Mini refrigerador portátil para zonas sin electricidad


Categoría: Pandilla Juvenil (1ro. 2do. y 3ro. de nivel Secundaria)
Área de participación: Medio Ambiente

Asesor: Marisa Calle Monroy.

Miembros del equipo:
Mariana López Cortés(), Chichen-itzá,
Irving David Flores Yañez(), Chichen-itzá,
Frida Sofía Vega Avendaño(), Chichen-itzá,

Resumen

En algunas zonas de la República Mexicana aún no cuentan con servicio de energía eléctrica, y mucho menos pueden refrigerar alimentos. Las personas en estas comunidades no pueden comprar o consumir alimentos que puedan descomponerse rápidamente por varios días, por esta razón, no recurren a estos.

Hemos construido un contenedor  que conserva algunos alimentos, tales como los lácteos por cuatro días alargando la vida de estos, pero el contenedor no pudo ser portátil ya que no aguanto el peso de la arena por lo que es fijo.

También hemos observado que estando en la sombra se puede conservar mejor, ya que la temperatura disminuye.

La capacidad de este contenedor  es mediana, pero las personas pueden construir algo más grande, depende de su necesidad.

Para que disminuya la temperatura tenemos que humedecer la arena, al igual que el trapo, ya que el agua se evapora dejando seca la arena, evitando que se conserve los alimentos.

Es importante darle mantenimiento al agua ya que después de cierto tiempo puede empezar a oler mal y esto puede descomponer los alimentos, provocando daños a la salud. Este proyecto está basado en el problema de las comunidades rurales que carecen de los recursos suficientes para satisfacer las necesidades básicas de la población.

Pregunta de Investigación

¿Cómo construir un contenedor que conserve los alimentos sin utilizar energía eléctrica?

Planteamiento del Problema

Desde hace muchos años el ser humano se dio cuenta que mucho del alimento que cazaban les sobraba y posteriormente se descomponía, gracias a esto se vio en la necesidad de buscar métodos para conservar los alimentos. Descubrieron que manteniendo el alimento a temperatura baja alargaba la vida de los alimentos y podían consumirlo después.

Desde entonces los seres humanos han crecido diversas formas de preservar los alimentos, tales como la refrigeración.

Muchas zonas no cuentan con los recursos necesarios para pagar servicios eléctricos o simplemente no cuentan con ellos y no tienen la posibilidad de adquirir un refrigerador, esto provoca que sus alimentos no se conserven el tiempo necesario.

Antecedentes

En 1995, el profesor nigeriano Mohammed Bah Abba creó un sistema de refrigeración de alimentos que no necesitaba de electricidad o combustibles para su funcionamiento. Este refrigerador conocido como Pot-in-Pot (es español: olla dentro de olla) y también como Zeer, consiste tan solo en dos ollas hechas con material porosa con arena entre ellas y sobre las cuales se coloca un paño húmedo.

El principio de funcionamiento de este sistema es el del enfriamiento evaporativo. Cuando el agua del paño se evapora absorbe energía (calor latente) del recipiente interior, el cual se mantendrá fresco mientras este proceso continue.Lamentablemente por su principio de diseño, el Pot-in-pot sólo funciona en climas secos, ya que en climas húmedos el agua no se evapora bien.

 

¿ PORQUE NO SE DEBE USAR EN EL CAMPO UN REFRIGERADOR NORMAL ?

Todos los refrigeradores trabajan 24 horas y para mantener su contenido a una temperatura ideal, hay que mantener disponible una fuente de energia. Solo hay 8 horas aprovechables de luz al día para cargar baterias; Esto quiere decir que 16 horas al día, su refrigerador se estara surtiendo exclusivamente de energía proveniente de las baterías, y para ese Refrigerador Normal usted, va a necesitar un enorme cantidad de baterías y el numero de paneles requerido para cargar esas baterías

En pesos y centavos le sale más económico y sobre todo, más confiable un refrigerador solar que tenga por objeto mejorar la eficiencia con paredes gruesas y con mejorar la eficiencia en un menor consumo de energía.

