Contaminación del medio ambiente con el gas LP y residuos de botellas de plástico

Prototipo: Calentador Casero con botellas de plástico

En la actualidad la contaminación del medio ambiente por medio del gas LP es un problema que ha ido aumentando con el paso de los años, actualmente en el 2018 se han buscado las principales causas de que este tipo de gas contamine a grandes escalas, sin embargo, no solo hay una razón, al contrario, hay muchas es por ello que analizaremos este tema.

Dadas estas circunstancias se desarrollara la aplicación del prototipo para disminuir los niveles de contaminación del medio ambiente causados por el gas LP ya que si no el problema anteriormente planteado aumentará.

Hipótesis

Al desarrollado un sistema en el cual por medio de materia prima de fácil acceso se puede diseñar un calentador solar que cumpla con los datos técnicos para el calentamiento de fluidos de manera efectiva respecto a su tamaño escala al realizar las pruebas requeridas.

Parametros

PRINCIPIO DEL TERMOFISIÓN.

Se tiene un panel solar lleno con agua fría. Como el Sol calienta el colector, el agua en el interior comienza a aumentar su temperatura, por lo que disminuye su peso específico, se dilata, se torna más ligera y tiende a subir hacia la parte más alta del tanque. El agua fría, más pesada, queda en la parte baja del colector, donde se calienta, comienza el proceso y comienza su trayecto hacia la parte superior del tanque, y así, sucesivamente. VOLUMEN:

Para calcular el volumen del tanque del calentador solar ocupamos la fórmula

V = πr2 x h, lo que nos dio como resultado es lo siguiente:

Diámetro: 32.7cm

Radio: 16.35 cm

Altura sin tapa: 53π cm

 V = r2 x h

 v= π (16.35)^2 x (53cm)

v= 44510.37531cm³

DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA SOLAR

Para que pueda estimar la temperatura del agua para cada sistema veremos unos elementos de física Para variar la temperatura de un litro de agua (= 1Kg) un grado centígrado se necesita una Caloría, es decir: 1KCal = 1 ltr x 1°C de diferencia en temperatura. La relación entre el KW y la Caloría (Cal) está dado por la expresión: 1KWh = 860 Cal Esta relación es importante porque una manera de conocer la energía diaria que recibirá el calentador solar, es conocer el valor del día solar promedio, el que está dado en KW/m2 por día

Si el día solar promedio es de 5 horas ello significa que el colector ha recibido una energía de 5KWh/m2, o 4.300 Cal/m2. En la práctica la eficiencia del sistema por los materiales utilizados de es del 80% (0,8) de manera que la energía será cercana a 3.440 Cal/m2.

De la fórmula dada anteriormente se deduce:

 Diferencia de temperatura (°C) = Número de Cal / Número de litro s Si asumimos que el tanque de reserva tiene 50 litros, el incremento en temperatura será de 34,4°C. Si la temperatura mínima en el tanque al comenzar el calentamiento se estima en unos 20°C, el agua puede llegar a 54,4°C.

Día soleado

HORARIO	TEMPERATURA INICIAL °C	Temperatura de salida °C	Agua extraída en L
7:00-8:00	22	50,4	5
9:00-10:00	23	53.2	25
11:00-12:00	24	52,2	35
1:00-2:00	25	54,3	50

Día nublado

HORARIO	TEMPERATURA INICIAL °C	Temperatura de salida °C	Agua extraída en L
7:00-8:00	15	34	5
9:00-10:00	18.5	34	25
11:00-12:00	20	35	35
1:00-2:00	21	41	50

 

Conclusión

En este trabajo se estudió la importancia de los calentadores de agua caseros para uso doméstico, donde se comprobó la contribución de éstos en la generación de contaminantes. Se diseñó una alternativa eficiente y amigable con el medioambiente, con la cual se propone la reducción de gas LP y el aprovechamiento de fuentes de energías renovables. El prototipo de colector solar  es funcional y eficiente en comparación con los colectores solares que existen actualmente en el mercado.

Mediante las pruebas realizadas al calentador solar se obtuvieron las siguientes conclusiones:

•          El uso de calentadores resulta más eficiente que los tradicionales

•          La cantidad de radiación durante un día soleado es bastante uniforme, por lo tanto, la cantidad de energía aprovechable es constante.

•          Que a pesar de tener días nublados, se pueden obtener temperaturas adecuadas para el consumo humano.

•          Que el mejor aprovechamiento de la energía solar es durante la cénit del sol.

•          El calentador solar puede ser aplicado en cualquier parte de México debido a su ubicación geográfica.

En cuanto al análisis de costos para la fabricación del calentador solar se obtuvieron las siguientes conclusiones:

•          Se puede diseñar un calentador de agua económicamente viable que resulte rentable.

•          Trabajar con botellas de pet es una buena opción por su calidad y tiempo de vida, además de ser un material maleable con el equipo adecuado.

•          La rentabilidad de construir un calentador solar es buena, ya que al invertir en un calentador solar, no se tiene que reinvertir en su mantenimiento.

Como conclusión general se puede afirmar que el colector solar casero es una forma eficiente y ecológica de calentar el agua para uso doméstico. Además se puede asegurar que al adquirir un colector solar es una inversión rentable a corto y largo plazo, ya que se genera un ahorro casi inmediato en la economía familiar.

Pudiéndose aplicar en cualquier parte de México y con un poco de apoyo se podría ser utilizado en comunidades rurales, ya que no requiere de instalaciones sofisticadas