Cómo Construir una Turbina Eólica de Eje Vertical para Generar Energía en el Hogar Paso a Paso

Antes de comenzar con la construcción de la turbina eólica casera en cuestión, debe tenerse en cuenta que a lo largo de todo el proceso se utilizarán herramientas eléctricas y cortantes. Si no está acostumbrado a trabajar con ellas, pregunte a alguien que sepa cómo usarlas o pida ayuda de un profesional. Priorice la seguridad en todo el momento, y recuerde no trabajar apurado para no lastimarse.

Adicionalmente, evalué si le resulta rentable instalar una turbina eólica. Verifique que las condiciones climáticas sean las adecuadas e investigue cual sería el mejor generador para conectar a la turbina fabricada y así aprovechar mejor la energía capturada.

Herramientas

  • Sierra de calar
  • Sierra de mano
  • Torno
  • Taladro de columna o taladro de mano
  • Brocas
  • Destornillador
  • Alicate de radiador
  • Regla
  • Lápiz
  • Compás
  • Papel de lija
  • Tornillo de banco para facilita el trabajo
  • Llaves inglesas
  • 2 abrazaderas

Materiales

  • Tubos de PVC (de al menos 10 cm de diámetro)
  • Madera resistente al agua: La madera contrachapada en forma de hormigón es la mejor (si no tiene eso, tendrá que protegerlo con un revestimiento)
  • 2 Rodamientos (el inferior debe poder manejar una carga)
  • Engrasador manual (u otra variante)
  • Alambrones inoxidables de 2 tamaños (1 grande y 4 pequeños)
  • Pernos y arandelas en 2 tamaños (Si es posible inoxidables)
  • Una pieza de aluminio redondo de 40 mm (soportará el rodamiento inferior)
  • 2 ángulos de hierro
  • 3 tornillos de ojo

1°Paso: Recortar los Tubos de PVC

Lo primero que debe hacerse es medir la tubería de PVC y cortarla en 4 partes iguales. Para la turbina de ejemplo se utilizó un tubo de 2 metros que se cortó en 4 piezas de 50 cm.

A continuación, debe cortarse longitudinalmente cada tubo por el medio para, de esta manera, darle forma a lo que serán las palas de la turbina. Consecuentemente, se deberá obtener 8 piezas y todas del mismo tamaño.

2°Paso: Fabricar los 2 Discos (Base y Techo) de la Turbina

Tomar 2 piezas de madera contrachapada impermeable (12 mm).

Ubicar el centro de la placa midiéndola en dos direcciones y marcar ese punto correspondiente.
Tomar un compás y hacer un círculo de 40 cm de diámetro. Luego tomar los moldes y recórtalos.

Por último, dividir los dos discos en 8 sectores (similar a una pizza) utilizando lápiz y regla.

3°Paso: Cortar las ranuras para las palas de la turbina

Ahora debe marcarse en los bordes de los tablones circulares los arcos donde se insertarán las palas de la turbina. Para ello, tomar un medio tubo y sostenerlo en uno de los extremos de una de las 8 líneas que se dibujó anteriormente. Trazar con un lápiz una línea en el interior y otra en el exterior de la semitubería.

A continuación, tomar los dos discos de madera y poner uno encima del otro para luego sujetar ambos con el tornillo de banco (las guías de lápiz deben quedar viendo hacia afuera).

En el costado de los 2 discos concatenados, realizar cortes con sierra siguiendo las marcas hechas con lápices anteriormente pasando por ambos discos a la vez, para que de esta forma cuando se esté montando la turbina los discos se alinearán perfectamente.

Lo que también debe hacerse mientras los discos estén sujetos es perforar el orificio central del tamaño de su alambrón grande y otros 4 orificios para los alambrones de grosor más pequeña. Dividir los 4 alambrones pequeños por igual sobre la turbina como puedes verse en la primera y segunda imagen de arriba. 

Mantener los orificios pequeños a una distancia de 2 centímetros de los arcos antes recortados, para que de esa manera pueda colocar algunas arandelas en sus alambrones sin que toquen las palas de la turbina. Finalmente, retirar las abrazaderas y montar las palas de la turbina una a una, junto con los 4 alambrones más pequeños como se muestra en la tercera imagen de arriba. Todo tiene que quedar bien ajustado.

4°Paso: Fabricación del alambrón central a medida

Primero que nada, debe montarse la parte superior de la turbina de la misma forma de como se hizo con la parte inferior en el paso anterior.

Luego, prestar atención a las marcas que realizó en los lados de los discos cuando aún estaba sujetos. De esta manera, los mismos cortes quedarán bien uno encima del otro y la turbina se tambaleará menos después de terminar. Es posible que desee utilizar un martillo y un pequeño trozo de madera para no dañar las palas de la turbina o el disco cuando lo golpee. Asegurarse de que las palas encajen bien y que los 4 alambrones pequeños esté en el lugar correcto. No es un trabajo sencillo, pero si realizable. Buena suerte.

A continuación, montar el alambrón grande con los tornillos y arandelas necesarios. Una vez hecho eso, marcar el lugar dónde se va a cortar el alambrón.

La primera imagen superior es una vista del disco inferior. Colocar 2 pernos allí para que se apoyen en el cojinete inferior.

Dejé el alambrón más tiempo allí para poder conectar un generador de algún tipo. El disco superior se encuentra en la segunda imagen y el alambrón en este caso se cortará más pequeño. Por ese lado solo tendremos un rodamiento para equilibrar la turbina cuando este colocado en su marco.

5°Paso: Tornear el alambrón al tamaño correcto

Si posee un torno, este es un trabajo bastante sencillo. En el ejemplo se hizo una varilla de 10 mm de espesor en ambos lados. Las imágenes muestran la parte inferior del alambrón. Asegúrese de que encaje bien porque este factor determinará qué tan bien funcionará la turbina.

6°Paso: Fabricación del soporte para el cojinete inferior

El rodamiento utilizado en el ejemplo está hecho de 3 partes como se muestra en la primera imagen. El mismo está hecho para soportar el peso vertical de la turbina.

Si se observa detenidamente, verá que los 2 discos no tienen el mismo tamaño de orificio interno. El disco con el agujero más grande (el de la derecha) es la parte superior del cojinete donde se apoyará la turbina. Cortar el agujero en el torno justo del diámetro del rodamiento. Haga esto de acuerdo con el tamaño del cojinete que utilizará.

¡No haga el agujero demasiado profundo! Asegúrese de que la parte superior del rodamiento sobresalga del soporte. La razón de por qué se hace esto se debe a que el anillo superior girará junto con la turbina y, de lo contrario, rozaría contra el interior del soporte y reduciría la velocidad de la turbina y la desgastaría rápidamente.

También tendrá que perforar un agujero en la parte inferior del soporte para que la varilla de alambre pueda pasar. Hacerlo un poco más grande que el tamaño de la varilla para que los que están montados no endurezcan los lados.

Este cojinete no tiene grasa, por lo que tendremos hacerle pasar un engrasador. Para ello, usar una boquilla de engrase. Primero taladrar un agujero de acuerdo con la banda de rodadura y el tamaño de la boquilla que se usará. En el ejemplo se hizo de 6 mm.

Utilizar un poco de aceite de corte cuando esté cortando en aluminio porque de lo contrario se volverá áspero por dentro. Haga girar la herramienta de corte durante aproximadamente 1 vuelta y luego vuelva a ejecutarla durante otra media vuelta. De esta forma el metal se corta por dentro y no frenarás tu herramienta. Utilice las 3 etapas de corte hasta llegar a la banda de rodadura correcta.

7°Paso: Hacer un marco alrededor de su turbina

Primero se deben obtener dos piezas de madera con exactamente la misma longitud. Para ello, asegurarse de que sean lo suficientemente anchos para que se pueda crear una estructura fuerte.

Buscar el centro de ambos y hacer un agujero del tamaño del soporte del rodamiento para el inferior y del tamaño del rodamiento superior para el superior.

Para esto utilice el taladro con sierra redonda más grande que tenga. Si no, usar una broca de mano grande y perforar con martillo.  Luego, corte el resto con una broca de mecha escalonada.

Para el inferior, debe perforar el centro del orificio con un taladro con sierra redonda más grande que el tamaño del alambrón grande que encajará en el cojinete. Para el de abajo, se tendrá que cortar una pequeña ranura para que la boquilla encaje dentro y que tenga suficiente espacio para poner el pico del engrasador. Debería lucir algo similar a la imagen de arriba.

Tomar dos piezas de madera rectas más para los lados. Luego tomar la pieza inferior con el soporte del rodamiento adentro y colóquela sobre una superficie plana.

Utilizar una de las piezas laterales y atornillar allí. Primero hacer unos agujeros en el lateral para que los tornillos entren mejor. Recuerde asegurarse de que sea perfectamente cuadrado (ángulo de 90 grados). Luego, hacer lo mismo para el otro lado.

Una vez que se tenga la turbina completamente ensamblada, tómela y bájela al cojinete inferior. Luego, tomar la pieza superior y deslizar el cojinete sobre la varilla grande. Medir ambos lados de la turbina y asegurarse de que miden la misma distancia, de esa manera el marco quedará perfectamente cuadrado.

Para este punto, la turbina ya está habilitada para girar libremente:

8°Paso: Construyendo el Soporte para la Turbina

A partir de este punto ya no se requieren excesivas mediciones. Simplemente, asegúrese de que todo esté en perfecta sintonía con el eje de la turbina y recuerde que la estructura sea lo suficientemente fuerte para resistir fuertes vientos. Construir el soporte como se observa en las imágenes.

Lo único que falta es conectar la turbina a un generador. Seleccione el más adecuado para comenzar a generar energía.

Para finalizar, si desea otorgarle un soporte adicional a la turbina, puede atarle unas cuerdas para mantenerla estable.

Puede usar unos pasadores viejos de una tienda de campaña para conectar las cuerdas al suelo y en el costado de la turbina colocar 3 tornillos de ojo. 
A la hora de instalar la turbina, asegúrese de tener a alguien que pueda sostenerla mientras conecta los cables a tierra.


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