trabajo de grado

1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA
EDUCACIÓN UNIVERSITARIA,
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO
“SANTIAGO MARIÑO”
EXTENSIÓN PORLAMAR
Propuesta de Diseño de un Mecanismo Generador de Electricidad a
través de Energía Undimotriz en el Sector Playa el Tunal
Ubicado en el Municipio Península de Macanao,
Estado Nueva Esparta
Propuesta de Trabajo de Grado como requisito parcial para optar por el Titulo
de Ingeniero Mecánico. Mención mantenimiento
Autor: Br. Romel, Zabala
Tutor: Ing. Manuel, Velásquez
.
Porlamar, Febrero de 2020

2. i
AUTORIZACIÓN PARA LA PRESENTACIÓN ORAL DE LA
PROPUESTA DE TRABAJO DE GRADO
(DOCENTE QUE ADMINISTRA LA ASIGNATURA)
Por la presente hago constar que he leído el Proyecto de Investigación,
que como Propuesta de Trabajo de Grado ha presentado el ciudadano
Romel, Zabala, Cédula de Identidad N° V.- 26.586.433,Cursante de Carrera
Ingeniería Mecánica, Mención Mantenimiento; el cual lleva por título
“Propuesta de Diseño de un mecanismo generador de electricidad a
través de energía undimotriz en el sector Playa el Tunal Ubicado en el
municipio Península de Macanao, Estado Nueva Esparta”, y considero
que reúne los requisitos y méritos suficientes para ser presentado ante el
jurado evaluador que se designe.
En la ciudad de Porlamar a los 6 días del mes de Febrero de 2020.
Firma:___________________
Nombre y Apellido Tutor: Ing. Manuel Velásquez
C.I. V.- 11.146.593

3. ii
AUTORIZACIÓN PARA LA PRESENTACIÓN ORAL DE LA
PROPUESTA DE TRABAJO DE GRADO
(DOCENTE QUE ADMINISTRA LA ASIGNATURA)
Por la presente hago constar que he leído el Proyecto de Investigación,
que como Propuesta de Trabajo de Grado ha presentado el ciudadano
Romel, Zabala, Cédula de Identidad N° V.- 26.586.433,Cursante de Carrera
Ingeniería Mecánica, Mención Mantenimiento; el cual lleva por título
“Propuesta de Diseño de un mecanismo generador de electricidad a
través de energía undimotriz en el sector Playa el Tunal Ubicado en el
municipio Península de Macanao, Estado Nueva Esparta”, y considero
que reúne los requisitos y méritos suficientes para ser presentado ante el
jurado evaluador que se designe.
En la ciudad de Porlamar a los 6 días del mes de Febrero de 2020.
Firma:___________________
Nombre y Apellido Docente: Ing. Jesús Cova
C.I. V.- 9.301.057

4. iii
INDICE GENERAL
Pp.
LISTA DE CUADROS ....................................................................................vi
LISTA DE FIGURAS .....................................................................................vii
LISTA DE ECUACIONES...............................................................................ix
RESUMEN...................................................................................................... x
INTRODUCCIÓN............................................................................................ 1
CAPÍTULO
I. EL PROBLEMA
Contextualización del problema...................................................................... 4
Objetivos de la Investigación .......................................................................... 7
Objetivo General............................................................................................. 7
Objetivos Específicos...................................................................................... 7
Justificación de la Investigación...................................................................... 8
II. MARCO REFERENCIAL
Antecedentes de la Investigación ................................................................. 10
Bases Teóricas ............................................................................................. 13
Oleaje ........................................................................................................... 14
Origen del Oleaje.......................................................................................... 14
Ola ................................................................................................................ 16
Tipos de oleaje.............................................................................................. 18
Según profundidades de las aguas en donde se propagan.......................... 18
Según la fuente que las origina..................................................................... 19
Teoría Lineal................................................................................................. 22
Aguas profundas........................................................................................... 23
Aguas poco profundas.................................................................................. 23
Energía ......................................................................................................... 23
Energía Renovable ....................................................................................... 24
Energía Undimotriz ....................................................................................... 24
Usos de la Energía Undimotriz ..................................................................... 25
Cómo Funciona la Energía Undimotriz ......................................................... 25
Como se obtiene la Energía Undimotriz ....................................................... 25
Proyectos de energía undimotriz en el mundo.............................................. 26
Multinacional – OPT PowerBuoy .................................................................. 26
Mutriku wave power plant ............................................................................. 26
Pelamis ......................................................................................................... 27
Wave Dragón................................................................................................ 28
Arquímedes Wave Swing.............................................................................. 29
Energía Eléctrica........................................................................................... 29
Tipos de energía eléctrica............................................................................. 30
Mecanismo.................................................................................................... 31

5. iv
Tipos de movimiento en un mecanismo........................................................ 31
Tipos de Mecanismos................................................................................... 32
Definición de Términos Básicos.................................................................... 33
Biela:............................................................................................................. 33
Demanda eléctrica:....................................................................................... 33
Desarrollo sostenible: ................................................................................... 34
Desarrollo Sustentable:................................................................................. 34
Distribución: .................................................................................................. 34
Eje:................................................................................................................ 34
Energía cinética: ........................................................................................... 34
Energía Mecánica:........................................................................................ 34
Energía potencial:......................................................................................... 34
Energía primaria: .......................................................................................... 34
Energías alternativas: ................................................................................... 34
Engranaje: .................................................................................................... 34
Generación: .................................................................................................. 34
Manivela: ...................................................................................................... 35
Movimientos armónicos: ............................................................................... 35
Pérdidas técnicas:......................................................................................... 35
Polea:............................................................................................................ 35
Potencia eléctrica:......................................................................................... 35
Resorte: ........................................................................................................ 35
Servicio eléctrico:.......................................................................................... 35
Sistema eléctrico:.......................................................................................... 35
Sistema independiente: ................................................................................ 36
Tornillo sin fin:............................................................................................... 36
Transmisión: ................................................................................................. 36
III. MARCO METODOLÓGICO
Tipo de Estudio............................................................................................. 37
Métodos de la Investigación ......................................................................... 38
Técnicas para la Recolección de información............................................... 40
Técnicas ....................................................................................................... 40
Revisión Documental:................................................................................... 40
Observación Directa: .................................................................................... 40
Tratamiento de la Información ...................................................................... 41
Técnicas Metodológicas y Herramientas a Aplicar ....................................... 43
Herramientas ................................................................................................ 43
Laptop:.......................................................................................................... 43
Libreta de apuntes: ....................................................................................... 43
Software de modelado 3D Autodesk Tinkercad:........................................... 43
Software de cálculo ptc Mathcad: ................................................................. 44
IV. INGENIERÍA DEL PROYECTO
Estudio Diagnostico ...................................................................................... 45

6. v
Definición de Requerimientos ....................................................................... 46
Requisitos. .................................................................................................... 46
Profundidad................................................................................................... 46
Elección de la ubicación ............................................................................... 47
Muelle de abrigo. .......................................................................................... 47
Dispositivo captador de movimiento oscilatorio (Boya semiesférica)............ 48
Brazo oscilador u oscilante. .......................................................................... 49
Eje principal. ................................................................................................. 49
Sistema de transmisión de potencia por cadenas......................................... 50
Eje secundario .............................................................................................. 50
Volante de inercia ......................................................................................... 51
Engranes de la primera etapa multiplicadora................................................ 51
Caja paralela multiplicadora de rpm (primera etapa multiplicadora). ............ 52
Caja multiplicadora de rpm epicicloidal (etapa final de multiplicación).......... 53
Generador Eléctrico...................................................................................... 54
Diseño Ingenieril (Ingeniería de Detalle)....................................................... 55
Cálculos y Consideraciones del Diseño....................................................... 55
Descripción de las condiciones del sector playa el tunal .............................. 55
Máxima Demanda de energía eléctrica del sector playa el tunal.................. 55
Determinación del recurso energético undimotriz de la costa del sector playa
el tunal donde se ubicará el prototipo. .......................................................... 56
Calculo de las características dimensionales de la boya semiesférica ......... 63
Cálculos y especificaciones dimensionales del Brazo oscilador................... 64
Cálculos y dimensionamiento del eje principal ............................................. 65
Cálculos del sistema de transmisión de potencia por cadenas..................... 73
Cálculos y Determinación del Volante de Inercia.......................................... 78
Cálculos y dimensionamiento del eje Secundario......................................... 81
Cálculos y dimensionamiento del eje intermedio de la caja de multiplicación
de ejes paralelos de tipo compuesto............................................................. 91
Cálculos y dimensionamientos de los engranes de dientes rectos para la caja
multiplicadora de ejes paralelos y de tipo epicicloidal................................... 99
Modelo Final en 3D del Prototipo................................................................ 138
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Conclusiones .............................................................................................. 142
Recomendaciones ...................................................................................... 144
REFERENCIAS .......................................................................................... 145

7. vi
LISTA DE CUADROS
CUADRO. Pp.
Cuadro 1. Descripción del Sector Playa el Tunal.......................................... 55
Cuadro 2. Consumo energético promedio de una casa................................ 56
Cuadro 3. Longitud de Onda año 2018......................................................... 57
Cuadro 4. Velocidad de Traslación año 2018 ............................................... 57
Cuadro 5. Celeridad del grupo año 2018 ...................................................... 58
Cuadro 6. Flujo de energía año 2018 ........................................................... 58
Cuadro 7. Energía Total año 2018................................................................ 59
Cuadro 8. Longitud de Onda año 2019........................................................ 60
Cuadro 9. Velocidad de Traslación año 2019 ............................................... 60
Cuadro 10. Celeridad del grupo año 2019 .................................................... 61
Cuadro 11. Flujo de energía año 2019 ......................................................... 61
Cuadro 12. Energía Total año 2019.............................................................. 62
Cuadro 13. Parámetros anuales promedio entre el año 2018 y 2019........... 63

8. vii
LISTA DE FIGURAS
FIGURA Pp.
Figura 1. Aproximación del oleaje a la costa..................................................... 14
Figura 2. Parámetros de las olas. ..................................................................... 15
Figura 3. Características de una ola. ................................................................ 16
Figura 4. Ola oscilatoria .................................................................................... 17
Figura 5. Ola forzada ........................................................................................ 17
Figura 6. Ola de translación .............................................................................. 17
Figura 7. Como se forma un tsunami................................................................ 18
Figura 8. Rompiente de derrame ...................................................................... 20
Figura 9. Rompiente de vuelco ......................................................................... 21
Figura 10. Rompiente ondulado........................................................................ 21
Figura 11. Rompiente de colapso ..................................................................... 21
Figura 12. OPT PowerBuoy .............................................................................. 26
Figura 13. Rompeolas y turbinas de generación............................................... 27
Figura 14. Equipo Pelamis ................................................................................ 28
Figura 15. Fotografía del equipo Wave Dragón ................................................ 28
Figura 16. Fotografía del equipo Arquímedes Wave Swing .............................. 29
Figura 17.Movimiento lineal de un cubo ........................................................... 31
Figura 18. Movimiento circular .......................................................................... 31
Figura 19. Cigüeñal........................................................................................... 32
Figura 20. Movimiento oscilante de un péndulo................................................ 32
Figura 21 . Transmisión por correa ................................................................... 33
Figura 22.Movimiento circular ........................................................................... 33
Figura 23. Boya semiesférica............................................................................ 48
Figura 24. Brazo oscilador ................................................................................ 49
Figura 25. Eje principal ..................................................................................... 49
Figura 26. Transmisión por cadenas................................................................. 50
Figura 27. Eje secundario ................................................................................. 51

9. viii
Figura 28. Volante de inercia ............................................................................ 51
Figura 29. Engranes de dientes rectos ............................................................. 52
Figura 30. Caja multiplicadora de ejes paralelos............................................... 53
Figura 31. Caja multiplicadora epicicloidal........................................................ 53
Figura 32. Generador Eléctrico Asíncrono tipo DIFG F.................................... 54
Figura 33. Primera vista del Modelo en 3D ..................................................... 138
Figura 34: Segunda vista del Modelo en 3D ................................................... 139
Figura 35. Tercera vista del Modelo en 3D ..................................................... 139
Figura 36. Cuarta vista del Modelo en 3D....................................................... 140
Figura 37. Quinta vista del Modelo en 3D ....................................................... 140

10. ix
LISTA DE ECUACIONES
ECUACIÓN. Pp.
Ecuación 1. Componente Horizontal Aguas profundas................................. 23
Ecuación 2. Componente Vertical Aguas profundas..................................... 23
Ecuación 3. Componente horizontal Aguas poco profundas ........................ 23
Ecuación 4. Componente vertical. Aguas poco profundas............................ 23
Ecuación 5. Energía...................................................................................... 23
Ecuación 7. Energía produce cada ola en cierta área .................................. 24
Ecuación 6. energía produce cada ola en cierta área definida ..................... 24
Ecuación 8. Longitud de onda ( ) ................................................................. 56
Ecuación 9. Velocidad de traslación (C) ....................................................... 57
Ecuación 10. Celeridad del grupo (Cg) ......................................................... 58
Ecuación 11. Flujo de energía (kW/m).......................................................... 58
Ecuación 12. Energía total (kJ/m2)............................................................... 59

11. x
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO
“SANTIAGO MARIÑO”
EXTENSIÓN PORLAMAR
INGENIERÍA MECÁNICA, MENCIÓN MANTENIMIENTO
Propuesta de Diseño de un mecanismo generador de electricidad a
través de energía undimotriz en el sector Playa el Tunal
Ubicado en el municipio Península de Macanao,
Estado Nueva Esparta
LÍNEA DE INVESTIGACIÓN: Proyecto Mecánico
Propuesta de Trabajo de Grado
Autor: Br. Romel, Zabala
Tutor: Ing. Manuel, Velásquez
Docente de la asignatura: Ing. Jesús, Cova
Mes y Año: Enero, 2020
RESUMEN
En el municipio península de Macanao uno de sus sectores presenta una
problemática delicada, este sector es playa el tunal el cual no cuenta con un
sistema eléctrico eficiente que cumpla con la demanda de sus pobladores
con un déficit del servicio donde los apagones casi a diario se prolongan por
horas, se buscara la posible solución a este problema mediante la propuesta
del diseño de un mecanismo generador de electricidad a través de energía
undimotriz en el sector Playa el Tunal ubicado en el municipio Península de
Macanao Estado Nueva Esparta que tendrá como objetivo general, Diseñar
un mecanismo generador de electricidad a través de energía undimotriz
como objetivos específicos Diagnosticar la necesidad actual, Analizar los
parámetros que influyen en el diseño, Proponer el diseño de un mecanismo
generador de electricidad, Evaluar la factibilidad técnica y operativa, donde
tuvo como modalidad de investigación: tecnológica, diseño de carácter
Proyecto especial.
Descriptores: renovable, sostenible, mecanismo, innovador

12. 1
INTRODUCCIÓN
La siguiente investigación se basa en el diseño de un mecanismo
innovador que permitirá extraer la energía proveniente de las olas para
posteriormente convertirla en energía eléctrica aprovechable el cual podrá
dar solución a la problemática del desabastecimiento de energía eléctrica por
parte del sistema eléctrico regional donde esta representa un déficit el cual
afecta a los habitantes del sector playa el tunal para la realización de sus
actividades diarias así mediante la propuesta del diseño de este mecanismo
se le brindara beneficios a las persona que residen en el sector playa el tunal
dándole una solución óptima a este problema.
Es importante saber que gran parte de la evolución de la especie
humana y sus civilizaciones se ha debido más que nada al aprovechamiento
de cómo transformar la energía del movimiento como (energía mecánica) en
energía eléctrica mediante mecanismos como la invención de la rueda que
fue uno de los avances más significativos para la humanidad, así mismo el
actual desarrollo científico y tecnológico del que disfruta la humanidad
requiere de la utilización de energía eléctrica en cantidades cada vez
mayores. A comienzos del XXI, la preocupación por la contaminación del
calentamiento global y a la escasez de recursos fósiles los cuales son finitos
y no renovables, surgió una idea donde el objetivo principal es que se pueda
aprovechar la energía cinética del agua.
La energía cinética que contiene el agua es un medio de la masa por la
velocidad al cuadrado, y toda esta energía se puede transformar en
electricidad que se puedan encontrar en las costas de un país. La energía de
las olas o también llamada energía undimotriz es una de las más recientes
en descubrirse convirtiéndose en una novedosa forma de atenuar el avance
del calentamiento global ya que es una fuente de energía renovable y de
esta forma promueve el desarrollo sostenible y sustentable, los prototipos
basados en esta nueva tecnología tienen el fin de ofrecer una salida para ir

13. 2
dejando de lado el uso de energías no renovables que perjudican el medio
ambiente y así ayudar a preservarlo evitando las emisiones de CO2 que es
uno de los principales actuadores en los gases de efecto invernadero.
La energía undimotriz, se aprovecha por medio de unos generadores
que son colocados en la superficie del océano, los cuales convierten el
movimiento ascendente y descendente de las olas en energía eléctrica. El
diseño del mecanismo propuesto en esta investigación, mediante un
ingenioso sistema transformara el movimiento oscilante en un movimiento
circular que permitirá acoplarlo a un alternador Y de esta forma producir la
energía eléctrica que se necesita en el sector playa el tunal para hacer de
esta comunidad totalmente sustentable y así no depender en su totalidad del
sistema eléctrico estadal.
Por todo lo antes mencionado en esta investigación que tiene como
título propuesta de diseño de un mecanismo generador de electricidad a
través de energía undimotriz en el sector playa el tunal del municipio
península de Macanao estado nueva Esparta, se detallan en tres capítulos
los cuales se describen a continuación:
Capítulo I: El problema, se describe y se detalla la problemática que se
desea solucionar, seguido de sus objetivos generales y específicos y por
último la justificación de esta investigación.
Capitulo II: Marco Referencial, Donde estará estructurado por, los
antecedentes de esta investigación, las Bases teóricas y la definición de
términos básicos.
Capitulo III: Marco Metodológico, donde estará estructurado por, tipo de
estudio, métodos de la investigación, técnicas e instrumentos para la
recolección de información, tratamiento de la información y herramientas a
aplicar.
Capítulo IV: Ingeniería del Proyecto, en este último se describen los
requerimientos, el diseño y todos los cálculos pertinentes por los cuales se
realizó la investigación para la implementación de este prototipo.

14. 4
CAPÍTULO I
I. EL PROBLEMA
Contextualización del problema.
La primera fuente de energía externa usada por parte del ser humano
llegó hace un millón de años aproximadamente con la manipulación del
fuego que ha sido un hito que dio la salida de una larga carrera en el
desarrollo de nuestra evolución, que hoy en día continúa, con la necesidad
de explotar los recursos energéticos que nos brinda nuestro planeta.
La evolución de la especie humana y sus civilizaciones se ha debido
más que nada al aprovechamiento de cómo transformar la energía del
movimiento como (energía mecánica) en energía eléctrica mediante
mecanismos como la invención de la rueda que fue uno de los avances más
significativos y Su origen se remonta al antiguo Egipto y Mesopotamia hace
unos 5.000 años, en civilizaciones que marcaron el inicio de la historia de la
humanidad. Así mismo el actual desarrollo científico y tecnológico del que
disfruta la humanidad requiere de la utilización de energía eléctrica en
cantidades cada vez mayores. Esta energía se obtiene a partir de diferentes
fuentes naturales, conocidas como "Fuentes de Energía".
Se podría decir que existen 10 diferentes fuentes las cuales se utilizan
en el mundo para generar energía eléctrica y entre ellas se encuentran: El
Sol, el viento, el calor del interior de la tierra, la energía interna del hidrógeno,
la subida y bajada de las mareas, el movimiento de las olas, la caída del
agua, la biomasa, el Uranio y los combustibles fósiles (carbón, petróleo, etc.).

15. 5
Las últimas cuatro son con las que se obtiene la mayoría de la energía
eléctrica en la actualidad. A comienzos del XXI, la preocupación por la
contaminación del calentamiento global y a la escasez de recursos fósiles
los cuales son finitos y no renovables, surgió la idea que se puede
aprovechar la energía cinética del agua. La energía cinética que contiene el
agua es un medio de la masa por la velocidad al cuadrado, y toda esta
energía se puede transformar en electricidad que se puedan encontrar en las
costas de un país.
La energía de las olas o también llamada energía undimotriz es una de
las más recientes en descubrirse convirtiéndose en una novedosa forma de
atenuar el avance del calentamiento global ya que es una fuente de energía
renovable y de esta forma promueve el desarrollo sostenible y sustentable,
de igual forma países como España, El reino unido, Brasil, Suecia, Argentina,
Chile, Canadá han implementado estudios con prototipos basados en esta
nueva tecnología con el fin de ofrecer una salida o ir dejando de lado el uso
de energías no renovables que perjudican el medio ambiente y así ayudar a
preservarlo evitando las emisiones de CO2 que es uno de los principales
actuadores en los gases de efecto invernadero.
EL potencial energético del aprovechamiento de las olas a nivel mundial
lo estiman en valores comprendidos entre 1-10 Tera vatios
(aproximadamente un 10 por ciento del consumo eléctrico mundial), siendo
Europa una de las localizaciones con mayor potencial de aprovechamiento
(290 Giga vatios en la costa este y 30 Giga vatios en la costa mediterránea),
Se estima que la energía de las olas pueda tener 529 Mega vatios instaladas
en la UE para 2020 y casi 100 GW para 2050.
Así mismo en Venezuela en el mar Caribe ejerce soberanía en 500.000
km2 de aguas marinas y sub marinas. La costa venezolana sobre el océano
Atlántico, desde Punta La Peña (estado Sucre) hasta Punta Playa (estado
Delta Amacuro), tiene una extensión de 1008km. Esta gran extensión de
zona marítima da derecho al aprovechamiento de recursos naturales, tanto

16. 6
pesqueros, paisajísticos, minerales y energéticos. En cuanto al oleaje, éste
posee dos componentes energéticos uno potencial y otro cinético, el cual
podrá ser aprovechado por diferentes tipos de dispositivos, acoplados a un
generador eléctrico.
Es Importante mencionar que ya se han hecho estudios tecnológicos,
Basados en el aprovechamiento del oleaje de las playas La Punta, El Playón,
Ocumare de la Costa, sobre un área marina de 225 m2 de ocupación.El
aprovechamiento de este tipo de energía alternativa o renovable puede ser
sumamente beneficiosa, ya que está presente en cualquier momento del
año.
Con lo mencionando anteriormente es relevante saber que la situación
del sistema eléctrico de Nueva Esparta es incapaz de satisfacer la demanda
real total del estado y al mismo tiempo mantener una reserva razonable para
casos de contingencia Asimismo se presenta una problemática generalizada,
la cual anteriormente ha sido mencionada y es la deficiencia del servicio
eléctrico en las distintas comunidades que conforman el estado Nueva
Esparta, cabe destacar que con dicha problemática se propondrá localizar el
lugar en las costas del estado puntualmente en Margarita con el mayor
potencial para la implementación de un mecanismo que permitirá el
aprovechamiento de la mencionada energía undimotriz. Resultó que el
municipio Península de Macanao se encuentra la playa el Tunal la cual
presenta las características idóneas para la implementación de este
mecanismo.
En función de lo anteriormente planteado surge la siguiente
interrogante:
¿Cómo proponer el diseño de un mecanismo generador de electricidad
a través de energía undimotriz en sector Playa el Tunal ubicado en el
municipio Península De Macanao Estado Nueva Esparta?
De la anterior pregunta salen las siguientes interrogantes:

17. 7
¿Por qué es necesaria una propuesta de diseño de un mecanismo
generador de electricidad a través de energía undimotriz en sector Playa el
Tunal ubicado en el municipio Península de Macanao Estado Nueva
Esparta?
¿Qué parámetros influyen en el diseño de un mecanismo generador de
electricidad a través de energía undimotriz en el sector Playa el Tunal
ubicado en el municipio Península de Macanao Estado Nueva Esparta?
¿Cuál será el procedimiento de diseño de un mecanismo generador de
electricidad a través de energía undimotriz en el sector Playa el Tunal
ubicado en el municipio Península de Macanao Estado Nueva Esparta?
¿Qué factibilidad técnica y operativa tendrá elaborar el diseño de un
mecanismo generador de electricidad a través de energía undimotriz en el
sector Playa el Tunal ubicado en el municipio Península de Macanao Estado
Nueva Esparta?
Objetivos de la Investigación
Objetivo General
Diseñar un mecanismo generador de electricidad a través de energía
undimotriz en el sector Playa el Tunal ubicado en el municipio Península de
Macanao Estado Nueva Esparta
Objetivos Específicos
Diagnosticar la necesidad actual de diseñar un mecanismo generador
de electricidad a través de energía undimotriz en el sector Playa el Tunal
ubicado en el municipio Península de Macanao Estado Nueva Esparta
Analizar los parámetros que influyen en el diseño de un mecanismo
generador de electricidad a través de energía undimotriz en el sector Playa

18. 8
el Tunal ubicado en el municipio Península de Macanao Estado Nueva
Esparta
Proponer el diseño de un mecanismo generador de electricidad a través
de energía undimotriz en el sector Playa el Tunal ubicado en el municipio
Península de Macanao Estado Nueva Esparta
Evaluar la factibilidad técnica y operativa de un mecanismo generador
de electricidad a través de energía undimotriz en el sector Playa el Tunal
ubicado en el municipio Península de Macanao Estado Nueva Esparta
Justificación de la Investigación
Con el estado actual del funcionamiento del sistema eléctrico nacional
se hace necesaria la búsqueda de alternativas que reemplacen por
momentos de ausencia a tal servicio. Tal es el caso de los generadores
eléctricos no convencionales los cuales vienen a subsanar este déficit en
momentos determinados, Esta investigación está justificada por el hecho de
la creciente necesidad que existe hoy en día por hallar nuevas fuentes de
energía y tecnologías innovadoras que puedan tener el menor impacto
económico negativo, y que ayuden a la preservación del medio ambiente con
la reducción de las emisiones de gases efecto invernadero que son
producidas por los métodos o procesos de generación de energía en forma
convencional los cuales son la quema de combustibles fósiles.
Es por ello que sería de gran apoyo el aprovechamiento de la energía
undimotriz que es fiable y eficiente ya que el agua es uno de los
combustibles más abundantes del planeta y que a su vez mediante su uso se
podrá trabaja bajo duras condiciones climatológicas pero en la actualidad
este tipo de energías apenas se aprovechan. En tal sentido se propone el
diseño de un mecanismo generador de electricidad a través de energía
undimotriz en el sector Playa el Tunal ubicado en el municipio Península de
Macanao Estado Nueva Esparta donde el objetivo principal del proyecto es

19. 9
desarrollar el conocimiento obtenido durante todo este largo periodo
académico y de la concepción del medio marino como una fuente de energía
renovable e inagotable.
De igual forma mediante este proyecto se buscara ayudar y favorecer
a la comunidad que reside en la playa de el Tunal que es de
aproximadamente de unos 330 habitantes y con el déficit del servicio
eléctrico nacional con los apagones que se prolongan de 2 a 4 horas, con la
presencia de esta problemática insistente se buscara la posible solución
mediante la implementación de este proyecto hacer de la comunidad en la
playa de el tunal totalmente sustentable y así no depender en su totalidad del
sistema eléctrico estadal

20. 10
CAPÍTULO II
II. MARCO REFERENCIAL
El siguiente capítulo se representara la recopilación de información de
diferentes documentales bibliográficos, investigaciones y definiciones que
servirán de apoyo para la realización de esta investigación. Dicho marco está
conformado por las siguientes secciones: antecedentes de la investigación,
bases teóricas, definición de términos básicos, los cuales servirán como
soporte para la investigación y la comprensión de este tema.
Antecedentes de la Investigación
En la actualidad a lo largo de todo nuestro planeta, existen muchos
proyectos los cuales involucran el aprovechamiento de las energías
renovables mediante mecanismos, sistemas y dispositivos que permitan su
posterior utilización y de esta manera mejorar la producción de la energía
eléctrica a un nivel más estable ya sea para todo un país o pequeñas
comunidades. De esta manera hay investigaciones relevantes que se han
realizado anteriormente que servirán de apoyo para la presente
investigación.
Ordiales, A (2018) en su trabajo especial de grado para optar por el
título de Ingeniero Mecánico Electricista en la Universidad Nacional “Pedro
Ruiz Gallo”, Dpto. de Lambayeque, Perú, titulado “Diseño de un Sistema de
Generación Undimotriz Para Suministrar la Demanda de Electricidad del
Astillero Marypol E.I.R.L. en Puerto Salaverry” en su investigación busco
diseñar un sistema electromecánico que utiliza la fuerza

21. 11
y movimiento de las olas del mar para producir energía el cual servirá para
cubrir o satisfacer parcialmente la demanda energética del sector donde se
encuentra el astillero Marypol E.I.R.L. en el Puerto Salaverry, ya que por su
ubicación esta empresa no contaba con energía eléctrica de las redes
convencionales, utilizando para ello un generador accionado por un motor de
combustión, que permite suministrar con energía eléctrica a los diferentes
equipos eléctricos que funcionan para las diferentes actividades de la
empresa.
Para el cual calculo la máxima demanda que necesitaba el astillero para
que luego esta energía fuera proporcionada por el sistema de generación
undimotriz en el cual usaría el potencial energético proveniente del litoral de
Salaverry y luego transformarlo mediante un sistema de generación
electromecánico en energía eléctrica aprovechable para el astillero. Así
mismo en su investigación presento algunos cuadros de análisis
multivalentes de datos hidrofísicos obtenidos de la Marina de Guerra e
IMARPE para que así se pudiera encontrar la geo localización más óptima
para la implementación de su diseño.
Este trabajo se relaciona directamente con esta investigación debido al
hecho de que se propone el diseño de un mecanismo innovador donde la
energía undimotriz juega el papel principal en todo el proyecto para poder
solventar la problemática del déficit del servicio eléctrico del mencionado
astillero demostrando que las energías renovables en conjunto con los
sistemas, dispositivos y mecanismos que permitan transformar este tipo de
energía en energía eléctrica aprovechable en sus distintos ámbitos son el
futuro para mejorar y construir sistemas de eléctricos que tengan el menor
impacto sobre el medio ambiente y sean más eficientes.
Borges, H (2016) en su trabajo especial de grado como requisito para
optar al título de Ingeniero Civil, Presentado ante la ilustre Universidad
Central de Venezuela titulado “Aprovechamiento de la Energía Aportada por
el Oleaje Cotidiano Marítimo Para La Generación de Energía Eléctrica”

22. 12
Presentado, Caracas, Venezuela, en su investigación el relata que en la
actualidad estamos en un mundo cambiante donde hay que estar más
orientados a la conciencia humana mediante la preservación del medio
ambiente con la integración de las energías alternativas como lo son las de
origen marino, así mismo con esta investigación busco demostrar y
determinar el potencial energético que brinda el oleaje en las costas de
Venezuela.
Para así poder mitigar la situación que presenta el sistema eléctrico
nacional y así poder localizar el lugar en las costas venezolanas con el
mayor potencial para la implementación de un sistema de aprovechamiento
de la mencionada energía undimotriz a través del estudio de las variables
que tuviesen relevancia como lo era el oleaje predominante, morfología
costera, cantidad de habitantes, calidad de servicio eléctrico y vías de
comunicación.
Donde los objetivos que se plantío para su investigación fueron
logrados mediante la aplicación de una metodología que incluyó los
siguientes aspectos: clasificó la costa venezolana en sectores; determinó,
para cada sector, la locación con mayor potencial para la implementación de
un sistema de aprovechamiento de la energía undimotriz; definió entre una
lista, la localidad más idónea de las costas venezolanas para implementar el
sistema y recomendó lugares para el desarrollo turístico; investigó acerca
de los adelantos en esta tecnología; y planteó la estructura contentiva del
sistema de aprovechamiento de la energía undimotriz.
Este trabajo está relacionado directamente con esta investigación por el
hecho de que presenta las bases necesarias para la determinación de las
locaciones más idóneas que puedan sostener el mayor potencial para poder
demostrar que el aprovechamiento de las energías de origen marino a lo
largo de las costas venezolanas son necesarias para desarrollar sistemas
que puedan transformar esta energía y aprovecharla para el beneficio de las
comunidades que no cuenten con un servicio eléctrico estable.

23. 13
Macadito, J (2015) en su trabajo especial de grado como requisito
parcial para optar por el título de Ingeniero Mecánico mención mantenimiento
presentado en el Instituto Universitario Politécnico “ Santiago Mariño”,
Porlamar, Estado Nueva Esparta titulado “Diseño de un Mecanismo Seguidor
Del Posicionamiento Solar para un sistema de Paneles Solares” en este hizo
el estudio donde pudo determinar una estructura en la cual los paneles
solares se pudieran orientar y tener una incidencia solar más directa para
luego realizar el diseño de un mecanismo para los sistemas de extracción de
energía solar para el funcionamiento óptimo de estos quipos con el propósito
de no solo depender de un suministro sino también de mejorar la calidad en
cuanto a servicio eléctrico.
Determino su diseño tomando en cuenta las velocidades de trabajo,
potencia necesaria del motor para el accionamiento del mecanismo, las
cargas a las cuales están sometidas y a cómo implementar este dispositivo
para su funcionamiento y poder cumplir con sus objetivos planteados, tuvo
como modalidad de la investigación proyecto factible y se basó en una
investigación documental y recolección de datos mediante revisión
bibliográfica.
Este trabajó se relaciona indirectamente con la presente investigación
específicamente por el diseño de este mecanismo el cual es una idea
innovadora para posicionar de manera que la incidencia del solar sea más
directa al dispositivo de recolección que son paneles solares y que se basa
en el mismo tema de las energías renovables o alternativas en este caso la
energía solar, para aumentar la eficiencia de este dispositivo como la del
servicio eléctrico.
Bases Teóricas
A continuación se presentan las bases teóricas que son la fuente que
sustentan la información y permiten dar a la investigación un sistema

24. 14
coherente de conceptos, definiciones y proposiciones a la hora de abordar el
problema, tratando de integrarlo dentro de un ámbito donde éste cobre
sentido, incorporando los conocimientos previos referentes al mismo y
ordenándolos de modo tal que resulten útiles en la elaboración de la
investigación.
Oleaje
El movimiento de las aguas saladas de los mares y océanos, se le
denomina oleaje y cada una de las ondas individuales recibe el nombre de
ola. Habitualmente este tipo de fenómenos son generadas por el viento,
sismos o influencias atmosféricas que se desplazan en grupos de ondas a
través del medio acuático hasta alcanzar las costas, siendo movimientos
ondulatorios, oscilaciones periódicas de la superficie del mar, formadas por
crestas y depresiones que se desplazan horizontalmente.
Figura 1. Aproximación del oleaje a la costa. Fuente: Saber.ucv.ve
Origen del Oleaje
El viento es responsable de la generación del oleaje que se desplaza
sobre la superficie del agua y que juega un rol muy importante en la
modificación de la línea costera. Si observamos el mar durante una tormenta,

25. 15
su superficie parece estar en un estado de confusión y es difícil apreciar que
entre el desorden es posible detectar los diferentes trenes de olas que allí se
generan.
Las olas son movimientos ondulatorios, oscilaciones periódicas de la
superficie del mar, formadas por crestas y depresiones que se desplazan
horizontalmente. Para el estudio de las olas, éstas se dividen en: olas de
agua profunda, que no están influenciadas por el fondo, se mueven
independientemente de él y; olas costeras en que por disminución de la
profundidad del agua, su forma y movimiento están afectados por el fondo.
Las olas se caracterizan por su: longitud de onda, período, pendiente,
altura, amplitud y velocidad de propagación, variables físicas y geométricas
que se definen a continuación:
Longitud de onda (L): es la distancia horizontal entre dos crestas o dos
depresiones sucesivas.
Período (T): es el tiempo, contado en segundos, entre el paso de dos
crestas sucesivas por un mismo punto.
Altura (H): distancia entre la cresta de la ola y el nivel medio del mar.
Pendiente: relación entre la altura y la longitud de onda (H/L).
Amplitud (A): distancia entre la cresta y el valle de la ola.
Velocidad de propagación: V= Longitud de onda/Período
Las olas son ondas que se desplazan a través de la superficie de
mares, océanos, ríos, lagos, canales, etc. son ondas que se propagan por la
superficie entre dos medios materiales. En este caso se trata del límite entre
la atmósfera y el océano. Se trata de un vaivén con una componente vertical,
de arriba a abajo, y otra longitudinal, la dirección de propagación de la onda.
Figura 2. Parámetros de las olas. Fuente: https://es.wikipedia.org

26. 16
Ola
Hay que distinguir dos movimientos. El primero es la oscilación del
medio movido por la onda, que en este caso, como hemos visto, es un
movimiento circular. El segundo es la propagación de la onda, que se
produce porque la energía se transmite con ella, trasladando el fenómeno
con una dirección y velocidad, llamada en este caso velocidad de onda.
En realidad se produce un pequeño desplazamiento neto del agua en la
dirección de propagación, dado que en cada oscilación una molécula o
partícula no retorna exactamente al mismo punto, sino a otro ligeramente
más adelantado (respecto al sentido de propagación de la onda). Es por esta
razón por la que el viento no provoca solamente olas, sino también corrientes
superficiales.
Figura 3. Características de una ola. Fuente: masmar.net
Un tipo particular de olas son los tsunamis, que no se encuentran
relacionadas con el viento sino con terremotos o por las erupciones de
volcanes submarinos. Los diferentes tipos de olas son:
Olas libres u oscilatorias
Se representan en toda la superficie del mar y se deben a las
variaciones del nivel del mar. En ellas el agua no avanza, sólo describe un
giro al subir y bajar casi en el mismo sitio en el cual se originó el ascenso de
la ola, se presentan en un tiempo menor de 30 segundos.

27. 17
Figura 4. Ola oscilatoria Fuente: profesorenlinea.cl
Olas forzadas
Se producen por el viento y en ocasiones pueden ser altas como
consecuencia de los huracanes en el agua.
Figura 5. Ola forzada Fuente: profesorenlinea.cl
Olas de traslación
Son aquellas que se producen cerca de la costa y que, al avanzar
tocando el fondo, se estrellan contra el litoral formando abundante espuma.
Al regresar el agua hacia el mar se origina la resaca.
Figura 6. Ola de translación Fuente: Scifiworld.es

28. 18
Tsunamis
Son olas producidas por un terremoto o una explosión volcánica.
Pueden pasar dos situaciones, una es que en el centro de la perturbación se
hundan las aguas, o bien que éstas se levanten explosivamente. En ambos
casos el movimiento provoca una ola única de dimensiones formidables, que
avanza a gran velocidad, pueden ser miles de kilómetros por hora, y llega a
tener una altura superior a los 20 metros. Los tsunamis son muy frecuentes
en el océano Pacífico.
Figura 7. Como se forma un tsunami Fuente: curiosidades.Info
Tipos de oleaje
Según profundidades de las aguas en donde se propagan
Olas de aguas profundas.
Son las que no están influenciadas por el fondo, moviéndose
independientemente de él, produciendo un movimiento más o menos regular
en la superficie del océano, en el cual la altura de la ola es relativamente
débil en relación con el largo de la onda. Este oleaje se propaga en el
océano, por lo general muy lejos del lugar donde se origina.
Ola teórica.
La característica de este tipo de oleaje es que al pasar la ola por las
partículas, en la superficie, estas suben y bajan, debido al paso de la onda,
moviéndose en orbitas circulares cuyo diámetro disminuye con la
profundidad.

29. 19
Según la fuente que las origina
Olas marinas o de viento.
Están sometidas a la influencia directa del viento que las produce,
pudiendo llegar a anularse o reforzarse. Su morfología muestra crestas
puntiagudas y surcos redondeados que forman rizaduras superpuestas.
Según la velocidad del viento y las características de cada masa ácuea,
presentan dimensiones que varían desde un oleaje con escasa magnitud
(mar rizada o picada, de 0 a 0,25 m de altura) a mar gruesa y muy gruesa (de
2,5 a 6m de altura).
De fondo o swell.
Olas que no están bajo la influencia directa del viento, a causa del cese
de este, que pueden desplazarse decenas, o incluso centenas de kilómetros
desde su zona de origen y según la dirección del viento sin ser mantenidas
por éste. Son ondulaciones sinusoidales con gran simetría y circularidad:
crestas y senos redondeados, altura y espaciado uniformes. Suele ser un
oleaje en proceso de decaimiento o dispersión. Son generadas
principalmente por depresiones atmosféricas.
De temporal.
Son transportadas y mantenidas por el viento de una zona tormentosa.
Puede llegar a ser un oleaje muy destructivo, esencialmente si a los efectos
del temporal se suman otros como mareas de tormenta (tide storms) u
ondulaciones debidas a diferencias en las presiones atmosféricas (surge
storms). Son olas con longitud de onda y período largos, de gran altura:
desde arboladas (6 a 9m) a enormes (mayores de 14m).

30. 20
Según su frecuencia
Olas capilares
Se deben al roce entre láminas de aire y agua en la misma fuente del
viento; están controladas por la tensión superficial del líquido. Son pequeñas
rizaduras con morfología en V, cuya longitud de onda es inferior a 1,73cm y
su altura aproximada unos milímetros
Olas de gravedad.
Olas generadas por la transferencia de energía desde el viento al agua
y controladas por la masa movilizada. Su longitud de onda es superior a
1,73 cm. Incluyen a las olas marinas, de swell y traslación o surf.
Olas infra gravitatorias.
Formadas mediante interacción entre olas. Tienen amplitud baja y
periodos largos.
Según sus propiedades hidrodinámicas.
De derrame
Movimiento progresivo de atenuación en una onda y paso a la
traslación; llegan a presentar rupturas encadenadas. (Patrick, 1955)
Figura 8. Rompiente de derrame Fuente: Waves, Tide and Shallow
De vuelco:

31. 21
Adelanto en cada cresta respecto a su base, perdida de sustentación y
enroque, ocasionando un vacío o “voluta”, con desintegración posterior y
fuertes turbulencias. (Patrick, 1955)
Figura 9. Rompiente de vuelco Fuente: Waves, Tide and Shallow
Ondulada:
Formación de una cresa que no llega al “vuelco” y se diluye, al tiempo
que es adelantada por su base en avance hacia la zona de batida. (Patrick,
1955)
Figura 10. Rompiente ondulado Fuente: Waves, Tide and Shallow
De colapso:
Caso mixto entre vuelco y ondulada.
Figura 11. Rompiente de colapso Fuente: Waves, Tide and Shallow

32. 22
Teoría Lineal
Ondas en superficies de líquidos Una onda es una perturbación en un
medio, la cual se propaga con el tiempo. Para que exista una onda debe
existir un medio y lo que se propaga es una perturbación, no el medio en sí.
En general, lo que llamamos una onda no es una perturbación única, sino
una serie de perturbaciones que, en el mejor de los casos, son periódicas.
Que lo que se propaga es la perturbación y no el medio en sí es algo que
habrá notado cualquier persona que haya observado alguna fuente o piscina
con algún objeto flotando. En efecto, las olas en la superficie del agua
principalmente hacen subir y bajar un objeto flotante, pero no la desplazan
más allá de un pequeño movimiento oscilatorio de ida y vuelta.
A todas las ondas se les puede asociar varias características comunes,
independientemente del tipo de ondas que sean. Todas están formadas por
crestas y valles, lo que nos lleva al concepto de amplitud; todas las ondas
periódicas tienen un periodo (o su equivalente, una frecuencia), todas tienen
una longitud de onda, una velocidad de propagación y una fase principal.
Estos parámetros genéricos de la onda están estrechamente relacionados
con propiedades físicas bien definidas de cada tipo de ola. Para las ondas en
superficies de líquidos, las crestas de las ondas son las zonas de mayor
altura, mientras que los valles son las de menor. La amplitud de la onda es la
mitad de la altura de la onda, es decir, la mitad de la distancia vertical desde
el valle hasta la cresta. La amplitud de una onda está ligada con el flujo de
energía asociado a la onda.
De la mencionada teoría se pueden obtener fórmulas que representan
comportamientos de velocidades de movimiento de una partícula en una
onda que está directamente asociado al comportamiento de una ola.

33. 23
Aguas profundas
Componente Horizontal: Ecuación1
Ecuación 1. Componente Horizontal Aguas profundas
. Componente Horizontal
Componente Vertical: Ecuación 2
Ecuación 2. Componente Vertical Aguas profundas
Aguas poco profundas
Componente horizontal: Ecuación 3
Ecuación 3. Componente horizontal Aguas poco profundas
Componente vertical: Ecuación 4
Ecuación 4. Componente vertical. Aguas poco profundas
Energía
La energía aportada por el oleaje está directamente relacionada con la
teoría lineal, donde se explican las velocidades verticales y horizontales
producidas por una ola, y también a la amplitud de la onda, a mayor
amplitud, mayor será la energía que se pueda aprovechar, y así lo será
también a medida que aumentan las celeridades tanto verticales como
horizontales. Es interesante calcular el flujo de energía asociado a una onda.
No es difícil demostrar a partir de la función de onda que la energía total
asociada a una onda sinusoidal, con cierta amplitud de onda es:
Ecuación 5
Ecuación 5. Energía
Donde E es denominado densidad de energía de una ola o energía por
unidad de área.
A amplitud de la ola.

34. 24
g fuerza de gravedad.
ρ densidad del agua o medio.
También podemos obtener una fórmula donde se puede estimar la
energía portada por una onda de ola específica en un ancho específico, es
decir, se puede estimar cuanta energía produce cada ola en cierta área
definida:
Ecuación 6
Ecuación 6. Energía produce cada ola en cierta área
Ecuación 7. energía produce cada ola en cierta área definida
Dónde
L: representa la longitud de la ola
B: el ancho de la ola
E: la energía total aportada por esa ola.
Energía Renovable
Se denomina energía renovable a la energía que se obtiene de fuentes
naturales virtualmente inagotables, ya sea por la inmensa cantidad de
energía que contienen, o porque son capaces de regenerarse por medios
naturales. Entre las energías renovables se cuentan la energía eólica, la
geotérmica, la hidroeléctrica, la mareomotriz, la solar, la undimotriz, la
biomasa y los biocarburantes. La energía verde es un término que se usa
para describe a la energía generada a partir de fuentes de energía primaria
respetuosas con el medio ambiente. Las energías verdes son energías
renovables que no contaminan, es decir, cuyo modo de obtención o uso no
emite subproductos que puedan incidir negativamente en el medio ambiente.
Energía Undimotriz
La energía undimotriz, es aquella que se aprovecha del movimiento de

35. 25
las olas para la generación de energía eléctrica. En sí, es la energía que se
obtiene de la energía mecánica y potencial del movimiento de las olas,
mientras que la energía Mareomotriz lo hace a través de las mareas.
Usos de la Energía Undimotriz
Su principal uso es para la generación de energía eléctrica, donde
diversidad de países, con zonas costeras, se aprovechan de esta fuente de
energía renovable e inagotable como alternativa ante los combustibles
fósiles.
Cómo Funciona la Energía Undimotriz
Esta energía, se aprovecha por medio de unos generadores que son
colocados en la superficie del océano, los cuales convierten el movimiento
ascendente y descendente de las olas en energía eléctrica.
Como se obtiene la Energía Undimotriz
Entre las principales formas de obtener esta energía, por medio de los
siguientes equipos y dispositivos son:
Flotadores: Sumergidos en el fondo del mar.
Dispositivos móviles articulados: Es un aparato flotante que sigue el
movimiento de las olas, como la serpiente marina Pelamis.
Depósitos: Con una abertura en la superficie del mar que expulsa el aire
por las olas y moviendo una turbina genera la electricidad.
Dispositivos de columna de agua oscilante: Con una turbina que
contiene una cámara de aire junto a un generador.
Dispositivos oscilantes: Principalmente con un motor hidráulico, turbina
hidráulica y un generador eléctrico lineal.

36. 26
Flotadora: Boyas que hacen funcionar un generador y realizan un
movimiento entre el mástil y el flotador.
Rotación: Anclado al fondo marino y hacen funcionar unos pistones que
transforman la energía eléctrica.
Colectores de olas: Aparatos que, a través de una rampa, ingresan las
olas y arrancan las turbinas hidráulicas.
Proyectos de energía undimotriz en el mundo
Multinacional – OPT PowerBuoy
Los proyectos OPT PowerBuoy para el aprovechamiento de la energía
de las olas, se localizan en las costas de Norte América, Europa, Japón y
Australia. Es un mecanismo de tipo puntual, que consta de una boya
oscilante para la generación de energía eléctrica. A la fecha la compañía
suministra boyas generadoras comerciales en dos formatos, 350 W y 15kW
de alimentación continua, siempre sujeto a la potencia disponible en el punto
de operación.
Figura 12. OPT PowerBuoy Fuente: recursoenergetico.com
Mutriku wave power plant
La central undimotriz está ubicada en el dique exterior del puerto de

37. 27
Mutriku, País Vasco, su construcción comienza el año 2006. Se basa en la
metodología de columna de agua oscilante. Tiene implementadas 16 turbinas
con una potencia total de 296 kW. Esta es primera planta comercial de
energía undimotriz a nivel mundial.
Figura 13. Rompeolas y turbinas de generación Fuente: renewable-technology.com
Pelamis
El proyecto Pelamis está dentro de la metodología de transformación de
los sistemas hidráulicos. Consiste en una serie de secciones cilíndricas que
se encuentran parcialmente sumergidas y unidas por bisagras como lo
muestra la Figura. La ola induce un movimiento relativo entre dichas
secciones, activando un sistema hidráulico interior que bombea aceite a alta
presión a través de un sistema de motores hidráulicos, equilibrando las
variaciones con acumuladores. El año 2010 la compañía entrega a la
empresa EON un equipo de 750kW a modo de prueba. Finalmente y luego
de 3 años la empresa devuelve el equipo dando un paso al lado en la
participación de las energías renovables marinas no convencionales.

38. 28
Figura 14. Equipo Pelamis Fuente: https://www.neoteo.com
Wave Dragón
Este proyecto de conversión undimotriz cuenta con un prototipo frente a
las costas Danesas de Nissun Bredning. El proyecto consiste en una
estructura flotante de aproximadamente 237 toneladas, y su construcción
comenzó en el año 2010 pensando en un equipo de demostración de 1.5
MW. Su principio de funcionamiento consiste en el aprovechamiento de la
energía cinética de la onda marina. Posee 2 brazos que completan una
separación de 58 metros, para captar una mayor cantidad de oleaje Y lo
dirige a una plataforma que hace la función de represa (acumulador de
energía potencial), luego al liberar el agua se hace pasar por una turbina
conectada a un sistema de generación eléctrica. La Figura muestra una
fotografía de la máquina.
Figura 15. Fotografía del equipo Wave Dragón Fuente: www.wavedragon.net

39. 29
Arquímedes Wave Swing
Proyecto instalado en las costas de Orkney, Escocia, consiste en una
boya seccionada a la mitad, sumergida bajo el agua entre los 50 y 90 metros
de profundidad, entre las secciones de la boya se encuentra una cámara de
aire que se comprime y descomprime al aumentar y disminuir la columna de
agua sobre ella. Esta energía se transforma en energía eléctrica
aprovechando el movimiento oscilatorio a través de generadores lineales de
imanes permanentes. La energía generada se transmite a la superficie por
cables submarinos. El proyecto se expone en 2010 a modo de presentación
con un equipo de 250 kW y desde el año 2011 se comienza con la
comercialización del mismo.
Esta es una de las tecnologías más avanzadas, pues al estar
sumergidas aprovechan el movimiento de las olas sin estar directamente
expuestas a las tempestades del medio ambiente, solucionando así uno de
los grandes problemas que es el diseño de los equipos para la resistencia
ante las situaciones meteorológicas extremas.
Figura 16. Fotografía del equipo Arquímedes Wave Swing Fuente: sites.google.com
Energía Eléctrica
Es la corriente de energía que se origina de la diferencia de potencial
eléctrico entre dos puntos determinados, cuando se los pone en contacto

40. 30
mediante un transmisor eléctrico. Dicha corriente consiste en la transmisión
de cargas negativas (electrones) a través de un material propicio para ello,
como suelen ser los metales, desde el punto de su generación (y/o
almacenamiento) hasta el punto de consumo, que usualmente la aprovecha
para convertirla en otras formas de energía: lumínica, mecánica o térmica. En
la vida cotidiana, la energía eléctrica que consumimos proviene de un
tendido o una red eléctrica, a la cual accedemos mediante enchufes o
tomacorrientes, así como de la instalación de circuitos eléctricos en nuestros
hogares, como los que activamos al encender un interruptor de la luz.
Tipos de energía eléctrica
Básica. La producida por el contacto de una carga positiva y una
negativa, es el tipo de corriente que empleamos en nuestros aparatos de uso
cotidiano y que permite el funcionamiento de los bombillos.
Estática. Aquella producida por la fricción de dos cuerpos susceptibles
de cargarse eléctricamente, como ocurre al frotar un peine con un pañuelo
de ciertos materiales, o al acercar un brazo a la pantalla de un televisor
antiguo.
Dinámica. De la mano con otras formas de energía como la química, es
la forma de electricidad manejable y controlable, a partir del flujo constante
de electrones por medio de un conductor.
Conductual. Aquella corriente eléctrica que se mantiene en continuo
movimiento por los conductores, como ocurre en los circuitos.
Electromagnética. La electricidad propia de los campos
electromagnéticos, como en los grandes imanes industriales. Por otro lado,
se conocen dos formas de corriente eléctrica, gracias a las experiencias y
estudios de Nikola Tesla: la corriente ordinaria y la alterna, siendo esta última
la que varía cíclicamente en su magnitud y sentido.

41. 31
Mecanismo
Un mecanismo es un dispositivo que transmite o transforma una fuerza,
y el movimiento de entrada en una fuerza que se convierten en movimientos
resultantes que permiten resolver una necesidad o problema técnico
planteado.
Tipos de movimiento en un mecanismo
Movimiento lineal Es el desplazamiento de un cuerpo en línea recta o
en una dirección determinada.
Figura 17.Movimiento lineal de un cubo Fuente: tecnologiatic.com
Movimiento rotatorio o circular. Es el desplazamiento de un cuerpo que sigue
una trayectoria circular.
Movimiento alternativo. Es el desplazamiento de un cuerpo hacia
delante y hacia atrás, a lo largo de una línea.
Figura 18. Movimiento circular Fuente: tecnologiatic.com

42. 32
Figura 19. Cigüeñal Fuente: sities.google.com
Movimiento oscilante. Es el desplazamiento de un cuerpo hacia delante
y hacia atrás según una trayectoria curva, que describe un arco de
circunferencia.
Figura 20. Movimiento oscilante de un péndulo Fuente: tecnologiatic.blogspot.com
Tipos de Mecanismos
Dependiendo del tipo de movimiento de entrada y salida de una
máquina, y por tanto, de la función que el mecanismo realiza en la máquina,
se pueden distinguir dos tipos de mecanismos:
Mecanismos de transmisión del movimiento.
Son los mecanismos necesarios cuando el elemento motriz y el
elemento receptor presentan el mismo tipo de movimiento (lineal – lineal o
circular – circular). Los mecanismos de transmisión reciben la energía o
movimiento del elemento motriz y lo trasladan (transmiten) al elemento
receptor.

43. 33
Figura 21 . Transmisión por correa Fuente: https://molidaw.webnode.es
Mecanismos de transformación de movimiento.
Son los mecanismos necesarios para cuando el elemento motriz y el
elemento receptor presentan distintos tipos de movimiento (lineal – circular o
circular – lineal). Los mecanismos de transformación reciben la energía o
movimiento del elemento motriz, transforman el tipo de movimiento para
adecuarlo al elemento receptor.
Definición de Términos Básicos
Biela: Es un elemento mecánico que, sometido a esfuerzos de tracción
o compresión, transmite el movimiento articulando a otras partes de la
máquina.
Demanda eléctrica: Requerimiento de potencia y energía eléctrica de
un usuario, sector o sistema eléctrico.
Figura 22.Movimiento circular Fuente: Tecnologiatic.com

44. 34
Desarrollo sostenible: satisfacción de las necesidades de la
generación presente sin comprometer la capacidad de las generaciones
futuras para satisfacer sus propias necesidades.
Desarrollo Sustentable: idea básica de satisfacer las necesidades de
la sociedad actual sin comprometer la estabilidad del futuro, es decir,
mantener un equilibro Sustentable entre las personas a fin de desarrollar
estrategias en pro del bienestar del mundo.
Distribución: Es una de las actividades del sistema eléctrico que
consiste en el suministro de electricidad desde los puntos de entrega de los
generadores o la red de transmisión, hasta la acometida en el punto de
suministro
Eje: es un elemento constructivo destinado a guiar el movimiento de
rotación a una pieza o de un conjunto de piezas, como una rueda o un
engranaje.
Energía cinética: Es la energía que tienen los cuerpos que están en
movimiento.
Energía Mecánica: es aquella que un cuerpo o un sistema obtienen a
raíz de la velocidad de su movimiento o su posición específica, y que es
capaz de producir un trabajo mecánico.
Energía potencial: Es la energía que poseen los cuerpos que están en
reposo. Puede considerarse que es la energía almacenada en un cuerpo.
Energía primaria: Es aquella que se encuentra disponible en la
naturaleza y que puede ser transformada para producir energía eléctrica.
Energías alternativas: Son aquellas que permiten la generación de
energía eléctrica en sustitución de las fuentes de energía convencional.
Engranaje: mecanismo utilizado para transmitir potencia mecánica de
un componente a otro. Los engranajes están formados por dos ruedas
dentadas, de las cuales la mayor se denomina corona y el menor piñón.
Generación: Es una de las actividades del sistema eléctrico, que
consiste en la producción de potencia y energía eléctrica en centrales de

45. 35
conversión mediante el aprovisionamiento y transformación de energía
primaria hasta los puntos de entrada de la red de transmisión.
Manivela: Es un mecanismo de transmisión del movimiento que
consiste en una barra fijada por un extremo y accionada por la otra con un
movimiento de rotación.
Movimientos armónicos: es un movimiento periódico de vaivén, en el
que un cuerpo oscila a un lado y a otro de su posición de equilibrio, en una
dirección determinada, y en intervalos iguales de tiempo.
Pérdidas técnicas: Cantidad de energía eléctrica que se disipa en
forma de calor en un sistema eléctrico inherente a los procesos de
producción, transporte y entrega de energía.
Polea: Es un dispositivo mecánico de tracción, que sirve para transmitir
una fuerza. Consiste en una rueda con un canal en su periferia, por el cual
pasa una cuerda que gira sobre un eje central.
Potencia eléctrica: Es la capacidad de producir, transmitir o consumir
electricidad para alimentar las instalaciones en forma instantánea. Se mide y
se expresa en vatios (W) o en sus múltiplos: kilovatios (kW), megavatios
(MW).
Resorte: operador elástico capaz de almacenar energía y
desprenderse de ella sin sufrir deformación permanente cuando cesan las
fuerzas o la tensión a las que es sometido.
Servicio eléctrico: Es la actividad prestacional ejercida por el Estado,
destinada a satisfacer la necesidad de suministro de energía eléctrica a la
colectividad para garantizar el desarrollo integral de un país.
Sistema eléctrico: Es el conjunto de actividades, procesos,
instalaciones, equipos y dispositivos que se articulan e interconectan de
manera sistémica para prestar un servicio eléctrico de calidad, a los niveles
de tensión requeridos por los usuarios.

46. 36
Sistema independiente: Es parte del Sistema Eléctrico, conformado
por instalaciones no conectadas al mismo destinadas a la prestación del
servicio en zonas no servidas.
Tornillo sin fin: es un dispositivo que transmite el movimiento entre
ejes que son perpendiculares entre sí, mediante un sistema de dos piezas: el
tornillo, y un engranaje circular denominado corona.
Transmisión: Es una de las actividades del sistema eléctrico que
consiste en el transporte de electricidad desde los puntos de entrega de la
generación hasta los puntos de recepción de la red de distribución.

47. 37
CAPÍTULO III
III. MARCO METODOLÓGICO
Tipo de Estudio
El tipo de estudio, orienta a la investigación para así darle una finalidad
específica, y a su vez se buscara la manera para determinar cómo se
recogerán los datos necesarios. Para seleccionar el tipo de estudio se debe
considerar el propósito, las estrategias, los objetivos, el problema a estudiar y
otros aspectos en los que se encuentran inmersos la investigación. Donde la
investigación correspondiente es de tipo proyectiva.
Según Hurtado (2007), “la investigación proyectiva involucra creación,
diseño, elaboración de planes o de proyectos” cuya propuesta esté
fundamentada en un proceso sistemático de búsqueda e indagación. En este
tipo de investigación pueden incluirse el proyecto factible y los proyectos
especiales” (p.314).
Esta investigación se considera proyectiva porque buscara solventar de
forma innovadora y práctica los problemas referentes al déficit o
desabastecimiento de la energía eléctrica en el sector playa el tunal
mediante la propuesta del diseño de un mecanismo generador de
electricidad a través de energía undimotriz el cual permitirá generar energía
limpia y sustentable.
Se realizó según los lineamientos de una modalidad de investigación
tecnológica, Según el Manual del Trabajo de Grado del Instituto Universitario
Politécnico “Santiago Mariño”. Lo define como:

48. 38
Una investigación que tiende a la aplicación de
conocimientos para satisfacer necesidades mediante la
producción de bienes y servicios se está en presencia de la
investigación tecnológica, cuya orientación está sujeta a los
objetivos que se desean lograr y a la metodología a utilizar para
alcanzarlos (p 23).
Ya que viene a presentar una alternativa de solución viable para la
problemática analizada; la cual consiste en el diseño de un mecanismo
generador de electricidad a través de energía undimotriz en el sector playa
el tunal ubicado en el municipio península de macano estado nueva
Esparta, mediante este proyecto se buscara ayudar y favorecer a la
comunidad que reside en la playa de el Tunal.
Métodos de la Investigación
Todas las tecnologías para la construcción de artefactos, prototipos y
procesos necesitan del uso de herramientas e instrumentos que permitan
orientar la finalidad de las investigaciones tecnológicas, donde el diseñar es
un requisito obligatorio en la construcción de artefactos, prototipos y
procesos. Y estos métodos se realizaran usando el saber formalizado de los
diversos campos del conocimiento, El método del ensayo y error es
frecuente, Otros métodos e instrumentos como son las interacciones entre
niveles y unidades de análisis, entrevistas, muestreo, estudios de
exploración, herramientas de análisis de datos y las regulaciones legales
son parte de estos métodos de investigación.
El método de investigación que se utilizara en este proyecto será un
procedimiento riguroso, formulado de una manera lógica, que el
investigador deberá seguir para la adquisición del conocimiento necesario
para el desarrollo de la investigación. Estos procedimientos se seguirán con
el propósito de llegar a demostrar y cumplir con los objetivos o dar una
respuesta concreta al problema que identificó anteriormente.

49. 39
La aplicación del método inductivo Para Hernández Sampieri, (2006)
“el método inductivo se aplica en los principios descubiertos a casos
particulares, a partir de un enlace de juicios”( p.107) este servirá en el
desarrollo de esta investigación, ya que a través de este método se podrán
analizar situaciones particulares mediante el estudio individual de los
hechos que ocurran en el área seleccionada en la costa para la
implementación del mecanismo generador de energía eléctrica a través de
energía undimotriz este método ayudara al descubrimiento de temas
generalizados y teorías que parten de la observación sistemática de la
realidad presente en esta área.
Cabe destacar que las investigaciones de carácter tecnológico
primordialmente también vienen realizadas por el Método científico según
Tamayo y Tamayo (2012), “El método científico es un conjunto de
procedimientos por los cuales se plantean los problemas científicos y se
ponen a prueba las hipótesis y los instrumentos de trabajo investigativo”
(p.30). Ya que este Ofrece un conjunto de técnicas y procedimientos para
la obtención de un conocimiento teórico mediante el uso de instrumentos
fiables que no dan lugar a la subjetividad. Mediante algunos experimentos
se demostrara la capacidad el prototipo o el mecanismo generador de
electricidad a través de energía undimotriz.
Este método tiene la capacidad de proporcionar respuestas eficaces y
probadas sobre este tipo de investigación. Se considera uno de los
procedimientos más útiles ya que permite la explicación de fenómenos de
forma objetiva, que también brindara soluciones al problema de
investigación, su desarrollo será riguroso y netamente lógico con principios
puros y completos buscando la corrección y la superación para conquistar,
ordenar y entender el conocimiento recogido.

50. 40
Técnicas para la Recolección de información
Con el propósito de obtener la información necesaria, es muy
importante definir con claridad las técnicas de recolección que se utilizaran,
ya que con estas técnicas se recolectaran los datos de la realidad aplicadas
a la situación a estudiar, para su posterior análisis; con el fin de determinar
las necesidades del objeto estudiado. Según, Arias (2006), “las técnicas de
recolección de datos son las distintas formas o maneras de obtener la
información”. (p.53) Son ejemplos de técnicas, la observación directa, la
encuesta y la entrevista, el análisis documental, de contenido, entre otros.
Técnicas
Revisión Documental: La revisión documental permitirá recopilar datos
o información relevante a través de los documentos, investigaciones,
trabajos, diseño de mecanismos y sistema de generación de energía
eléctrica renovable, utilizados para realizar todos los procesos y
procedimientos en Materia de generación de electricidad a través de
energía undimotriz los cuales servirán para el diseño de un mecanismo
generador de energía eléctrica a través de energía undimotriz en el sector
playa el tunal ubicado en el municipio península de Macanao, Según Baena
(1985), la investigación documental es “una técnica que consiste en la
selección y compilación de información a través de la lectura y crítica de
documentos y materiales bibliográficos, bibliotecas, bibliotecas de
periódicos, centros de documentación e información”.
Observación Directa: La observación directa, permitirá al investigador
participar de forma continua en el sector playa el tunal para determinar el
clima de la zona y la variabilidad de los parámetros del oleaje analizar la
ubicación geográfica y el estado y condición de los sistemas de media y
baja tensión para así poder establecer el diseño de un mecanismo

51. 41
generador de electricidad a través de energía undimotriz en el sector playa
el tunal ubicado en el municipio península de Macanao estado nueva
Esparta. Según Arias (1999), indica que la observación directa consiste “en
visualizar o captar mediante la vista, en forma sistemática, cualquier hecho,
fenómeno o situación que se produzca en la naturaleza o en la sociedad, en
función de unos objetivos de investigación pre-establecidos”. (p.67).
Tratamiento de la Información
Se diseñaran las técnicas e instrumentos que guiaran a el proyecto
donde el investigador se trasladara al lugar de estudio, para así hacer uso
de la observación directa ya que se necesitaran de los datos topográficos y
de la batimetría de la zona para así lograr seleccionar el lugar más idóneo
para la instalación de este prototipo y de esta manera se recolectara la
información necesaria que permitirá el análisis y síntesis del problema,
comenzando por darle solución o respuesta al primer objetivo de la
investigación el cual es, Diagnosticar la necesidad actual de diseñar un
mecanismo generador de electricidad a través de energía undimotriz en el
sector Playa el Tunal ubicado en el municipio Península de Macanao
Estado Nueva Esparta. Donde las actividades serán las siguientes:
Se diseñaran los métodos que permitirán registrar, y manejar la
información para realizar el diagnóstico de la situación actual en el sector
playa el tunal luego de esto el investigador se trasladara al área de estudio
antes mencionada y hará uso de la observación directa, donde se
recolectara y seleccionara la información requerida para el desarrollo del
diseño del mecanismo, se analizara la información recolectada mediante la
observación directa para determinar los parámetros y variables que
influyen en el diseño de este mecanismo, se efectuara el análisis
respectivo de los datos obtenidos anteriormente para determinar los
requerimientos necesarios para el diseño del mecanismo generador de

52. 42
electricidad, y se dejaran los registros y las consideraciones a tomar en
cuenta en el desarrollo de este proyecto.
Una vez que se culmine con las conclusiones del diagnóstico, se
consideraran las necesidades detectadas. Estas serán analizadas y
posteriormente sintetizadas para plantear una alternativa de solución que
contribuirá a las adaptaciones necesarias en el desarrollo del diseño del
mecanismo generador de energía eléctrica a través de energía undimotriz
con la situación previamente diagnosticada. Para así darle respuesta al
segundo objetivo el cual es Analizar los parámetros que influyen en el
diseño de un mecanismo generador de electricidad a través de energía
undimotriz en el sector Playa el Tunal ubicado en el municipio Península de
Macanao Estado Nueva Esparta. Donde las actividades a realizar serán:
Primero se identificaran los materiales y las dimensiones que se
utilizaran en la elaboración del diseño del mecanismo. Luego se procederá
a la elaboración del modelado y a la realización de los cálculos pertinentes
para el diseño mediante los datos obtenidos anteriormente. Por último se
efectuara la comparación entre diferentes materiales para determinar una
posible alternativa y posteriormente hacer la selección de la mejor
alternativa para implementarlo en el diseño del mecanismo generador de
energía eléctrica. Por último entre las opciones presentadas se tomara la
más eficaz y eficiente, de manera que permita el logro de los objetivos para
el cual será diseñado este mecanismo.
Para finalizar se realizara una determinada decisión sobre los
resultados a obtenerse para determinar las conclusiones y
recomendaciones sobre la necesidad de una propuesta para un diseño de
un mecanismo generador de electricidad a través de energía undimotriz en
el sector playa el tunal ubicado en el municipio península de Macanao
estado nueva Esparta con el fin de brindarle una solución concreta a la
población que reside en la playa el tunal con respecto al déficit del servicio
eléctrico. El siguiente objetivo Proponer el diseño de un mecanismo

53. 43
generador de electricidad a través de energía undimotriz en el sector Playa
el Tunal ubicado en el municipio Península de Macanao Estado Nueva
Esparta se le dará solución mediante la siguiente Actividad a Realizar: Se
realizara el diseño del mecanismo con la alternativa seleccionada a través
de una metodología específica para el logro de los fines propuestos en esta
investigación.
Para el último objetivo que es Evaluar la factibilidad técnica y operativa
de diseñar un mecanismo generador de electricidad a través de energía
undimotriz en el sector Playa el Tunal ubicado en el municipio Península de
Macanao Estado Nueva Esparta se le dará solución mediante la siguiente
Actividades a Realizar: Se efectuara un análisis, operativo y técnico para
asegurar la operatividad del mecanismo generador de energía eléctrica a
través de energía undimotriz planteado en esta propuesta.
Técnicas Metodológicas y Herramientas a Aplicar
Herramientas
Laptop: esta servirá como un medio muy importante tanto para la
recolección de información y datos como para su posterior análisis el cual
permitirá el desarrolló sistemático del proyecto de investigación mediante la
utilización de software determinados para la elaboración este diseño.
Libreta de apuntes: la cual servirá como medio practico para retener
información en momentos donde el ambiente lo requiriese donde la
información suministrada por la fuente de estudio sean de menor
complejidad como tomar notas, dibujar, escribir o añadir apuntes que serán
relevantes para la investigación .
Software de modelado 3D Autodesk Tinkercad: TinkerCAD es una
herramienta de software de Autodesk que permite a los principiantes crear
modelos 3D. Este software CAD se basa en una geometría sólida

54. 44
constructiva (CSG), que permite a los usuarios crear modelos complejos
mediante la combinación de objetos más simples. Como resultado, este
software de modelado 3D es fácil de usar y actualmente es disfrutado por
muchos, particularmente maestros, niños, aficionados y diseñadores.
Además, el software permite agregar circuitos electrónicos a los diseños 3D
para crear objetos con luz y movimiento. El resultado final incluso se puede
simular en el software para verificar cómo responderán los componentes en
la vida real. Otra capacidad de TinkerCAD es transformar un diseño 3D en
modelos de ladrillo construibles, similar a la creación de legos.
Software de cálculo ptc Mathcad: es un software de computadora
diseñado principalmente para la verificación, validación, documentación y
re-uso de cálculos de ingeniería. El cual contiene documentación técnica
con prestaciones de cálculo numérico y simbólico, que permite explorar
problemas, formular ideas, analizar datos, modelar y chequear escenarios,
determinar la mejor solución, como también documentar, presentar y
comunicar los resultados que se obtendrán del diseño del mecanismo
generador de electricidad a través de energía undimotriz.

55. 45
CAPITULO IV
IV. INGENIERÍA DEL PROYECTO
Estudio Diagnostico
Con la problemática actual expuesta anteriormente como lo es el
desabastecimiento en combustibles de origen fósil (Gasolina, Diesel) y la
mala organización y planificación del mantenimiento el cual genera el mal
funcionamiento del sistema eléctrico nacional, debido a que la mayoría de
las centrales eléctricas del estado son de origen termoeléctrico se hace
necesaria la búsqueda de alternativas sobre sistemas de generación de
energía eléctrica que reemplacen por momentos de ausencia a tal servicio en
la población del sector playa el tunal ubicado en el municipio península de
Macanao estado nueva Esparta. Tal es el caso de los sistemas de
generación eléctrica no convencionales los cuales vienen a subsanar este
déficit en momentos determinados e impulsar el desarrollo de nuevas
tecnologías en generación de energía eléctrica en estés caso como lo son
las de origen marino ya que el agua es el mayor recurso natural que tenemos
en nuestro planeta.
En la actualidad se debería incentivar a esta nación al aprovechamiento
de los recursos naturales considerando los inconvenientes y las
preocupaciones que existen tanto en reducir costos de generación como en
reducir los índices de contaminación y con ello contribuir con el equilibrio
ecológico y así entregarle mejor calidad de vida tanto a esta generación
como a las generaciones futuras.

56. 46
Definición de Requerimientos
Aun cuando el trabajo y estudio realizado alrededor de este tipo de
energía renovable es bastante bajo en relación con otras energías
renovables, aparte de los costos de inversión necesarios para la
implementación de los equipos y herramientas que permitan el correcto
funcionamiento para obtener energía eléctrica a partir del movimiento de las
olas, es necesario tener una serie de condiciones geológicas para su uso
óptimo.
Requisitos.
Profundidad. Según estudios realizados a lo largo de la historia con
respecto a esta energía renovable, se sabe que la cantidad de energía que
se puede obtener a partir de ella, es proporcional al periodo de oscilación de
las olas, al igual que al cuadrado de la amplitud de estas. Por tal razón se
sabe que este tipo de características se hallan en territorios marítimos con
profundidades aproximadamente entre 10 y 50 metros. Entre dichas
profundidades las características de las olas resultan ser óptimas para la
energía undimotriz.
Ahora bien Según la profundidad de instalación de los dispositivos
utilizados con este fin existen tres tipos en el cual este estudio de
investigación para el desarrollo del diseño de este prototipo está
comprendida en la clasificación de Dispositivos en costa (on-shore): debido a
que estos dispositivos apoyados en la costa: en acantilados rocosos,
integrados en estructuras fijas como diques rompeolas o sobre el fondo en
aguas poco profundas. Estos dispositivos también se conocen como
Dispositivos de Primera Generación. Los dispositivos on-shore presentan
unas ventajas importantes en términos de facilidad de instalación,
inexistencia de amarres, bajos costes de mantenimiento, mayor

57. 47
supervivencia y menor distancia a costa para el transporte e integración de la
energía producida. Sin embargo, su desarrollo está limitado por el reducido
número de ubicaciones potenciales, menor nivel energético del oleaje y su
impacto medioambiental y visual.
Elección de la ubicación. Para la óptima elección de la ubicación del
mecanismo generador de electricidad a través de energía undimotriz se han
considerado los siguientes factores:
*Zonas medioambientales protegidas.
*Orografía del terreno.
*Potencial energético de la zona.
*Proximidad a vías de comunicación.
*Proximidad a núcleos urbanos
*Proximidad a líneas eléctricas.
Además, se deben de tener en cuenta aquellas zonas o actividades que
pudieran verse afectadas por la instalación de un mecanismo generador de
energía eléctrica a través de energía undimotriz. Estas son, entre otras:
*Zonas que comprendan una cuenca visual donde el impacto de las
instalaciones puede perjudicar el valor paisajístico de la misma.
*Zonas de gran afluencia pública.
*Zonas de interés turístico.
*Zonas donde se practiquen deportes náuticos, pesca deportiva o
artesanal.
*Elementos de interés cultural tales como castillos o fortalezas costeras.
Para el emplazamiento seleccionado se han de estudiar todos los
parámetros de oleaje que influyen en la generación eléctrica. Los parámetros
más importantes son el periodo medio de las olas a lo largo del año y tanto la
altura de la ola media global como la estacional.
Muelle de abrigo. Para que se pudiera albergar el mecanismo
generador de electricidad a través de energía undimotriz en toda su
extensión era necesario la construcción de un muelle hasta una zona en la

58. 48
que el alcance de la ola permitiera el funcionamiento continuo del prototipo
tanto en bajamar como en pleamar. Al recabar información sobre la zona y la
profundidad cercana a la costa se descubrió que en el proyecto inicial del
muelle donde estará albergado el mecanismo generador de electricidad a
través de energía undimotriz en la zona costera del Sector playa el tunal
necesitara ser proyectada a 35 m hacia el interior de costa. Para aprovechar
el recurso energético de mejor manera, y se optó por girar 25º respecto al eje
del muelle proyectado, para así colocar al dispositivo captador perpendicular
al frente de la ola y así mejorar el aprovechamiento de la producción
energética del oleaje.
Valoraciones previas:
*Profundidad apta de la zona para la instalación
*Longitud inicial proyectada del muelle
*Cota del suelo del muelle actual
*Dirección del frente de ola mayoritario
Dispositivo captador de movimiento oscilatorio (Boya semiesférica). Es
el componente de este prototipo en cargado de colectar o captar el
movimiento de oscilación generado por la amplitud de onda producida por la
altura total de la ola el cual es la fuente o combustible principal para generar
el movimiento de oscilación que posteriormente en otra etapa será
transformado en energía mecánica tendrá una dimensión aproximada de
1.20m de diámetro con un espesor de 0.06m.
Figura 23. Boya semiesférica Fuente: Elaboración propia

59. 49
Brazo oscilador u oscilante. Es el componente de este prototipo que
esta ensamblado al dispositivo captador de movimiento oscilatorio que tiene
como tarea transmitir el movimiento de oscilación y el torque captado hacia la
siguiente etapa de transmisión del movimiento que tendrá una dimensión
aproximada de 6m totales de longitud y estará compuesto por dos secciones
con longitudes parciales de 2.90m para la primera y 3.10m para la segunda
respectivamente con una sección rectangular de 35x30 cm y un espesor de
0.05m.
Figura 24. Brazo oscilador Fuente: Elaboración propia
Eje principal. Componente ensamblado al brazo oscilante y encargado
de recibir y transmitir el toque y el movimiento oscilante transmitido por el
brazo para así transformarlo en la siguiente etapa en las (rpm) iniciales de
este mecanismo tendrá una dimensión aproximada de 1.44m de longitud con
3 escalones donde el primero es de 16cm de diámetro el segundo es de
20cm de diámetro y el tercero es de 24cm de diámetro respectivamente.
Figura 25. Eje principal Fuente: Elaboración propia

60. 50
Sistema de transmisión de potencia por cadenas. Es el componente de
este prototipo encargado de recibir y transmitir la potencia generada por la
sección constituida por la boya, brazo oscilante y eje principal y
transformarlas en las (rpm) iniciales de este mecanismo y está constituido
por tres piezas que son dos spoket o piñones uno conductor y uno conducido
de tres hileras de dientes con sus dimensiones aproximadas de 51.82cm de
diámetro para el conductor y 30.86cm de diámetro para el conducido Y con
una cadena de tres hileras tipo AISI 180-3, Y estará ensamblado en el eje
primario y secundario respectivamente.
Figura 26. Transmisión por cadenas Fuente: Elaboración propia
Eje secundario. Es el Componente de este prototipo encargado de
recibir la potencia del sistema de transmisión por cadena y posteriormente
seguir transmitiendo esta misma potencia convirtiéndolas en las (rpm)
necesarias para seguir con el funcionamiento correcto del mecanismo donde
estas rpm llegaran hasta la primera etapa de multiplicación de las rpm donde
estarán también montados el spoket conducido el volante de inercia y uno
los engranes de la primera etapa de la caja multiplicadora de las rpm y
tendrá una dimensión aproximada de 1.40m de longitud con tres tramos de
12,16,20cm de diámetro respectivamente.

61. 51
Figura 27. Eje secundario Fuente: Elaboración propia
Volante de inercia. Componente encargado de acumular la energía
mecánica recibida por el sistema de transmisión por cadenas a través del eje
secundario, energía la cual se acumula en forma de rpm y posteriormente se
regresa al sistema o etapa siguiente en forma de rpm aparte también es el
encargado de estabilizar las posibles variaciones o fluctuaciones en el torque
requerido para el buen funcionamiento del mecanismo y tendrá una
dimensión aproximada de sección cilíndrica de 46cm de diámetro por 7.5cm
de espesor o de alto.
Figura 28. Volante de inercia Fuente: Elaboración propia
Engranes de la primera etapa multiplicadora de las (rpm). Estos son los
componentes encargados de recibir y transmitir el movimiento y el torque en
forma de rpm provenientes del eje secundario ya estabilizados por el volante
de inercia.

62. 52
Figura 29. Engranes de dientes rectos Fuente: Elaboración propia
Caja paralela multiplicadora de rpm (primera etapa multiplicadora). Es el
conjunto de componentes encargados de multiplicar las rpm provenientes del
eje secundario con una relación de transmisión para posteriormente
transmitirla estas rpm hasta la etapa final de multiplicación Y estará
conformada en su totalidad por tres ejes en disposición paralela y 4 engranes
donde los tres ejes van a estar soportados por sus respectivas bancadas y
sus rodamientos y sobre ellos estarán acoplados los 4 engranes con la
siguiente configuración: el primer eje de la caja (eje secundario) tendrá
acoplado solamente un engrane con una dimensión aproximada de 32cm de
diámetro exterior por un ancho de cara de diente de 13.5cm.
El segundo eje de la caja multiplicadora (eje intermedio) tiene una
dimensión de 66cm con dos escalones de 7 y 10 cm de diámetro
respectivamente donde estarán acoplado dos engranes uno con una
dimensión de 16cm de diámetro externo con un ancho de cara de diente de
13.5cm y el otro con 26cm de diámetro exterior por un ancho de cara de
diente de 13.5cm y el ultimo componente es el eje de salida con una
dimensión de 78cm de longitud por 6cm de diámetro y un engrane que estará
acoplado a él con una dimensión aproximada de 26cm de diámetro externo
con un ancho de cara del diente de 13.5cm

63. 53
Figura 30. Caja multiplicadora de ejes paralelos Fuente: Elaboración propia
Caja multiplicadora de rpm epicicloidal (etapa final de multiplicación).
Este es el conjunto de componentes encargados de recibir las bajas y
constantes rpm provenientes de la primera etapa de multiplicación para
posteriormente elevarlas y establecer las rpm finales que son las que
necesitara el generador eléctrico asignado a este prototipo para el correcto
funcionamiento en la generación de la energía eléctrica, esta caja estará
dividida también en dos sub etapas donde ambas etapas estarán compuesta
por los siguientes componentes tres engranes satélite un engrane planeta un
disco porta satélite tres ejes porta satélites un eje porta planeta y una rueda o
corona dentada.
Figura 31. Caja multiplicadora epicicloidal Fuente: Elaboración propia

64. 54
Generador Eléctrico. Es el componente final de este prototipo y es el
encargado de recibir las rpm finales de la caja multiplicadora epicicloidal a
través de un eje de salida de alta velocidad acoplado directamente al eje de
este generador para así producir la energía eléctrica necesaria para su
posterior distribución en cada una de las viviendas que conforman la
comunidad del sector playa el tunal, teniendo en cuenta que el generador
debe operar de forma óptima bajo un régimen de velocidades variables
dependiendo del oleaje, se torna adecuado el uso de un generador de
inducción variable como es el modelo DFIG. Lo que es lo mismo generador
de inducción doblemente alimentado, es un tipo de generador relativamente
moderno, se espera que en los próximos años crezca su utilización
principalmente en los sectores eólico y marino tanto en centrales de olas
como de corrientes.
La principal razón para elegir un generador eléctrico de este tipo es que
los DFIG tienen la capacidad de suministrar potencia a tensión y frecuencia
constante a medida que la velocidad del rotor varía, así como de controlar de
una manera sencilla el factor de potencia.
El funcionamiento del DFIG se basa en el generador de inducción
trifásico con rotor devanado en el cual el rotor es alimentado mediante algún
convertidor de frecuencia 73 (AC/DC/AC converter) para posibilitar la
operación del sistema de manera estable aún a velocidad variable. Por su
parte, el estator se encuentra conectado directamente a la red.
Figura 32. Generador Eléctrico Asíncrono tipo DIFG Fuente: Alibaba.com.es

65. 55
Diseño Ingenieril (Ingeniería de Detalle)
Cálculos y Consideraciones del Diseño
Descripción de las condiciones del sector playa el tunal
Se verificó la información de este sector del municipio península de Macanao
con ayuda del consejo comunal y el ambulatorio rural de la parroquia San
Francisco donde se presentaron las variables como: cantidad de población,
cantidad de viviendas, tipo de servicio de electricidad y cantidad de viviendas
que tienen acceso a este servicio como se observa en el ejemplo en el
siguiente cuadro.
Cuadro 1. Descripción del Sector Playa el Tunal
Descripción del Sector Playa el Tunal
Estado Nva. Esparta
Municipio Península de Macanao
Parroquia San francisco
Sector Playa el tunal
Total de viviendas 66
Viviendas ocupadas 66
Viviendas desocupadas 0
Población total 330
Hombres 155
Mujeres 175
Calles asfaltadas si
Calles de tierra si
Área marítima y fluvial si
Electricidad publica si
Electricidad privada no
Servicio eléctrico continuo si
Fuente: Elaboración Propia
Máxima Demanda de energía eléctrica del sector playa el tunal
El cálculo de la máxima demanda del sector playa el tunal, de acuerdo
al alcance del presente trabajo de investigación está referido al consumo
energético máximo por residencia donde intervienen la iluminación,
tomacorrientes y electrodomésticos.