Cocalefactor


Categoría: Pandilla Juvenil (1ro. 2do. y 3ro. de nivel Secundaria)
Área de participación: Ciencias de la ingeniería

Asesor: Marisa Calle Monroy.

Miembros del equipo:
Carlos Daniel Osorio Benavides(), ,
Raúl Alexis Díaz García(), ,

Resumen

El aluminio es un material dúctil, no soluble en agua y es el metal más abundante en la corteza terrestre, su principal uso es en el transporte y para la fabricación de latas para almacenar bebidas, alimentos y productos industriales. Es por ello que decidimos utilizar las latas de refresco para construir un modelo de calentador de aire ecológico y sustentable donde se pueda aprovechar la energía solar y materiales reciclables para ayudar a la gente de bajos recursos y que habitan en  zonas frías. El Cocalefactor funciona realizando un cambio en la temperatura de un espacio determinado, este calefactor utiliza la ayuda de los rayos solares que son atraídos por el color negro con el que pintamos las latas, se le da el nombre Cocalefactor ya que en su mayoría de latas son de Coca, este modelo nos permite utilizar la energía solar para lograr calentar las latas y poder alcanzar una temperatura agradable, evitando el gasto excesivo energía eléctrica.

Pregunta de Investigación

¿Cómo generar calor sobre el calefactor creado a base de latas de aluminio con los rayos solares?

Planteamiento del Problema

Antecedentes

¿Qué es el aluminio?

El aluminio es un elemento químico dúctil, no soluble en agua, y es el metal más abundante sobre la corteza terrestre, y el tercer elemento más abundante después del oxigeno y el silicio.

Este se destaca por su capacidad de resistir la corrosión y por su baja densidad. Los componentes estructurales hechos de aluminio y sus aleaciones, son vitales en las industrias aeroespaciales y muy importantes en otras áreas del transporte y construcción.

Es el metal no ferroso más usado. Capas delgadas de aluminio depositadas sobre una superficie plana de cristal por medio de deposición física o química de vapor, sirven para crear espejos y superficies reflectantes.

Este es un componente vital en la aeronáutica y cohetes como resultado de su relación de peso y fuerza. Hoy en día, muchos materiales metálicos llamados ampliamente aluminio, son aleaciones de este.

Historia del aluminio:

Es uno de los metales  más modernos  si lo comparamos  con la metalurgia  nacida  hace más de 5000 años Fue a comienzos del siglo XIX cuando  un químico  danés Hans Cristian Oersted aisló el metal por primera  vez en 1825  por medro de un proceso  químico que utilizaba una amalgama de potasio y cloruro  de aluminio.

El químico  alemán Wóhler  en el año 1827 lo obtuvo en forma de polvo  al hacer reaccionar el potasio con el cloruro  de aluminio  y posteriormente  en el año 1845,  él mismo, determinó  por primera  vez las propiedades del metal recién descubierto, densidad  y ligereza y lo separó  en forma  de bolitas.

Usos del aluminio.

Los principales usos del aluminio pueden clasificarse por sectores:

– Transporte

El sector del transporte absorbe más de la cuarta parte del aluminio que se produce. Desde sus orígenes es indispensable para la industria aeroespacial debido a su ligereza, pero el aluminio es cada vez más utilizado en coches, autobuses, camiones, trenes, barcos, ferri, aviones y bicicletas. Vehículos fabricados enteramente de aluminio, como el Audi A-8, han obtenido las puntuaciones más altas en las pruebas de seguridad vial de los organismos oficiales.

Cuando se utiliza en vehículos de carretera, la ligereza de los componentes de aluminio mejora la eficiencia del carburante, ya que reduce el peso del vehículo en más del 50% en comparación con los coches tradicionales. Una reducción del peso de 100 kg ahorra aproximadamente 6 litros de carburante cada 1.000 km y en la misma proporción se reducen las emisiones a la atmósfera.

Un tren de aluminio aporta un ahorro de energía del 87% a lo largo de los 40 años de vida media, en comparación con los trenes fabricados con metales más pesados.

Objetivo

Construir un calefactor ecológico con material reciclado para generar un cambio en la temperatura, a base de latas de aluminio pintadas de color negro y un ventilador.

Justificación

Considerando  los problemas que tenemos en el ahorro de energía y la necesidad de  mejorar y reducir la producción y uso de  la electricidad y otros recursos.

Nuestra investigación buscará beneficiar a las personas cambiando la utilización de energía eléctrica por solar, ayudará a la gente  de bajos recursos que no pueden pagar un calentador de aire eléctrico.

Además  evitaremos el gasto de energía eléctrica para calentar una habitación  y el desperdicio de latas de aluminio.

Hipótesis

Si logramos construir un Calefactor solar a base de latas de aluminio podremos obtener un calentador de aire ecológico.

 

Método (materiales y procedimiento)

Materiales:

-Latas de aluminio

-Pintura en aerosol (Negra)

-Silicón frio

-Caja de madera

-Tijeras

-Ventilador pequeño

Procedimiento:

1.-Se perforan las latas en la base, para luego unirlas utilizando una silicona resistente a altas temperaturas, formando una columna de latas.
Las mismas luego se instalaran en una caja de madera donde dejaremos una cámara en ambos extremos de la misma para la entrada y salida de aire.

2.- Toda la caja de madera se pintara de blanco, mientras que las columnas de latas de aluminio se pintaran de negro, lo cual ayudara a la tarea además de darle una bonita presentación, en los extremos donde se dejo el espacio se realizara una perforación que quedara cruzada para favorecer el flujo de aire por el sistema.

3.- Finalmente se pondrá en toda la parte frontal un plexiglás (Policarbonato / Acrílico) que servirá para aislar el calefactor y aumentar el poder de los rayos solares, las cámaras que dejamos en los extremos se sellaran con una madera contrachapada pintada también de negro.

4.- Ahora a buscar el mejor lugar para instalarlo, como solo funcionara cuando haya sol, debemos tomar en cuenta esto para su instalación, el mismo no puede substituir a ningún sistema de calefacción que ya tengamos pero si puede actuar como complemento.

El principio es muy sencillo, mediante un pequeño ventilador, por ejemplo de una fuente de computador, se impulsa aire desde la casa al calefactor, puesto en el exterior este aire circulara por las latas elevando su temperatura y volverá a la casa por la parte superior.

Galería Método

Resultados

En diversa pruebas realizadas en climas fríos se logra durante el día mantener una sala de 20 m. a 21 ºC durante gran parte del día sin otro sistema suplementario, dado el bajo coste y las posibilidades de ahorro vale la pena el probarlo.

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

Bibliografía

Revista “Científica, Editor en Jefe Dr. Guillermo Urriolagoitia Calderón, Instituto Politécnico Nacional (IPN)

Academia XXII (Revista científica) Editor/aDra Lucia Santa Ana, CIEPFA UNAM, México

Ciencias Editor: César Carrillo Trueba
Revista Ciencias
Facultad de Ciencias, UNAM
Departamento de Física, cubículos 319, 320 y 321
Circuito Exterior C.U.  04510 México D. F.
Tel. y fax 5622 49 35, 56 22 5316
revista.ciencias@ciencias.unam.mx



Cocalefactor

Summary

The aluminum is a ductile, water-insoluble material and the most abundant metal in the Earth’s crust. Its main uses are in transportation and the manufacture of aluminum cans employed in the storage of liquids, food and industrial products. That is the reason why we decided to use soda cans to build an eco-friendly and sustainable air-heating system which takes advantage of the solar power and recyclable materials to help low-income families who live in cold climates. The Cocalefactor works by changing the temperature of a determined space. This heater uses the sunlight attracted by the black paint with which we coated the cans. We decided to name this system Cocalefactor since most of the cans we used were Coca-Cola cans. This model allows us to use the power of the sun to warm the soda cans and reach a pleasant temperature, avoiding the excessive waste of electric power.

 

Research Question

¿How to make a heater with aluminum cans?

Problem approach

Background

Objective

Through achieve solar energy heating the air, a heater or created based made of aluminum cans since it is known that aluminum draw hea

Justification

Hypothesis

If we build a heater based aluminium cans can then generate enough heat to change the temperature in a room average

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography

Revista “Científica, Editor en Jefe Dr. Guillermo Urriolagoitia Calderón, Instituto Politécnico Nacional (IPN)

Academia XXII (Revista científica) Editor/aDra Lucia Santa Ana, CIEPFA UNAM, México

Ciencias Editor: César Carrillo Trueba
Revista Ciencias
Facultad de Ciencias, UNAM
Departamento de Física, cubículos 319, 320 y 321
Circuito Exterior C.U.  04510 México D. F.
Tel. y fax 5622 49 35, 56 22 5316
revista.ciencias@ciencias.unam.mx