Calentador a base de paneles solares
Aproximadamente una casa consume un promedio de 391 Kw/h en un mes, con la implantación de un colector solar térmico reducirá dicho consumo en 46,51%, así se ahorraría dinero y beneficiaría al ambiente.
Entre el 14 y el 16 de julio de 2010 se llevó a cabo en la Universidad Nacional Experimental del Táchira (UNET) la VII edición del Premio Ideas, en el que destacan la innovación, creatividad y rentabilidad de diferentes proyectos realizado por estudiantes, que solucionan problemas sociales actuales.
La mención Honorífica fue para el Diseño de un Colector Solar Térmico para una vivienda unifamiliar, elaborado por José Rafael Ramírez Guerrero y Alexandra Carolina Urrea Arellano, estudiantes de ingeniería mecánica e ingeniaría ambiental, respectivamente.
El prototipo a diseñar empleará como sistema la circulación del agua dentro del calentador solar conocido como el efecto termosifón, en este tipo de circulación, el agua circula por naturaleza propia y sin ningún tipo de energía exterior.
El agua a estar más caliente es menos densa y ya tiende a flotar, el agua se va a mantener en un solo tanque térmicamente aislado y recirculando, cuando se enfríe el agua baja y vuelve a subir; de allí pasa al colector solar que trabaja con transferencia de calor, de acuerdo a la manera en que se colocan los materiales, permite que se genere el efecto invernadero al agua, fluido que pasará por una tubería de cobre, aprovechando mayormente la energía.
¿En qué trabajos tanto nacionales como internacionales se apoyaron para realizar el proyecto?
Estuvimos revisando trabajos de otros países como de Chile, México, Argentina, Brasil, Colombia y Perú que están desarrollando este tipo de energías desde hace varios años; y a nivel nacional nos enfocamos en un estudio que hizo el profesor de la ULA-Táchira Fausto Pozzo sobre energías renovables.
¿Cuáles son los posibles materiales para la elaboración del prototipo?
Aluminio, tubería de cobre, vidrio, lámina de polietileno o fibra de vidrio, accesorios de tubería, tanque de plástico, entre otros materiales fáciles de conseguir en el mercado.
¿Bajo qué deficiencias en el estado se basaron para desarrollar el proyecto?
Una de las iniciativas fue el racionamiento energético, el aumento de la demanda que supera la capacidad de generación de nuestras hidroeléctricas, la falta de inversión y de mantenimiento de dichas plantas, a su vez el cambio climático ha ocasionado una disminución significativa de los caudales de agua y con ellos la capacidad de generación lo que obliga a buscar otras fuentes de energía que ayuden a disminuir el consumo energético, siendo la energía solar térmica una opción factible a ejecutar; y aquí en Venezuela no se ve mucho la utilización de las energías alternativas.
¿Cuáles técnicas (matemáticas, físicas, químicas, electrónicas, entre otras) podrían aplicarse para su elaboración?
Nos enfocamos en la transferencia de calor, la mecánica de fluidos, mucho cálculo, matemática y aparte estudio ambiental, análisis del ciclo de la vida del material, entre otros.
Luego de haber obtenido un premio, ¿Qué necesitan para llevar a cabo el proyecto?
El proyecto lo queremos llevar a cabo, pero necesitamos financiamiento, ya estamos haciendo las gestiones con entes gubernamentales, además este es nuestro tema de tesis. Dependiendo del volumen de fabricación, si lo sacas a escala va a costar mucho menos, pero el prototipo que nosotros tenemos pensado diseñar, necesitamos aproximadamente 3.500 Bs. F.
¿Consideran que el producto podría ser adquirido a bajo costo por las personas interesadas?
Comparado con duchas, u otros calentadores, es un poco más costoso pero a lo largo del tiempo vas a recuperar la inversión inicial, pues se reducirá la factura de electricidad.
¿De qué forma podría contribuir con el ambiente?
Muchísimo, porque la generación de energía actualmente está involucrada con las emisiones de dióxido de carbono en la atmosfera, con el colector se reduce el consumo energético y estas emisiones; disminuyes muchas practicas en el hogar, por ejemplo si colocas agua caliente en la lavadora no vas a utilizar tanto detergente; te ahorrarías gas pues en la cocina utilizas agua caliente y ya la tendrías.
¿La técnica que ustedes realizaron podría aplicarse en otros productos?
Sí se puede trabajar, hay mucha información en la web, por ejemplo cocinas a base de energía solar, prototipos o dispositivos que almacenan energía para ser transformada en otro tipo de energía ya sea eléctrica sea mecánica; abría que hacer un estudio muy amplio, que sí se puede, todo depende de la manera o qué se vaya a usar para esa energía.
¿Cuál es el tiempo de vida útil y el mantenimiento de colector?
Entre 25 y 30 años, el mantenimiento es muy sencillo, ya que no tiene partes móviles.
El Táchira tiene una temperatura diferente a la de otros estados, podría decirse que es baja, ¿esto podría incidir de alguna manera en su funcionamiento?
El colector va a funcionar mientras haya radiación; si el día está nublado hay incidencia solar, los rayos del sol calientan la tierra sin importar las interferencias y el colector capta igual esa energía, puede que haya menos transferencia de calor pero tiene la capacidad de calentar el agua; para un día de lluvia se tiene pensado instalar una resistencia, que al bajar la temperatura ésta se encienda y empieza a trabajar. Al almacenarse el calor, se puede utilizar el agua caliente a cualquier hora. Pues el agua siempre va a estar en movimiento.
Material Complementario
Entre el 14 y el 16 de julio de 2010 se llevó a cabo en la Universidad Nacional Experimental del Táchira (UNET) la VII edición del Premio Ideas, en el que destacan la innovación, creatividad y rentabilidad de diferentes proyectos realizado por estudiantes, que solucionan problemas sociales actuales.
La mención Honorífica fue para el Diseño de un Colector Solar Térmico para una vivienda unifamiliar, elaborado por José Rafael Ramírez Guerrero y Alexandra Carolina Urrea Arellano, estudiantes de ingeniería mecánica e ingeniaría ambiental, respectivamente.
El prototipo a diseñar empleará como sistema la circulación del agua dentro del calentador solar conocido como el efecto termosifón, en este tipo de circulación, el agua circula por naturaleza propia y sin ningún tipo de energía exterior.
El agua a estar más caliente es menos densa y ya tiende a flotar, el agua se va a mantener en un solo tanque térmicamente aislado y recirculando, cuando se enfríe el agua baja y vuelve a subir; de allí pasa al colector solar que trabaja con transferencia de calor, de acuerdo a la manera en que se colocan los materiales, permite que se genere el efecto invernadero al agua, fluido que pasará por una tubería de cobre, aprovechando mayormente la energía.
¿En qué trabajos tanto nacionales como internacionales se apoyaron para realizar el proyecto?
Estuvimos revisando trabajos de otros países como de Chile, México, Argentina, Brasil, Colombia y Perú que están desarrollando este tipo de energías desde hace varios años; y a nivel nacional nos enfocamos en un estudio que hizo el profesor de la ULA-Táchira Fausto Pozzo sobre energías renovables.
¿Cuáles son los posibles materiales para la elaboración del prototipo?
Aluminio, tubería de cobre, vidrio, lámina de polietileno o fibra de vidrio, accesorios de tubería, tanque de plástico, entre otros materiales fáciles de conseguir en el mercado.
¿Bajo qué deficiencias en el estado se basaron para desarrollar el proyecto?
Una de las iniciativas fue el racionamiento energético, el aumento de la demanda que supera la capacidad de generación de nuestras hidroeléctricas, la falta de inversión y de mantenimiento de dichas plantas, a su vez el cambio climático ha ocasionado una disminución significativa de los caudales de agua y con ellos la capacidad de generación lo que obliga a buscar otras fuentes de energía que ayuden a disminuir el consumo energético, siendo la energía solar térmica una opción factible a ejecutar; y aquí en Venezuela no se ve mucho la utilización de las energías alternativas.
¿Cuáles técnicas (matemáticas, físicas, químicas, electrónicas, entre otras) podrían aplicarse para su elaboración?
Nos enfocamos en la transferencia de calor, la mecánica de fluidos, mucho cálculo, matemática y aparte estudio ambiental, análisis del ciclo de la vida del material, entre otros.
Luego de haber obtenido un premio, ¿Qué necesitan para llevar a cabo el proyecto?
El proyecto lo queremos llevar a cabo, pero necesitamos financiamiento, ya estamos haciendo las gestiones con entes gubernamentales, además este es nuestro tema de tesis. Dependiendo del volumen de fabricación, si lo sacas a escala va a costar mucho menos, pero el prototipo que nosotros tenemos pensado diseñar, necesitamos aproximadamente 3.500 Bs. F.
¿Consideran que el producto podría ser adquirido a bajo costo por las personas interesadas?
Comparado con duchas, u otros calentadores, es un poco más costoso pero a lo largo del tiempo vas a recuperar la inversión inicial, pues se reducirá la factura de electricidad.
¿De qué forma podría contribuir con el ambiente?
Muchísimo, porque la generación de energía actualmente está involucrada con las emisiones de dióxido de carbono en la atmosfera, con el colector se reduce el consumo energético y estas emisiones; disminuyes muchas practicas en el hogar, por ejemplo si colocas agua caliente en la lavadora no vas a utilizar tanto detergente; te ahorrarías gas pues en la cocina utilizas agua caliente y ya la tendrías.
¿La técnica que ustedes realizaron podría aplicarse en otros productos?
Sí se puede trabajar, hay mucha información en la web, por ejemplo cocinas a base de energía solar, prototipos o dispositivos que almacenan energía para ser transformada en otro tipo de energía ya sea eléctrica sea mecánica; abría que hacer un estudio muy amplio, que sí se puede, todo depende de la manera o qué se vaya a usar para esa energía.
¿Cuál es el tiempo de vida útil y el mantenimiento de colector?
Entre 25 y 30 años, el mantenimiento es muy sencillo, ya que no tiene partes móviles.
El Táchira tiene una temperatura diferente a la de otros estados, podría decirse que es baja, ¿esto podría incidir de alguna manera en su funcionamiento?
El colector va a funcionar mientras haya radiación; si el día está nublado hay incidencia solar, los rayos del sol calientan la tierra sin importar las interferencias y el colector capta igual esa energía, puede que haya menos transferencia de calor pero tiene la capacidad de calentar el agua; para un día de lluvia se tiene pensado instalar una resistencia, que al bajar la temperatura ésta se encienda y empieza a trabajar. Al almacenarse el calor, se puede utilizar el agua caliente a cualquier hora. Pues el agua siempre va a estar en movimiento.
Material Complementario
El sol envía a la tierra 4.500 veces más energía de la que utiliza la humanidad. Es decir, que si se aprovecha solo una parte de las 4.500 tendríamos energía para todo el planeta.
Consumo energético promedio en una vivienda unifamiliar en un mes
Calentador de agua con termosifón (esquemático): 1: Hacia el grifo. 2: Depósito aislado. 3: Entrada de agua caliente. 4: Colector solar térmico. 5: Entrada de agua fresca.
Esquema de funcionamiento
Partes del ColectorGlorario de Términos
Efecto Termosifón: Principio según el cual el agua al calentarse sufre un desplazamiento vertical y hacia arriba basado en la disminución de su densidad con el aumento de la temperatura. Esto provoca, que el agua contenida en un depósito se encuentre estratificada, ocupando las posiciones más altas, las de mayor energía o temperatura.
Resistencia Eléctrica: Es la dificultad u oposición que presenta un cuerpo al paso de una corriente eléctrica para circular a través de él.
Fuente: Todo fue proporcionado por los entrevistados, realizadores el proyecto Alexandra Urrea y José Ramírez.
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