Cómo hacer un refrigerador con ollas de barro

En una comunidad donde no haya electricidad, almacenar la comida por mucho tiempo puede ser complicado. Una solución simple es construir tu propia frigorífico hecho con una olla dentro de otra olla., usando ollas de barro, arena y agua. Es una idea revivida por Muhammed Bah Abba, este artículo está siendo usado por muchos granjeros en climas cálidos que necesitan preservar sus alimentos por un período mayor de tiempo y mantener alejados los insectos. Mantener la arena húmeda todo el tiempo permite que la evaporación enfríe el producto que está dentro de la olla interna. Esto permite almacenar vegetales frescos y que duren más tiempo que lo usual en estos climas calientes.

  • También es posible almacenar sorgo y semillas de mijo de esta forma, el refrigerador de ollas te permite protegerlos de la humedad y detiene el crecimiento de hongos.
  • La carne se puede mantener hasta por dos semanas, mientras que estando fuera no aguantaría más que unas pocas horas.
  • El agua y otros líquidos pueden ser mantenidos a una temperatura de 15ºC.
  • Si vendes el producto, puedes poner parte del producto a la venta encima del trapo húmedo. Este no solo mantendrá el producto expuesto un poco más fresco, sino que dejara saber a la gente lo que estás vendiendo.

También se puede utilizar para enfriar bebidas, o al menos mantenerlas frescas, poniendo agua en la base en lugar de arena

Suministro y demanda de electricidad

Capacidad instalada

La ”’Energía Eléctrica en México”’ se considera estratégico para la soberanía nacional. Existen limitaciones para la participación privada y se permite a las empresas extranjeras operar en el país sólo a través de contratos de servicio específicos. Según establece la Constitución, el sector eléctrico es de propiedad federal y es la Comisión Federal de Electricidad (CFE) quien controla esencialmente todo el sector. Los intentos de reformar el sector se han enfrentado tradicionalmente a una gran resistencia política y social en México, donde los subsidios para consumidores residenciales absorben considerables recursos fiscales. La capacidad eléctrica instalada en 2006 fue de 49 GW. De la capacidad instalada, el 73,6% es térmica, el 21,6% es hidroeléctrica, el 2,8% es nuclear y el 2% es geotérmica. La tendencia general en generación térmica es una reducción de combustibles a base de petróleo y un aumento de gas natural y carbón.

La generación total ese año fue de 223,6 TWh, con 78,6% provenientes de fuentes térmicas convencionales, 13,6% de fuentes hidroeléctricas, 4,9% de energía nuclear y 3% de fuentes geotérmicas.

El programa de expansión contemplado por la SENER para el período 2006-2015 incluye la incorporación de 23.933 MW para el servicio público: 20.545 MW para CFE (Comisión Federal de Electricidad) y 448 MW para LFC (Luz y Fuerza del Centro). El autosuministro y la cogeneración también sumarán otros 619 MW de capacidad nueva. La capacidad instalada total en 2015 se estima que será de 66.599 MW. El 51,4% de la capacidad adicional serán ciclos combinados y un 9,6% será producción termoeléctrica. También es importante observar que el gas natural proporcionará el 61,1% del combustible necesario.

En 2006, ya se comprometieron 6.594 MW. En la tabla siguiente se resumen los proyectos que se encuentran actualmente

(agosto de 2007):

FUENTE DE ENERGÍA LUGAR TECNOLOGÍA CAPACIDAD TOTAL ESPERADA (MW) 2007 2009 2010
Productores externos de energía 1.135 1.135
Tamazunchale San Luis Potosí Ciclo combinado 1.135 1.135
Obras públicas financiadas 1.321 418 252 651
El Cajón Nayarit Energía hidroeléctrica 375 375
Baja California Sur II Baja California S. Combustión interna 43 43
Baja California Baja California Ciclo combinado 252 252
CCE Pacífico Guerrero Carbón 651 651
Implementación de presupuesto (LFC) 192 192
Generación distribuida México, D. F. y estado de México Turbinas de gas 192 192

 

Comisión Federal de Electricidad incluyendo Zona Centro, proporciona servicio de energía eléctrica a cerca de 38.4 millones de clientes, los cuales han tenido una tasa de crecimiento medio anual de más de 5.8%, durante los últimos diez años.

 

Clientes por sector (%)

Sector Porcentaje
Doméstico 88.58
Agrícola 0.33
Industrial 0.77
Comercial 9.80
Servicios 0.51

 

Evolución anual por sector (%)

Sector 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013​ 2014*​
Doméstico 87.99 88.09 88.15 88.25 88.39 88.43 88.58​ 88.58
Agrícola 0.44 0.43 0.43 0.42 0.34 0.34 0.34​ 0.33
Industrial 0.78 0.79 0.81 0.82 0.72 0.75 0.77 0.77​
Comercial 10.17 10.06 9.99 9.88 10.01 9.96 9.87​ 9.80
Servicios 0.62 0.62 0.63 0.63 0.53 0.52 0.51​ 0.51​

Mohammed Bah Abba diseñó un dispositivo de almacenamiento de alimentos elegantemente simple que se compone de dos vasijas de barro que utilizan los principios de la evaporación para crear refrigeración libre de electricidad. Entre las dos ollas se coloca una capa de arena fina y húmeda de río, y en la parte superior una bolsa de yute húmedo. Cuando se mantienen en un lugar seco, bien ventilado y con sombra, el agua se evapora, enfriando el recipiente interior. Como resultado, el refrigerador del desierto de Mohammed permite a los productores mantener sus cosechas frescas durante semana, menos comida se desperdicia, y los agricultores son capaces de aumentar sus ganancias, para seguir sosteniendo sus comunidades. Mohammed vende alrededor de 30,000 refrigeradores al año a los agricultores y a otras personas que quieren conservar los alimentos para sus familias y comunidades.

A veces, los problemas más complejos tienen las soluciones más simples. Ahí tienen una excelente forma de refrigerar alimentos en caso de un fin del mundo.

Un refrigerador es una maquina térmica que permite la transferencia de calor a voluntad con un costo de energía de por medio.

Los refrigeradores que vemos en forma cotidiana están formados por una maquina (refrigerador) que transfiere calor desde el interior de un recipiente de paredes adiabaticas al entorno.

Los métodos utilizados para lograr esta transferencia de calor son muy variados y en este trabajo nos referiremos específicamente al método de absorción por una solución de amoníaco – agua

Análisis básico del comportamiento del Amoníaco en un refrigerador de absorción

Consideremos la maquina muy sencilla de absorción representada en la figura, consiste en dos recipientes A y B conectados por dos tubos C y D tal como se representa. Uno de los tubos C tiene una serie de aletas sobre las cuales puede ser insuflado aire (para producir enfriamiento). El recipiente A esta parcialmente lleno de agua pura destilada, que es enfriada y puede absorber el amoníaco de una fuente exterior. Después de esta carga, el sistema es cerrado herméticamente respecto al exterior.

Si se aplica calor al recipiente A, la temperatura de la solución de amoníaco en agua aumentara. Este aumento de la temperatura disminuye la aptitud del agua para retener el amoníaco y, en consecuencia, el vapor de amoníaco se desprenderá y pasara a través del tubo C. Alrededor de este tubo hacemos pasar una corriente de aire que extrae el calor del amoníaco, por lo que este se licúa.

Este amoníaco liquido pasa entonces al interior del recipiente B después de haber aumentado suficientemente la temperatura del recipiente A, habremos recogido en el recipiente B una cantidad de amoníaco liquido igual a la cantidad que a salido del recipiente A. Luego se retira la fuente de calor del recipiente y se deja que este se enfríe. Al enfriarse el agua, su aptitud para absorber amoníaco aumenta y absorberá el vapor del recipiente B a través del tubo D. Como este proceso continua, el amoníaco liquido del recipiente B se evapora y al hacerlo así, naturalmente, absorbe calor. Primero absorbe su propio calor, rebajándose por consiguiente su temperatura hasta que esta sea inferior a la temperatura ambiente; luego absorbe calor del espacio circundante.

Durante el proceso de absorción, el agua del recipiente A, que absorbe el vapor de amoníaco, experimenta un aumento de temperatura debido a lo que se conoce por calor de absorción. Si no extraemos este calor la temperatura del agua aumentara hasta que no pueda producirse mas absorción y entonces cesara toda la evaporación del amoníaco por consiguiente debemos enfriar el absorbedor A durante el proceso de absorción. Esto se puede hacer dirigiendo una corriente de aire hacia el recipiente cuando hayamos evaporado todo el amoníaco liquido del recipiente B, el agua del recipiente A estará cargada con su contenido original de amoníaco. Entonces el sistema esta en condiciones de repetir el proceso.

Un sistema tan sencillo como el descrito no seria aplicable al acondicionamiento de aire ya que se requeriría algún medio de calentar y enfriar alternativamente el recipiente A. Por otra parte, mientras el proceso de calentamiento tuviese lugar, no produciríamos refrigeración alguna a no ser que proveyésemos otro sistema que trabajase alternativamente con el primero.

Existe un sistema llamado del tipo continuo aplicable en la practica. Este sistema esta representado en la figura. El recipiente G, llamado generador, se utiliza para mantener la solución rica en amoníaco. Se suministra calor a este recipiente haciendo que el amoníaco se desprenda del agua y pase al condensador C, donde se licúa y pasa al recipiente de liquido. Saliendo del recipiente de liquido, pasa a través de la válvula de expansión y entra en el evaporador D, donde es evaporado a baja presión.

El agua que ha cedido este amoníaco es bombeada desde el generador a través del tubo F hasta el absorbedor A; aquí es enfriada por una corriente de aire o serpentín de agua y, una vez enfriada puede absorber el vapor del evaporador que esta en contacto con ella. esta solución se enriquece ahora de amoníaco y es devuelta por la bomba al generador para ser nuevamente calentada.

Usos, ventajas y desventajas

El refrigerador por absorción de amoníaco es especialmente atractivo cuando de dispone de calor a una temperatura baja 100 a 200 grados celsius, ya que, este sistema requiere una cantidad de trabajo muy pequeña comparativamente con otros sistemas de refrigeración, además la eficiencia de este sistema es relativamente alta, del orden del 18%, la que puede ser mejorada agregando ciertos dispositivos auxiliares como: analizadores o columnas de burbujas, rectificadores o arreglos para el reflujo, intercambiadores de calor, preenfriadores de líquido, etc… llegando hasta un 70%.

Las instalaciones refrigerantes en que se utiliza amoníaco han encontrado un opositor poderoso en la toxicidad que alcanza en altas concentraciones en el aire y por consiguiente, el peligro latente de fugas que ponen en peligro a operarios y residentes en las cercanías de la instalación.

El sistema de absorción de amoníaco permite obtener temperaturas más bajas que las que se obtienen con otros sistemas (bajo cero) de absorción como el de bromuro de litio y agua, que ha sido muy utilizado para aires acondicionados.

Objetivo

Construir un contenedor que mantenga la temperatura adecuada para alargar la vida de algunos  alimentos perecederos.

Justificación

Hay muchas zonas que no tienen el servicio de energía eléctrica en nuestro país y no cuentan con recursos económicos necesarios para poder comprar un refrigerador,esto les impide refrigerar sus alimentos y estos no se conservan el tiempo necesario para no descomponerse .

Este refrigerador portátil no necesitará energía eléctrica para funcionar,por lo que beneficiará económicamente a algunas familias de pocos recursos.

Gracias a esto podrán alargar la vida de los alimentos que compran y otros que se descomponen rápidamente. Este proyecto esta enfocado a las familias de las comunidades rurales que carecen de los recursos suficientes para satisfacer esta necesidad.

Hipótesis

Si logramos construir un mini refrigerador portátil entonces podremos conservar la temperatura adecuada para alargar la vida de los alimentos sin utilizar electricidad.

 

Método (materiales y procedimiento)

Materiales:

10 kg de arena de construcción.

2 placas de unicel de 1mx50cm

2 placas de unicel de 95
cmx95cm

2 placas de unicel de 45x95cm

1 termómetro de laboratorio 1

Cortador de unicel

2 metros por 2 metros de tela
(manta de cielo)

UHU o silicón frío

Regla de metal

Procedimiento:

1) Unir las placas de unicel de 1mx1m
y de 50cmx1m formando una caja
utilizando el UHU o el silicón frío

2) Unir las placas de unicel de
95x95cm y de 45x95cm, formando
una caja más pequeña.

3) Ensamblar la caja pequeña
dentro de la más grande,
pegándola con el UHU o silicón frío
dejando un espacio de 5cm.

4) Rellenar el espacio sobrante con
la arena de construcción.

5) Colocar los alimentos dentro de
la caja pequeña.

6) Cubrir la caja con la manta de
cielo

Galería Método

Resultados

Obtuvimos un mini refrigerador de forma cúbica con las medidas de 50×50 cm y la dimensión del contenedor interior de 25×25 cm dejando un espacio de 10 cm entre cada pared,está construida por 10 placas de unicel unidas por un pegameneto especial para este material.

La capacidad de este contenedor es de 6kg de arena de construcción y 5kg de alimento que se conserva 2 semanas con temperaturas bajas.

Galería Resultados

Discusión

Nuestro proyecto es similar al proyecto llamado “pot in pot”, ya que tienen la finalidad de conservar alimentos sin energía eléctrica. La diferencia son los recursos que utilizamos para las paredes de este mini refrigerador.

 

Conclusiones

Con este proyecto averiguamos que podemos construir un mini refrigerador, pero no puede ser portátil debido al peso incrementado con la arena y el alimento.

El alimento puede conservarse dos semanas sin descomponerse dentro del mini refrigerador, por lo que concluimos que si fue posible la elaboración de este.



Mini refrigerador portátil para zonas sin electricidad


Mini refrigerador portátil para zonas sin electricidad

Summary

In some areas of Mexico still do not have electricity service, much less can be refrigerated foods. People in these communities can not purchase or consume foods that can decompose rapidly for several days, therefore, do not use these.

We have built a container that retains some foods, such as dairy for four days lengthening the life of these, but the container could not be portable since I can not stand the weight of the sand so it is fixed.

We have also observed that being in the shade can be preserved better as the temperature decreases.

The capacity of this container is average, but people can build something bigger, depends on your need.

Temperature to decrease have to wet the sand, as the cloth, as the water evaporates leaving dry sand, preventing food is preserved.

It is important to maintain the water because after some time may begin to stink and this can break down food, causing damage to health. This project is based on the problem of rural communities that lack sufficient resources to meet the needs of the population.

 

Research Question

How build a cointainer that conserv the food without electricity?

Problem approach

Since too many years ago the human has realize that a lot of food that they use to hunt were left and then it rotten, for this it was necessary to look for metods to conserve the food.

They discovered that the food at low temperatures it makes longer the period of life of the food, so they eat it later.

Since that day the humans have created a lot of forms to preserve the food the food like the refrigeration.

A lot of zones don’t count with the necessary resources to pay electric services or just don’t count with they and they don’t have the possibility to have a fridge, this causes that the food don’t conserve the necessary time

 

Background

Objective

Asemble a container to keep the correct temperature of the perishable food.

 

Justification

There are many areas without electricity service to our country and do not have financial resources to buy a refrigerator, it keeps them cool their food and this time to not decompose are not preserved. This portable refrigerator does not need electrical power to operate, making it economically benefit some low-income families.

Thanks to this you can extend the life of the food they buy and others that break down quickly. This project is focused on families in rural communities that lack the resources to meet this need.

Hypothesis

If we assemble a portable fridge,we could keep the right temperature without electricity to make the food last longer

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions