Proyecto Cientifico. Calentador De Agua Casero

INTRODUCCIÓN.

El calentamiento global y las crisis económicas son temas que escuchamos día a día, es por ello que dentro de la institución educativa nace la idea de contribuir con un proyecto que pueda ayudar a responder a muchas de las interrogantes como: “¿Qué hacer ante esas situaciones?”. Con la ayuda de la ciencia se pretende crear un producto que responda a dicha interrogante y que mejore las condiciones de familias de escasos recursos.

Hoy por hoy los bachilleres en formación tienen varios retos y uno de ellos es, aprender a utilizar y aplicar los conocimientos que se les imparte en las aulas en su vida cotidiana; es por ello que la motivación de crear un proyecto que permita el ahorro de energía y por ende ahorro económico para sus hogares, fue lo que permitió que se realizara este trabajo. Además cuenta con una ventaja que contribuye a la reutilización de materiales desechables.

Ahora bien, con el fin de suplir la falta de conciencia de las nuevas generaciones con respecto a la conservación del medio ambiente, el ahorro de energía y la ausencia de bases sólidas en los estudiantes con respecto al área de la física, biología y la misma ecología, en el presente trabajo se plantea el desarrollo de un calentador solar didáctico para la enseñanza de la energía solar. En el texto se describe el diseño, fabricación y funcionamiento del prototipo del calentador solar y la demostración experimental de la conversión de energía solar en energía térmica, por medio de la absorción de la radiación solar sobre una superficie oscura.

CAPITULO I

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

En la época actual nos vemos afectados por el calentamiento global que ha degradado nuestros suelos permanentes generando las conocidas sequías creadas en parte por nosotros mismos somos los principales generadores de desechos contaminantes degradando nuestra capa de ozono y a su vez permitiendo la entrada de rayos ultravioletas a la tierra directamente.

Este fenómeno es producido por la utilización de combustibles fósiles como: el gas, el petróleo y sus derivados. No obstantes hemos recurrido a utilizar el agua de nuestras imponentes fuentes hídricas para producir energía eléctrica, pero con la situación del calentamiento global nuestras grandes fuentes hídricas han disminuido su caudal notoriamente, generando un nuevo problema de economía que se origina con el cierre de algunas hidroeléctricas.

En la actualidad, resulta necesaria la utilización de energía alternativa que contribuya al freno de la contaminación ambiental y de la terminación de algunos recursos naturales que son generadores de toda la energía que empleamos, así como de la alta inversión en la transformación de recursos. Por consiguiente, existe una gran preocupación de los países desarrollados por ir descubriendo nuevos métodos o recursos que permitan mantener las comodidades a las que están acostumbrados sin desgastar más el medio ambiente y que éste sea a bajo costo. Es por ello que resulta conveniente explotar recursos inagotables, como la energía solar, que permita la generación de energía para desarrollar satisfactoriamente las actividades ordinarias de nuestra vida, como sería un calentador de agua para el uso del baño.

Día a día en familias de pocos recursos es complicado contar con un calentador de agua que funcione a base de gas, puesto que los costos de los mismos son elevados y dichas familias no pueden acceder a ellos, es por ello que las personas quedan privadas de un proceso que les permita tener en sus hogares agua caliente para los beneficios que consideren pertinentes.

En el siglo XIX, científicos europeos y estadounidenses desarrollaron los calentadores solares de caja, actualmente llamados compactos. Demostraron que en estos equipos se podían conseguir temperaturas del agua superiores a 90 °C, pero cuando pretendieron comercializarlos, no pudieron, pues en los meses de invierno estos equipos se congelaban. Desarrollaron entonces equipos complejos, con intercambiadores de calor y sustancias anticongelantes que, aunque más costosos y menos eficientes, pudieran resistir las condiciones del clima prevalecientes en esos países.

Científicos cubanos, formados por su Revolución, estudiaron en la década de los años setenta los distintos tipos de calentadores solares disponibles en el mercado mundial y comprobaron que aunque en Cuba el agua no se congelaba, su dureza provocaba rápidas incrustaciones en la placa captadora expuesta directamente al Sol y en poco tiempo los equipos dejaban de funcionar, por muy buenos y costosos que fueran.

Desde aquel momento empezaron a desarrollar nuevos modelos de calentadores solares compactos con una eficiencia superior a 60 %, y demostraron que estos equipos resultaron muy superiores a los existentes en el mercado para los países tropicales.

Estos logros fueron presentados en eventos internacionales y publicados en revistas científicas. Fue entonces cuando algunos países industrializados empezaron a producir calentadores solares compactos, para seguir controlando su comercio en los países del trópico.

Los calentadores solares compactos son muy sencillos, eficientes y de bajo costo, y han demostrado ser una solución energética eficaz para el calentamiento de agua.

Es bueno destacar que el calentador solar sirve, además, para ahorrar energía durante la cocción de alimentos, debido al uso de agua precalentada. No lleva el mismo tiempo calentar agua de 20 a 100 oC, que de 60 a 100 oC. Toda energía que se entregue al agua por medio de la radiación solar en el proceso de cocción de alimentos, es energía que no es necesario generar con electricidad ni con combustible

En un mundo caracterizado por cambios rápidos, donde la necesidad de estar en armonía con nuestro medio ambiente son una exigencia, la gente tiene cada vez una mayor necesidad de enfocar las cuestiones del medio ambiente de un modo eficaz, viable, creativo e innovador mediante el aprovechamiento de energías limpias como la energía Solar. Es por esto que nos vimos en la necesidad de hacer un calentador solar casero, hecho con material reutilizable que permita el ahorro de energía y financiero para la utilización en el hogar.

OBJETIVO GENERAL

Hacer un calentador solar de agua casero, hecho con material reutilizable que permita el ahorro de energía y financiero para la utilización en el hogar.

OBJETIVO ESPECIFICO

 Analizar los principales conocimientos teóricos-prácticos que nos permitan obtener información para hacer un calentador de agua casero.

 Reciclar los materiales para la elaboración de un calentador solar de agua casero

 Demostrar que existen otros métodos más sencillos y, herramientas o productos hechos a base de material reutilizable, que nos permite tener los mismos resultados que un calentador normal a un bajo costo y sin contribuir a la ya bastante contaminación del medio ambiente.

JUSTIFICACIÓN.

Lo que propone nuestro proyecto es colaborar con el medio ambiente y ayudar a mejorar la forma de utilizar nuestros recursos naturales y que mejor que poniendo a disposición un mecanismo no muy costosa, fácil de crear y muy útil como es el calentador solar de agua casero.

El cual sin necesidad de utilizar energía eléctrica producida por hidroeléctricas o explotación de carbón, funcionara solo con energía solar ósea producida por la misma naturaleza la forma más fácil de recoger esta energía.

Además que permitirá que personas de escasos recursos puedan tener acceso a una comodidad a un bajo costo, transformando material que contamina su entorno en un beneficio.

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CAPITULO II

BASES TEORICAS.

Calentador solar: Dispositivo que usa la energía proveniente del sol para calentar alguna sustancia, sin consumir gas, leña o electricidad.

Intercambiador de calor: Es un dispositivo diseñado para transferir calor de un fluido a otro, sea que estos estén separados por una barrera o que se encuentren en contacto. Un calentador solar de agua, como su nombre lo indica, tiene el propósito de producir agua caliente sin necesidad de la quema de sustancias combustibles, utilizando únicamente energía solar que el sistema convierte en calor.

Radiación solar: Energía obtenida directamente del Sol. La radiación solar incidente en la Tierra puede aprovecharse, por su capacidad para calentar, o directamente, a través del aprovechamiento de la radiación en dispositivos ópticos o de otro tipo. Es un tipo de energía renovable y limpia, lo que se conoce como energía verde.

Tipos de radiación. La radiación solar sufre ciertas transformaciones al incidir sobre la atmósfera. Existen tres tipos de radiación:

*Radiación directa: la que se recibe directamente del Sol, sin sufrir ninguna dispersión atmosférica.

*La radiación difusa es la que se recibe del Sol, después de ser desviada por dispersión atmosférica. Es radiación difusa la que se recibe a través de las nubes, así como la que proviene del cielo azul.

*Radiación terrestre

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