Ciencias de la Ingeniería

Pandilla Petit, (preescolar y 1ro. y 2do. año de primaria)

Generación de Luz con una papa

Asesor: Alma Gómez Valdenegro

Autor: Nim Astarte Hernandez Gonzalez

Resumen

Godínez Ramos Frida Ximena

Hernández González Nim Astarte

Noriega Martínez Mateo

 

La mayoría de las personas, cuando hablamos de electricidad, generalmente lo relacionamos con metales como el cobre, oro, plata, aluminio, etc. pero existen otros materiales no metálicos como el grafito y otros naturales que también poseen las propiedades necesarias para conducir la electricidad.

En este proyecto probaremos un conductor natural, el cual contenga las sustancias necesarias que ayuden a transmitir la electricidad, por ejemplo una fresa, una papa, un plátano, etc.

El conductor natural que utilizaremos por su fácil obtención será el tubérculo que conocemos con el nombre de papa, la cual contiene una cantidad moderada de hierro y otros minerales como el potasio, fósforo y magnesio, así como folato y ácido pantoténico.

La papa junto con otros materiales nos ayudará a formar un circuito de energía eléctrica de baja intensidad, que en ningún caso representa un riesgo. Buscaremos que con el circuito se encienda un foco LED.

Pregunta de Investigación

¿Podrá una papa, generar suficiente energía eléctrica como para encender un foco?.

Planteamiento del Problema

Se conocen distintas formas de generar luz como: energía eléctrica, eólica, solar; sin embargo, surge el interés por conocer si hay conductores naturales  que debido a sus propiedades pueden generar electricidad.

Un alimento que llama nuestra atención son las papas y su potencial para poder formar parte de un circuito eléctrico, nos surge el interés por conocer qué es lo que sucede al formar un circuito con ayuda de cobre y metal.

 

Antecedentes

Ok1. Historia de la electricidad.

El primero científico que habló de la electricidad fue Thales de Miletus (630 a 550 A.C.). Observó que al frotar el ámbar este adquiría el poder de atracción sobre algunos objetos.

La electricidad es el flujo de energía que va de un lugar a otro. Se trata de un fenómeno físico causado por cargas eléctricas estáticas o en movimiento y su interacción.

Todos los átomos tienen electrones que rodean su núcleo, pero pocos electrones están pegados al núcleo. Es por eso que se trasladan a otros átomos, generando así una corriente eléctrica. La fuerza eléctrica que empuja a los electrones se mide en voltios.

La electricidad tiene muchos usos, principalmente se utiliza en la generación de luz, calor, movimiento, mediante motores que transforman la energía eléctrica en mecánica.

2 Características

*Electricidad

La electricidad existe en todo, en el cuerpo humano, en el aire, en los objetos, etc. Hay dos tipos de electricidad:

  1. Electricidad en reposo: Es toda aquella electricidad que se encuentra en un cuerpo de forma natural sin que haya tenido una atracción por frotamiento y que está a una temperatura ambiente y sin que se apliquen fuerzas externas

 

  1. Electricidad en movimiento: también llamada electro dinámico. Es la electricidad que se produce por medio del movimiento de cargas libres de electrones, a través de un material conductor en un circuito eléctrico.

Actualmente la electricidad ha sido muy importante en la incorporación de robots programables y maquinas guiadas por control número por computadoras (robótica). Generalmente se utiliza para un uso doméstico, principalmente en el alumbrado, electrodomésticos, aire acondicionado y calefacción.

*Tubérculo papa

La papa es un Tubérculo comestible, nativo de las regiones montañosas de los Andes, en la actualidad la papa es un alimento básico a nivel internacional.

La papa está compuesta por agua en un 80%. Es altamente energético y posee excelentes propiedades nutritivas gracias a su contenido de vitaminas, minerales y compuestos orgánicos.

Entero los minerales que contiene están el potasio, calcio, hierro y fósforo, estos minerales y el porcentaje de agua que contiene son los que ayudan a que la papa sea un buen conductor de energía.

3. ¿Por qué se enciende la bombilla con la papa?

La bombilla se enciende con la papa porque el jugo de este tubérculo contiene una sustancia llamada ácido fosfórico que desencadena una reacción entre el cobre y el zinc, de la cual se produce un intercambio de electrones.

La función de la papa es más bien electrolítica, esto es, favorece la conducción de corriente eléctrica, pero no participa en la reacción entre las dos sustancias. Por eso, las monedas y los clavos no deben hacer contacto entre sí dentro de la papa.

Al interior de la papa se producen reacciones químicas importantes. El zinc del clavo reacciona con él ácido de la papa, liberando dos electrones y oxidándose. El ácido está cargado de hidrógeno y al recibir los electrones se reduce a gas hidrogenado. En la moneda que funciona como electrodo se reducen los electrones de cobre y se suman a los iones de hidrógeno del ácido. La resultante es gas hidrogenado y corriente que se conduce desde los dos polos hasta la bombilla.

Como uno de los cultivos más ubicuos en el mundo, la papa está lista para alimentar al mundo entero . En el camino, los científicos descubrieron que el alimento básico popular de las dietas de muchas personas también puede tener potencial para ayudarlo a potenciarlo.

Hace un par de años, los investigadores de la Universidad Hebrea de Jerusalén publicaron su hallazgo de que una papa hervida durante ocho minutos puede generar una batería que produce diez veces la potencia de una cruda. Utilizando pequeñas unidades compuestas de un cuarto de rebanada de papa intercalada entre un cátodo de cobre y un ánodo de zinc que está conectado por un cable, el profesor de ciencias agrícolas Haim Rabinowitch y su equipo querían demostrar que un sistema que se puede utilizar para proporcionar habitaciones con LED- iluminación alimentada por hasta 40 días. Alrededor de una décima parte del costo de una batería AA típica, una papa podría suministrar energía para teléfonos celulares y otros dispositivos electrónicos personales en regiones pobres, subdesarrolladas y remotas sin acceso a una red eléctrica.

Para ser claros, la papa no es, en sí misma, una fuente de energía. Lo que hace la papa es simplemente ayudar a conducir la electricidad actuando como lo que se llama un puente de sal entre los dos metales, permitiendo que la corriente de electrones se mueva libremente a través del cable para crear electricidad. Numerosas frutas ricas en electrolitos como plátanos y fresas también pueden formar esta reacción química. Básicamente son la versión natural de ácido de batería.

“Las papas fueron elegidas por su disponibilidad en todo el mundo, incluidos los trópicos y subtropicales”, dijo Rabinowitch a la  Red de Ciencia y Desarrollo . Son el cuarto cultivo alimentario más abundante del mundo”.

Objetivo

Objetivo 1: Generar luz a través de un circuito eléctrico con papás

Objetivo 2: Demostrar que se puede generar energía eléctrica con ayuda de una papa.

Justificación

Con la presente investigación conoceremos una fuente de energía eléctrica alternativa y observamos de manera práctica cómo generar electricidad a partir de la cual contiene propiedades que le permiten encender aparatos de bajo voltaje.

 

Hipótesis

Si creamos un circuito eléctrico con papas, entonces podremos generar energía para encender un foco.

 

Método (materiales y procedimiento)

A continuación se describen los materiales y procedimiento que se utilizaron para llevar a cabo esta investigación:

Materiales:

  • 3 papas
  • 3 monedas de cobre
  • 3 tornillos
  • 3 cables de corriente (caimanes)

 Procedimiento:  

Paso 1: Se preparó el material antes mencionado para iniciar el experimento.

Paso 2: Introducir  en un extremo de cada papa un tornillo, dejando aproximadamente medio tornillo dentro de la papa.

Paso 3: Introducir una moneda de cobre en el otro extremo de la papa

Paso 4: Conectar en serie los caimanes (tornillo, moneda) creando un circuito.

Paso 5: Para finalizar los dos extremos libres de los caimanes se conectaron al foco led y poder generar la electricidad suficiente para encender dicho foco.

Galería Método

Resultados

Identificamos que la papa no es en sí misma, una fuente de energía. Lo que hace la papa es ayudar a conducir la electricidad actuando como lo que se llama un puente entre los dos metales, permitiendo que la corriente de electrones se mueva libremente a través del cable para crear electricidad.

Reconocimos que la energía que ofrece una papa, se duplica si la cortamos por la mitad y ambas partes las integramos al circuito eléctrico. La durabilidad de la energía es menor en tiempo pero mayor en potencia.

Observamos que las papas comienzan a perder potencia para prender la luz Led una vez que llevan a cabo su reacción química.

 

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

A partir de la creación de un circuito eléctrico con una papa y otros materiales que conducen energía eléctrica, fue posible encender un foco led. La magnitud de la energía que se generó no fue la suficiente para encender varios focos led, consideramos para futuras investigaciones, experimentar con papas cocidas u otra fruta rica en electrolitos como plátano y fresa para ser analizados y comparar cuál de ellos tiene mayor potencia para generar luz.

Fue necesario el uso de un multímetro para identificar la cantidad de energía que producían las papas y así reconocer si podían encender o no un foco led. .

La papa no es una fuente infinita de energía, sin embargo contiene sustancias que en contacto con otros elementos puede generar energía para encender aparatos de muy bajo voltaje

Este experimento nos permitió conocer acerca de las reacciones químicas y de la electricidad. Concluimos que apoyando a acciones en relación al cuidado del medio ambiente, quizá este experimento da pie a futuras investigaciones para localizar una forma de extender la reacción química de la papa para dar utilidad a esa energía para dar luz a lugares donde no hay electricidad o quizá sea una forma de contribuiría al cuidado de la naturaleza.

Bibliografía

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography