Física II: Calentador Solar Casero.

IDENTIFICACIÓN DE LA PROBLEMÁTICA

En la actualidad existe una gran diversidad de energías verdes también llamadas energías renovables, en México y todo el mundo, estas proceden de fuentes totalmente verdes y además son inagotables. Debido a que son energías que pueden remplazar a las energías eléctricas, causantes de la contaminación. Desgraciadamente en muchos lugares no son explotadas en su totalidad las energías renovables, aunque cuente con las herramientas y recursos para hacerlo.

El tema fue elegido principalmente porque en la comunidad de “Las Juntas”, perteneciente al municipio de Tejupilco, el uso de fogones o tanque de gas son más utilizados por sus habitantes y son muy pocas las personas que comienzan a utilizar las energías renovables, principalmente la energía solar;  además, porque “Las Juntas” es un lugar donde el calor es muy intenso, y por ende la radiación solar es satisfactoria para ser aprovechada por la población. Otra de las razones es para que se tome consciencia hacer los usos que se le pueden dar a las energías renovables y del ahorro económico que estas pueden generar si se aprovechan al máximo.

Así mismo para informar que existen otras formas de obtener la energía de una manera más económica y verde, para poder llevar a cabo sus actividades cotidianas, de igual forma, que estas son igual de eficientes y tienen la ventaja de que la contaminación que provocan es mínima o menor que el uso de fogones o tanques de gas. Cuanto más sean capaces de coaligarse con el consumo y la producción, menores impactos se estarán generando a nivel medioambiental, las acciones de los humanos serán realizadas a mayor conciencia.

La teoría que se aborda es sobre las energías renovables en específico de las solar (que son, porque se produce, entre mucho más). También se habla sobre los calentadores solares, abordando temas como qué es un calentador solar, funcionamiento, los tipos de calentadores solares existentes y los calentadores solares caseros, así mismo proporciona información sobre las ventajas y desventajas que tiene al comprar un calentador solar o en su lugar, los beneficios que tiene el fabricar un calentador solar.

Cabe mencionar, que el presente trabajo es de corte descriptivo, debido a que se indago la información, es decir, se realizó una investigación a profundidad en diferentes fuentes documentales sobre el tema analizado.

Se pretende diseñar un calentador solar con el que se pueda reducir el uso de tanques de gas o fogones en la comunidad de “Las Juntas” perteneciente al municipio de Tejupilco y al mismo tiempo se pueda crear un ahorro económico en las familias mediante el uso de dicho calentador, es el objetivo por cumplir en este trabajo y, todo con la finalidad de promover las energías renovables y disminuir el consumo de combustibles fósiles y la contaminación ambiental. 

Por último, las ventajas del presente proyecto radican en que la implementación del prototipo permitirá reducir el consumo de energía eléctrica en los hogares, así mismo favorecerá el uso de las energías limpias, las familias tendrán un ahorro económico y estarán contribuyendo, aunque en pequeña cantidad, a la disminución de la contaminación provocada por otras maneras de obtención de energía.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

En la actualidad Tejupilco es un municipio que hace uso exagerado de combustibles fósiles, como son los casos de los calentadores de leña, el calentar el agua en botes, el cual contamina la atmosfera en grandes cantidades, es por ello que  el construir un calentador solar tiene diversos objetivos y beneficios como el disminuir el gasto y uso del gas, éste es un producto muy viable debido a que Tejupilco es caracterizado por un clima caluroso, en el cual la población 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; la función principal de éste calentador es captar las radiaciones solares para poder calentar el agua que se puede utilizar posteriormente para satisfacer algunas necesidades, su uso más común es para servicios sanitarios (duchas, lavado de ropa, trastes etc.) o piscinas, desde viviendas, hoteles hasta industrias.

Sin embargo, se puede observar que no se toma seriedad a temas  relacionados con los calentadores solares y las energías renovables, puesto que la sociedad actualmente no logra aprovechar al máximo estas energías, a pesar de que cuenta con todos los medios y la herramienta para poder fabricar un calentador solar, y a su vez utilizar al máximo las energías sustentables; por el contrario, gastan una exagerada suma de dinero en la compra de uno, cuando en realidad, existen diversas formas para construir uno, dando como resultado el mismo efecto. Surgiendo de esta investigación la siguiente pregunta detonadora ¿La construcción de un calentador solar económico disminuirá el gasto y uso de gas LP en Municipio de Tejupilco?

JUSTIFICACIÓN

En esta investigación se analizará si realmente el uso de un calentador solar casero ayuda a reducir el gasto económico de las familias rurales mexicanas, así como el consumo de gas LP, enfocándonos principalmente en los beneficios de elaborar uno con materiales reciclables a diferencia de aquellos que se adquieren en empresas, así como su impacto al medio ambiente.

Por ello es importante que la sociedad sea consciente y esté informada sobre la implementación de artefactos que se puedan elaborar en el hogar y que no contribuyan a la contaminación ambiental como los artefactos convencionales.

Puesto que es de gran importancia debido a que es un tema que se observa a nivel mundial, ya que ha traído consigo grandes consecuencias, principalmente en la atmosfera y en el ser humano causando complicaciones en el sistema respiratorio, lo cual se espera futuramente mejore con el uso de estos prototipos.

DESARROLLO DEL PROTOTIPO

El calentador solar más económico es el “casero” tiene diversas funciones, desde uso sanitario en actividades de higiene personal (para bañarse, lavarse los dientes, manos…), así mismo se puede utilizar en la cocina, para preparar los alimentos (para el café, cocer carnes, verduras…) entre otras actividades cotidianas.

Sus principales ventajas son: Son elaborados con materiales reciclables fáciles de adquirir en casa por lo que no requiere de un gran gasto económico y es más barato que uno elaborado en fábrica, al ser reciclable es más amable con el medio ambiente, es de un tamaño más reducido por lo que es más práctico, no requiere de un mantenimiento constante, la temperatura del agua resultante es de 85 °C la cual tiene una duración de aproximadamente 4 horas, pero principalmente es fácil de elaborar.

Sin embargo, sus principales desventajas son: Si no se tiene con los materiales necesarios para su elaboración se deben comprar ciertas cosas, no calienta mucha agua, no es muy estético, y lo tienes que elaborar tú mismo, cosa que no siempre es agrado en la mayoría de la población.

Las partes del calentador solar son: El termo-tanque, (dispositivo que almacena el agua caliente), de igual forman en este calentador solar podemos identificar al Tinaco (un bote el cual almacena el agua inicial (el agua fría) para poder después distribuirla a los tubos del calentador solar y poder calentarse).  Otra parte importante es el panel de latas de aluminio que cubre los tubos de PVC (es por donde por fluye el agua del tinaco, para poder sufrir un proceso de calentamiento y después el caliente es almacenada en el termo-tanque). Finalmente, pero no menos importante, se encuentra el sistema de tubería, su función es conectar todas las partes (el tinaco se conecta con el panel de latas y tuvo, estos a su vez con el termo-tanque y al final de este una manguera por la cual es por donde va a salir el agua caliente). Así mismo no debemos olvidar la parte más importante la base y caja de todo el sistema de tubos.

CROQUIS

LISTA DE MATERIALES

·         Cajón de aluminio

·         Espejo

·         Latas de aluminio

·         Pegamento térmico

·         Termotanque

·         Manguera

·         Pintura térmica negra

·         Vidrio obscuro que retenga el calor

·         Tubos de PVC

LISTA DE ACTIVIDADES

Para la placa del calentador

• Reunir los materiales

• Reunir las herramientas

• Cortar 12 piezas de caño de polietileno de 2 pulgadas

• Calentar los extremos de los caños

• Colocar en ambos extremos de cada caño una pieza "T" de polietileno

• Colocar en las uniones entre el caño y las "T" abrazaderas

• Cortar 26 piezas de caño de 2 pulgadas y 12 cm de largo

• Calentar las secciones de caño

• Encastrar en los extremos libres de cada "T"

• Colocar abrazaderas en la unión entre los extremos para armar la parrilla

• Colocar en los 4 extremos un caño de 10 cm y una pieza enchufe-rosca hembra de 2 pulgadas de polietileno

• En los extremos opuestos en diagonal colocamos un tapón de polietileno macho

• En los otros 2 extremos colocamos las piezas reductoras

Cajón y tapa del calentador

• Realizar un orificio de 0.75 cm a cada uno de los laterales cortos de la caja

• Para armar la caja marcamos la chapa galvanizada con un clavo y un martillo

• Remachamos los perfiles a la chapa 

• Aplicar silicona en todas las uniones

• Cubrir el interior de la caja con planchas de telbopor y también los laterales

• Forrar la caja con papel aluminio

• Aplicar silicona en todo el interior de los perfiles

• Colocar el policarbonato calzando la plancha y los laterales

• Sujetar la placa del policarbonato con perfiles "L"

• Ajustar con tornillos autorroscantes

• Sellar con silicona la unión entre el policarbonato y el perfil "L"

Ensamblaje de caja-parrilla

• Unir lentamente la parrilla por lateral libre de la caja

• Pegar un burlete alrededor de todo el perfil por su lado interno

• Fijar la tapa a la caja con tornillos autorroscantes

• Colocar el termo tanque en el calentador 

Video: Elaboracion de un calentador solar casero: https://youtu.be/4O2ibqU-G4s