Equipo [Quantum Green] Cesar Domínguez Manzo , David Alexis Garcia Bautista
El proyecto Quantum Green tiene como objetivo diseñar y construir un prototipo capaz de generar energía limpia utilizando recursos naturales renovables. La investigación se enfocó en comprender cómo se transforma la energía, evaluar la eficiencia de distintas fuentes renovables y analizar su importancia para el desarrollo sostenible.
Durante el proyecto se exploraron diferentes opciones de generación de energía y se eligió la más viable considerando materiales accesibles, bajo costo y facilidad de construcción para estudiantes de secundaria. Se construyó un modelo experimental que fue sometido a pruebas para evaluar su funcionamiento y su capacidad de producir energía en distintas condiciones.
Los resultados mostraron que el prototipo puede generar energía eléctrica de forma funcional cuando se presentan condiciones adecuadas, demostrando que las energías limpias son una alternativa viable y sostenible para el futuro.
The Quantum Green project aims to design and build a prototype capable of generating clean energy using renewable natural resources. The research focused on understanding how energy is transformed, evaluating the efficiency of different renewable energy sources, and analyzing their importance for sustainable development.
During the project, several renewable energy generation options were explored, and the most viable one was selected considering accessible materials, low cost, and ease of construction for middle school students. An experimental model was built and tested to evaluate its performance and its ability to generate energy under different conditions.
The results showed that the prototype can generate electrical energy in a functional way when appropriate conditions are present, demonstrating that clean energy technologies can be a viable and sustainable alternative for the future.
“In tonatiuh ihuan ehecatl quichihuaj tlahuili para tonaltzin. Ipan inin tlamachtiliztli, in tlalli ihuan tlayolli motlatzotla, huan titlatlacazqueh timomachtia quenin ticpalehuizqueh in tlalticpac.”
Español
“El sol y el viento generan la energía de la vida. En este proyecto aprendemos a unir la tierra, la energía y el conocimiento para cuidar nuestro planeta.”
En la actualidad, uno de los grandes desafíos del mundo es encontrar formas de producir energía sin dañar el medio ambiente. Durante muchos años la humanidad ha dependido principalmente de combustibles fósiles como el petróleo, el carbón y el gas natural, los cuales generan grandes cantidades de dióxido de carbono y contribuyen al cambio climático (IPCC, 2023). Por esta razón, en las últimas décadas se ha buscado desarrollar tecnologías que permitan aprovechar fuentes de energía renovable como el sol, el viento y el agua.
Las energías renovables se consideran una alternativa importante para el desarrollo sostenible, ya que permiten generar electricidad sin producir grandes cantidades de contaminantes y utilizan recursos naturales que se renuevan constantemente (Boyle, 2012). Además, su uso puede ayudar a reducir los impactos ambientales y a mejorar la seguridad energética de muchas regiones del mundo.
Diversas organizaciones internacionales también han señalado que el uso de tecnologías sostenibles puede contribuir a mejorar la relación entre la producción de energía, el cuidado del medio ambiente y el desarrollo de nuevas soluciones tecnológicas (FAO, 2023). En este contexto, surge el proyecto QuantumGreen, cuyo objetivo es diseñar y construir un prototipo capaz de generar energía limpia utilizando recursos naturales renovables y demostrar que es posible desarrollar soluciones sostenibles con materiales accesibles
Actualmente, la generación de energía es uno de los temas más importantes para el desarrollo de las sociedades modernas. Sin embargo, muchas de las fuentes de energía utilizadas actualmente provienen de combustibles fósiles, los cuales pueden generar contaminación y contribuir al cambio climático. Por esta razón, es necesario investigar y desarrollar alternativas que permitan producir energía de manera más limpia y sostenible.
El proyecto QuantumGreen surge como una propuesta para explorar cómo es posible generar energía utilizando recursos naturales renovables y materiales accesibles para estudiantes. A través de la construcción de un prototipo experimental, este proyecto busca demostrar que las energías limpias pueden ser una alternativa viable y que incluso a pequeña escala es posible comprender cómo funciona la transformación de la energía en sistemas reales.
Además, este proyecto se relaciona con los Objetivos de Desarrollo Sostenible, especialmente con aquellos que promueven el acceso a energías limpias, la innovación tecnológica y el cuidado del medio ambiente. De esta manera, la investigación no solo busca comprender el funcionamiento de las energías renovables, sino también fomentar en los estudiantes el interés por la ciencia, la tecnología y las soluciones sostenibles para el futuro.
Actualmente, el mundo enfrenta un importante desafío relacionado con la producción de energía. Gran parte de la electricidad que se utiliza en la vida diaria proviene todavía de combustibles fósiles como el petróleo, el carbón y el gas natural. Estas fuentes de energía, además de ser limitadas, generan emisiones de gases de efecto invernadero que contribuyen al cambio climático (IPCC, 2023).
De acuerdo con la Agencia Internacional de Energía, la demanda mundial de energía continúa aumentando debido al crecimiento de la población y al desarrollo tecnológico, lo que hace necesario buscar alternativas más sostenibles para producir electricidad (IEA, 2023). En este contexto, las energías renovables como la solar, la eólica o la hidráulica se han convertido en una opción importante para reducir el impacto ambiental y asegurar el acceso a energía en el futuro.
Sin embargo, muchas personas aún desconocen cómo funcionan estas tecnologías o piensan que solo pueden ser desarrolladas por grandes empresas o industrias. Por esta razón surge la necesidad de investigar si es posible construir un prototipo experimental que permita generar energía limpia utilizando recursos naturales renovables y materiales accesibles para estudiantes.
Pregunta de investigación:
¿Puede la energía eólica generar electricidad suficiente para apoyar el funcionamiento de un pequeño sistema hidropónico de cultivo de plantas?
Si se utiliza la energía del viento para generar electricidad mediante una pequeña turbina eólica, entonces será posible producir energía suficiente para apoyar el funcionamiento de un sistema hidropónico a pequeña escala, permitiendo el crecimiento de las plantas mediante el suministro adecuado de agua y nutrientes.
Diseñar y construir un prototipo que integre un sistema de generación de energía renovable y un sistema hidropónico, con el fin de demostrar una alternativa sostenible para la producción de energía y el cultivo de plantas utilizando recursos naturales.
ODS 7: Energía asequible y no contaminante
Este proyecto se relaciona con el ODS 7 porque propone el uso de energías renovables como la energía solar y la energía eólica para generar electricidad a pequeña escala. El prototipo desarrollado demuestra que es posible aprovechar recursos naturales para producir energía limpia sin depender de combustibles fósiles, promoviendo así alternativas energéticas más sostenibles y accesibles.
ODS 2: Hambre cero
El proyecto también se vincula con el ODS 2, ya que integra un sistema hidropónico que permite cultivar plantas utilizando agua y soluciones nutritivas en lugar de suelo. Este tipo de sistemas puede contribuir a la producción de alimentos en espacios reducidos y en lugares donde la tierra cultivable es limitada, favoreciendo métodos de producción más eficientes y sostenibles.
ODS 13: Acción por el clima
Finalmente, el proyecto se relaciona con el ODS 13 porque promueve el uso de energías limpias que ayudan a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero asociadas con el uso de combustibles fósiles. Al fomentar el desarrollo de tecnologías sostenibles y la conciencia ambiental, este proyecto contribuye a la búsqueda de soluciones frente al cambio climático.
La hidroponía es una técnica de cultivo que permite producir plantas sin utilizar suelo, empleando soluciones nutritivas disueltas en agua. Investigaciones recientes han demostrado que este método puede mejorar el uso eficiente del agua y permitir el cultivo en espacios reducidos, lo que lo convierte en una alternativa importante para la producción de alimentos en entornos urbanos o en lugares donde el suelo es limitado (Chandniha et al., 2024).
Por otro lado, estudios realizados por Jadhav et al. (2025) analizan diferentes sistemas hidropónicos y señalan que estos métodos permiten controlar de forma más precisa los nutrientes que reciben las plantas, lo que puede favorecer su crecimiento y aumentar la eficiencia de los sistemas de cultivo.
De manera similar, Chandrakar y Agrawal (2024) describen cómo los sistemas hidropónicos pueden integrarse en proyectos educativos y tecnológicos, ya que permiten comprender mejor la relación entre agua, nutrientes y crecimiento vegetal en ambientes controlados.
Asimismo, Velázquez-González et al. (2022) estudiaron el uso de tecnologías hidropónicas en operaciones de pequeña escala y concluyeron que estos sistemas pueden ser una opción viable para mejorar la producción de alimentos utilizando menos recursos y espacio.
En la misma línea, González et al. (2020) analizaron diferentes estructuras hidropónicas utilizadas en proyectos de investigación y demostraron que los sistemas horizontales con tubos de PVC pueden ser prácticos, económicos y adecuados para proyectos educativos.
Finalmente, diversos estudios han demostrado que la hidroponía puede contribuir a mejorar la seguridad alimentaria y el uso eficiente de los recursos naturales. Según Resh (2013), los sistemas hidropónicos permiten optimizar el uso del agua, controlar las condiciones de cultivo y producir alimentos de forma más sostenible, lo que los convierte en una herramienta importante para el desarrollo de soluciones agrícolas innovadoras.
Materiales
Equipo
Sustancias
Construcción del sistema de generación de energía
Implementación del sistema hidropónico
Se preparó un sistema hidropónico utilizando botellas PET cortadas.
Se colocó algodón dentro del recipiente para sostener la planta.
Se agregó 500 ml de agua mezclada con 5 ml de solución nutritiva.
Se colocó una planta pequeña dentro del sistema y se observaron sus condiciones de crecimiento.
Registro de observaciones
Se construyó un modelo experimental adicional colocando imanes alrededor de una estructura circular y enrollando alambre de cobre para simular un campo magnético.
Durante el experimento se registraron las mediciones de voltaje y las observaciones del crecimiento de la planta durante varios días.
Finalmente, se analizaron los resultados obtenidos para evaluar el funcionamiento del sistema de energía renovable y su relación con el sistema hidropónico.
Durante el desarrollo del proyecto se logró construir un prototipo funcional que integra un sistema de generación de energía renovable y un sistema hidropónico para el cultivo de plantas. El sistema hidropónico fue elaborado con tubos de PVC, un depósito de agua y una bomba que permite la circulación constante de la solución nutritiva.
Se observó que el sistema permitió mantener las plantas en condiciones adecuadas, recibiendo agua y nutrientes de manera continua. Asimismo, el sistema de generación de energía (solar y eólico) logró producir electricidad suficiente para encender pequeños dispositivos como LED, demostrando su funcionamiento a nivel experimental.
A partir del desarrollo del proyecto Quantum Green, se logró diseñar y construir un prototipo que integra un sistema de generación de energía renovable con un sistema hidropónico, lo que permitió demostrar que es posible aprovechar recursos naturales para producir energía y apoyar el cultivo de plantas a pequeña escala.
De acuerdo con la hipótesis planteada, se observó que la energía generada mediante el sistema híbrido (solar y eólico) fue suficiente para alimentar pequeños dispositivos, lo que indica que este tipo de tecnologías pueden funcionar de manera experimental en proyectos accesibles para estudiantes. Esto permite comprender cómo la energía puede transformarse y utilizarse en sistemas reales.
Asimismo, el sistema hidropónico permitió mantener las plantas en condiciones adecuadas mediante el uso eficiente del agua y los nutrientes, lo que demuestra que este tipo de cultivo puede ser una alternativa viable para la producción de alimentos en espacios reducidos.
En general, los resultados obtenidos coinciden con el objetivo del proyecto, ya que se logró integrar ambos sistemas y demostrar su funcionamiento. Este proyecto también permitió reflexionar sobre la importancia de las energías renovables y las tecnologías sostenibles como posibles soluciones a problemas actuales como la escasez de recursos y el cambio climático.
Finalmente, se concluye que, aunque el prototipo es a pequeña escala, tiene el potencial de mejorarse en el futuro, incorporando sistemas más eficientes que permitan generar mayor cantidad de energía y optimizar el crecimiento de las plantas.
