1
Consultas
Responsable
1
Tiempo y
fecha
2 3 4 5 6 7 8 9 10
x
Todo
el 25/11/2013
grupo
2
EncuestasEnt
x
Todo
revistas
3
Lista
el 12/12/2013
grupo
de
x
Todo
materiales
el 13/12/2013
grupo
para
el
proyecto
4
Compra
de
x x x x
Todo
materiales
5
el 12/12/2013
grupo
Elaboración
x x x x
de
la
maquetan
Todo
el 17/12/2013
grupo
Y
comprobación
6
Culminación
del
x x
proyecto
práctico
Todo
el 24/01/2014
grupo
y
teórico.
25

26. 3.2 TECNICA DE RECOLECCION DE DATOS:
3.2.1. ENCUESTAS
Masculino………
Sexo.-
Femenino……….
1.1. ¿Cree usted que es bueno el incremento de vehículos automotores en la ciudad?
a) Bueno.
b) Malo.
1.2. ¿Por qué cree usted que usan más vehículos automotores que vehículos
ecológicos?
a) Novedoso.
b) Útil.
c) Peligroso.
1.3. Un vehículo ecológico en este caso una bicicleta ¿Porque no sería seguro para
transportarse?
a) Irrespeto a los ciclistas.
b)
Mala señalización.
c) Es seguro.
1.4. ¿A cree que se debe el irrespeto de los conductores hacia los ciclistas?
a) Falta de educación vial.
b) Falta de señalización en la ciudad.
c) Falta. de espacios para conducir una bicicleta.
1.5. ¿Por qué cree usted las personas no utilizan una bicicleta?
a) Tiempo
b)
Mala condición física.
c) Seguridad
1.6. ¿Por qué cree usted que es bueno utilizar una bicicleta?
a) Nos mantiene saludables.
b) Por los lugares que se conoce.
c) Por lo económico que resulta.
26

27. 1.7. Si tuvieran una bicicleta que funcione con un motor electromagnético la usarían
para transportarse.
a) Si
b) no
1.8. La implementación de vehículos ecológicos sería bueno para la ciudad.
a) Disminución del ruido.
b) Disminución del tráfico.
c) Disminución de la contaminación.
La encuesta realizada en el sindicato de choferes profesionales sobre los usos de vehículos
alternos dio los siguientes resultados.
3.3. TECNICA DE PROCESAMIENTO Y ANALISIS DE DATOS:
1.- ¿Cree usted que es bueno el incremento de vehículos automotores en la ciudad?
El 75% de los encuestados dijeron que es malo por la contaminación que se produce ya que
la ciudad es muy pequeña y hay mucho tránsito en calles y avenidas.
Pero el 25% dijo que es bueno ya que la ciudad estaba creciendo y era necesario el
incremento de vehículos.
Representación Gráfica.
Incremento de vehículos
80%
60%
40%
Serie 1
20%
0%
MALO
BUENO
27

28. 2.- ¿Por qué cree usted que usan más vehículos automotores que vehículos ecológicos?
El 70% dijo que por la seguridad que estos brindaban al momento de transportarse.
El 30% dijo que por la rapidez en la que se trasladan de un lugar a otro.
Representación Gráfica.
60%
40%
20%
0%
SEGURIDAD
RAPIDEZ
3.- Un vehículo ecológico en este caso una bicicleta ¿Porque no sería seguro para
transportarse?
El 100% de los encuestados dijeron que por que los conductores no respetan a los ciclistas
y los aturden con el ruido de los vehículos.
Representación Gráfica.
IRRESPETO POR LOS CICLISTAS
100%
50%
0%
28

29. 4.- ¿A qué se debe el irrespeto de los conductores hacia los ciclistas?
EL 50% dejo a la falta de educación vial.
El 20% dijo por la falta de señalización que tiene la ciudad.
El 30% dijo que por la falta de espacios para conducir una bicicleta.
Representación Gráfica.
50%
45%
40%
35%
30%
25%
20%
15%
10%
5%
0%
FALTA DE
EDUCACION VIAL
FALTA DE
SEÑALIZACIÓN
FALTA DE
ESPACIOS.
29

30. 4.- ¿A qué se debe el irrespeto de los conductores hacia los ciclistas?
EL 50% dejo a la falta de educación vial.
El 20% dijo por la falta de señalización que tiene la ciudad.
El 30% dijo que por la falta de espacios para conducir una bicicleta.
Representación Gráfica.
50%
45%
40%
35%
30%
25%
20%
15%
10%
5%
0%
FALTA DE
EDUCACION VIAL
FALTA DE
SEÑALIZACIÓN
FALTA DE ESPACIOS.
30

31. 5.- ¿Por qué cree usted que las personas no utilizan una bicicleta?
El 60% dijo por el tiempo que le toma llegar de un lugar a otro.
El 30% dijo por la mala condición física que tenemos.
El 10% dijo porque la seguridad es mínima en las calles y avenidas.
Representación Gráfica.
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
MALA CONDICIÓN
FISICA
EL TIEMPO
LA SEGURIDAD
31

32. 6.- ¿Por qué cree usted que es bueno utilizar una bicicleta?
El 30% de los hombres dijo que era bueno para mantenernos saludables.
Un 25% dijo que era mucho mejor que ir a un gimnasio ya que estaban en un lugar abierto.
Un 55% dijo que era económico y que el mantenimiento de una bicicleta era muy barato.
Representación Gráfica.
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
NOS MANTIENE
SALUDABLES
NOS ENTRETIENE
EL MANTENIMIENTO
ES ECONOMICO
32

33. 7.-Si tuvieran una bicicleta que funcione con un motor electromagnético la usarían
para transportarse.
Un 35% dijo que si porque era algo novedoso y útil.
Un 65% dijo que no porque podría resultar peligroso.
Representación Gráfica.
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
SI
NO
33

34. 8.- La implementación de vehículos ecológicos sería bueno para la ciudad.
El 35% dijo que se disminuiría el ruido.
El 45% de conductores dijo que disminuiría el tráfico en una ciudad tan pequeña.
El 20% dijo habría que implementar una debida señalización en la ciudad.
Representación Gráfica.
45%
40%
35%
30%
25%
20%
15%
10%
5%
0%
Ruido
Tráfico
Señalización
34

35. 4. PROPUESTA DEL PROYECTO
4.1 ESTUDIO DIAGNOSTICO
Según las encuestas realizadas a un grupo de personas nos hemos dado cuenta que el
incremento de vehículos afecta a todos con la contaminación que emiten los automóviles y
el ruido que afectan a los habitantes de la ciudad.
El congestionamiento en una ciudad pequeña no nos permite desplazarnos de un lugar a
otro fácilmente.
Con nuestro proyecto proponemos que al usar
una bicicleta electromagnética, nos
permitirá movilizarnos a mayor velocidad y en menor tiempo a comparación de una
bicicleta normal.
4.2 FACTIBILIDAD
El proyecto es factible ya que realizando las instalaciones correctamente hacemos entrar en
funcionamiento el motor y este nos proporciona la ayuda necesaria para poder desplazarnos
a una mayor velocidad en menor tiempo.
4.2.2 ACCESIBILIDAD
Nuestro proyecto es accesible ya que todos los materiales que necesitamos para la
implementación del
motor en la bicicleta electromagnética podemos encontrarlos en
electrodomésticos que ya no utilizamos pero que nos podrían servir para otros fines su
costo es muy económico ya que todo es reciclado y es muy fácil de adaptar en una bicicleta.
35

36. 4.3 DISEÑO DE LA PROPUESTA
4.3.1 MATERIALES:
•
Una bicicleta reciclable.
•
Un rotor jaula de ardilla: es la parte que rota usada comúnmente en un motor
de inducción de corriente alterna, también llamado motor jaula de ardilla. En su
forma instalada, es un cilindro montado en un eje. Internamente contiene barras
conductoras longitudinales de aluminio o de cobre con surcos y conectados
juntos en ambos extremos poniendo en cortocircuito los anillos que forman la
jaula.
•
Dos poleas de correa: trabaja necesariamente como poleas fijas.
•
Una banda o correa de máquina de coser: une la polea hacia la otra a otra,
que no es otra cosa que un anillo flexible cerrado que abraza ambas poleas.
•
Soporte: se lo utiliza para sostener al motor, hecho con varillas.
TABLA DE COSTOS
MATERIAL
COSTO
Bicicleta reciclable
0.00 $
Motor eléctrico reciclado
0.00 $
2 Poleas
10.00 $
1 Banda
1.00 $
4 m de cable # 18
1.50 $
1 m de estaño
1.00 $
Otros
2.50 $
TOTAL
16.00 $
36

37. 4.4 APLICACION PRÁCTICA DE LA PROPUESTA
4.4.1 PROCEDIMIENTO:
PROCEDIMIENTO
DE
LA
ELABORACION
DE
LA
BICICLETA
ELCTROMAGNETICA
No
PARTICIPANTES
DESCRIPCION DE ACTIVIDAD
1.
Luis, John, Angélica, Israel
Obtención de materiales.
2.
Luis, Israel, John
Limpieza de la bicicleta y del motor de la batidora.
3.
Angélica, John, Israel, Luis
Desmontaje de las partes de la bicicleta, rueda
piñones, estrella, entre otros.
4.
John, Israel, Luis
Adaptar las poleas de correa en la rueda y en el
motor de la batidora.
5.
Luis, John, Israel
Para estabilizar el motor de la batidora elaborar un
soporte con varillas.
6.
John, Luis, Israel
Montar la rueda y el soporte en la parte trasera de
la bicicleta en donde va alojado el motor.
7.
Israel, Luis, John
Centrar el motor en el soporte con puntos de
soldadura y con pernos, tuercas.
8.
John, Luis, Israel
Adaptar la correa de máquina de coser en las
poleas tanto como del motor así como también a la
polea de la rueda.
9.
Israel, Luis
Realizar una extensión de cableado de cambio de
velocidades utilizando un cautín para la unión de
los mismos hacia el tubo superior de la bicicleta.
10
Israel, John, Luis, Angélica Realizar las respectivas comprobaciones y cálculos
para corregir errores captados.( Cambio de polos)
11
Luis, John, Angélica, Israel Ejecutar
el
funcionamiento
de
la
bicicleta
electromagnética reciclada.
37

38. 4.2.2. CÁLCULOS:
1. Encontramos el número de RPM de un motor de batidora con 60hz y con dos
polos.
f= frecuencia en Hz=60hz
p= polos= 2 polos
rpm= (120f)/p
rpm= 120*60Hz/2
rpm=3600
2.Al utilizar bandas y poleas la velocidad, el motor le transmite a la rueda
disminuye por lo que la velocidad medida en este caso en rpm será la siguiente:
Calculo para las poleas:
Es evidente que por ser una banda continua la velocidad lineal en cualquiera de sus
puntos tiene el mismo modulo. Por tanto si V es la velocidad lineal se cumplirá
(despreciando el deslizamiento) que:
V= w1*r1 = w2*r2
Por tanto se tiene que:
Relación de transmisión (i)= diámetro de la polea conducida (dc)/diámetro de la
polea motriz (dm)
Es decir i=dc/dm= 12/4=3
Entonces las rpm de la rueda serán:
Rpm del motor/relación de transmisión = 3600rpm/3=1200rpm
Respuesta: La rueda de la bicicleta gira a 1200 rpm.
38

39. 4.4.4 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
CONCLUSIONES
Hemos logrado implementar en una bicicleta un motor electromagnético utilizando
materiales reciclables y al mismo tiempo hacer que esta funcione con los mismos
con lo cual logramos reducir el incremento innecesario de materiales reciclables y
convertimos la bicicleta en un medio de transporte alterno donde el ocupante logre
trasladarse de un lugar a otro más rápido.
De la realización de las pruebas con el prototipo se concluye que si es posible
implementar en una bicicleta un motor electromagnético de reducción de esfuerzo al
pedalear y que además su costo es significativamente menor a los sistemas que se
pueden encontrar en el mercado.
En nuestra bicicleta se demuestra el electromagnetismo por el cual los motores
electromagnéticos aprovechan el hecho de que cuando un conductor por el que
circula una corriente eléctrica se encuentra dentro de la acción de un campo
magnético, tiende a desplazarse perpendicularmente a las líneas de acción de dicho
campo magnético.
Al elaborarse esta bicicleta con varias ventajas se concluye que las personas se
motivaran a modificar sus bicicletas y de esta manera, también ayudan
a la
preservación de nuestro hogar llamado Tierra.
39

40. RECOMENDACIONES
Las bicicletas eléctricas se suman a las opciones disponibles para personas que
quieren desarrollar trayectos cortos y, además, ahorrarse dinero. El gasto de
electricidad de los motores de estos vehículos es de tan sólo 1,36 dólares por cada
100 kilómetros, lo que constituye un ahorro considerable respecto a la motocicleta o
el coche.
Utilizar esta bicicleta electromagnética reciclada también significa olvidarse de
trámites burocráticos porque tienen la misma consideración a efectos legales que las
bicicletas de toda la vida y no precisan de permiso de conducir o seguro.
El sistema motriz necesita para su correcto rendimiento una fuerza mínima aplicada
en la bicicleta, después de encendido el motor se recomienda no pedalear ya que
podría causar daños al sistema de la bicicleta y a su ocupante.
BIBLIOGRAFIA
(UNIVERSIDAD
DE
CHILE,
2013)http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/112/htm/electr
.htm
(UNIVERSIDAD
POLITÉCNICA
DE
MADRID,
2010)www.gea-
es.org/sitio_electromag_cont.html
Vernon D. Barger and Martín G. Olsson, De Allyn and Bacon (1987) “Classical
Electricity and Magnetism”.
P.Cordero, C.Romero, I.Saavedra y C.Utreras, “Apuntes de Electromagnetismo
(1996).
( Fundación Wikimedia, Inc, 2013)
40

41. ANEXOS
Conseguimos el material con el que vamos a realizar el prototipo.
En el primer lugar sacamos la rueda para ubicar una polea.
Ubicamos la polea en su lugar y volvemos a poner la rueda
41

42. Comprobamos que la polea realice el giro con la rueda.
Para que el motor realice el giro con la polea de la rueda a este también se le añade una
polea el cual se conecta con la rueda mediante una banda.
Ya que el motor que vamos a utilizar es uno reciclado tomamos las medidas para poner la
polea.
42

43. Esta polea finalmente estará conectad a con la salida del motor el cual ejercerá el
movimiento
Lo que hicimos para poner el motor es instalar una parrilla sobre la rueda.
Ya que tuvimos ambas poleas ubicadas una sobre la otra colocamos la banda que
transmitirá el movimiento de giro realizando los cálculos respectivos.
43

44. Ya para terminar los últimos detalles ubicamos el swith el cual activara al motor cuando a
este se lo requiera.
Después soldamos los cables según la posición y velocidad que estos nos deberán dar.
44

45. Y lo que hicimos para terminar fue ejecutar su funcionamiento.
45