Diseño de una turbina hidrocinética de eje axial para el aprovechamiento del caudal de los canales primarios del rio Chancay-Lambayeque

• Autores: Malca Requejo, Jhohan Bybl Misael, Ydrogo Rojas, Segundo Gilberto Tomas
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2025
• Institución: Universidad Señor de Sipan
• Repositorio: USS-Institucional
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorio.uss.edu.pe:20.500.12802/17343
• Enlace del recurso: https://hdl.handle.net/20.500.12802/17343
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Turbina hidrocinética; Método BEM; Diseño geométrico; Río Chancay; EnergÌa renovable; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.03.01

La presente investigación aborda el diseño geométrico, estructural y energético de una turbina hidro cinética de eje horizontal (HAWT) optimizada para operar en los canales primarios del rÌo Chancay (Lambayeque, Per˙). El estudio aplica el método del Elemento de Momento de Capa (BEM) para determinar los parámetros aerodinámicos Óptimos del rotor, considerando las limitaciones hidráulicas del canal, cuya altura ˙til máxima es de 1.2 m, lo que determinÛ un di·metro de rotor de 0.8 m. El an·lisis hidrolÛgico realizado con datos de la estaciÛn Racarrumi permitiÛ caracterizar el flujo con una velocidad media de 2.11 m/s, ajustada mediante una distribuciÛn de Weibull con par·metros k = 2.95 y c = 2.38 m/s, lo que refleja un rÈgimen estable y aprovechable. A partir de estas condiciones, se estimÛ una potencia bruta disponible de 47.6 kW; no obstante, al aplicar el coeficiente de potencia (Cp = 0.48) y las restricciones geomÈtricas del diseÒo, la potencia ˙til efectiva del rotor de 0.8 m alcanza aproximadamente 2 kW. El rotor diseÒado emplea un perfil aerodin·mico NACA 63-815, tres palas, una solidez de 0.3, y una relaciÛn de velocidad en la punta (TSR) de 4, operando en un rÈgimen de Re ≈ 3.7 × 10⁵. La estructura se optimizó con pernos de acero AISI 304 y una constante de rigidez C = 0.94, asegurando estabilidad mec·nica bajo inmersiÛn. Los resultados muestran que la turbina propuesta puede generar 2 kW continuos, equivalentes a 48 kWh diarios, energía suficiente para abastecer entre 7 y 10 viviendas rurales simult·neamente, o hasta 34 viviendas considerando consumos promedios diarios. Estos hallazgos demuestran la viabilidad técnica y energética del diseño, destacando su potencial aplicación en microgeneraciÛn renovable descentralizada y sistemas de bombeo agrÌcola en comunidades rurales del norte peruano.