Heladera Eolica: Diseño de la Heladera Eólica - Experimentos

DISEÑO DE LA HELADERA EÓLICA

Surge de lo investigado la idea de construir una heladera eólica que, por medio de la evaporación por efecto del viento, enfríe los alimentos por un mecanismo similar al efecto cantimplora.
Transmisión de calor: en los espacios de Tecnología de Control e Instrumentación de control, se coloca la lupa en:
  1. Las formas de transmisión de calor (convección, conducción y radiación),
  2. materiales conductores y no conductores del calor,
  3. asepsia e higiene en el receptáculo donde se alojarán los alimentos para ser enfriados.

Experimentos:
1. Enfriamiento por evaporación: En el aula, con la presencia del asesor científico profesor Néstor Cazón, se llevó a cabo esta experimentación. Se dividieron todos los alumnos en tres grupos y por medio de dos termómetros y dos recipientes de chapa (envases de puré de tomate) por grupo, se procedió a tomar la temperatura ambiente (21°C), se sumergió el termómetro en la lata que contenía alcohol y después de 5 minutos se expuso al medio ambiente. Se observó que la temperatura marcada por el termómetro descendió a 15°C, arrojando una Diferencia de temperatura (At) de 6°C.

Conclusión 1: Cuando se evaporan, todos los líquidos siempre se enfrían. 
Profesor Néstor Cazón dirigiendo el experimento.


2. Humedad relativa:  Se utilizaron dos termómetros: uno seco (Ts) y otro húmedo (Th). A este último se lo envolvió en un trozo de servilleta, sujetándolo con una bandita de goma. Con el seco se midió la temperatura ambiente (Ts= 18°C) y con el húmedo lo introducimos en la lata con agua, cuando se sacó al medio ambiente la medición fue de 15°C.

Alumnos realizando las mediciones en el interior del aula.
Luego se ingresó a la tabla Psicométrica, en TH (primer columna vertical) con el valor del termómetro de bulbo húmedo 15°C, y en forma horizontal con el valor que arroja la diferencia entre (Ts-Th)=3, donde se interceptan estos dos valores en forma ortogonal da el valor de la Humedad relativa, que en este caso fue de 67%. Este experimento se realizó dentro del aula. Se efectuó también en el patio exterior de la escuela y simultáneamente en el interior del aula; en el exterior estaba con neblina pero arrojo valores de humedad relativa menores que en el aula, donde la temperatura era mayor. Concluimos que al ser 20 personas exhalando vapor de agua en un ambiente chico, en comparación al exterior la humedad relativa era mayor, y por ende, menor la evaporación.

Ts Th Diferencia de T° Humedad Relativa
18°
15°C
3°C
67%

Conclusión 2: Cuanto menos humedad tenga el ambiente, mayor será el grado de evaporación, esto es, Humedad Relativa.


Heladera Eólica: Alimentos a conservar (3° parte)


Ir a la primera parte: Introducción y Encuestas.
Ir a la segunda parte: Formas de Enfriamiento Simple.

¿Qué alimentos básicos conservar? 

La Licenciada en Nutrición Cristina Imperiales nos asesoró en cuestiones alimenticias:

Temperaturas ideales para alimentos básicos:
  1. 2°C y 4°C para Lácteos, principalmente Leche.
  2. 0°C y 2°C para carnes (frescas sin lavar).
  3. 2°C y 4°C para polenta y fideos (cocinados).

  • Estos alimentos deben encontrarse apartados entre sí, para no generar contaminación cruzada
  • Los alimentos deben ser lavados en el momento de cocción, si no el proceso de putrefacción se adelanta. 
Se aconseja consumir: 
  1. Cereales: arroz, pan, fideos y polenta.
  2. Hortalizas: zanahoria, cebolla, papa, tomate. 
  3. Frutas: principalmente cítricos y manzanas. 
  • Los alimentos que deben consumir menores de dos años son mantecas y cremas (grasas) para el mejor desarrollo del cerebro (Sistema Neurológico). 
  • De dos años en adelante, pueden consumir dentro de las carnes: pescado de mar, cordero, pollo, carne vacuna. 
  • Los vegetarianos pueden reemplazar las carnes con legumbres (lenteja, poroto, etc.), huevos, frutas secas y semillas. 
Hábitos saludables:
  • Conservar la higiene lavándose las manos. 
  • No dejar la comida cocinada a temperatura ambiente más de media hora (cualquier comida).

Opinión de la licenciada: “Es un proyecto muy conveniente e interesante no solo para la gente de los asentamientos sino para aquellos lugares que no poseen red eléctrica, casas de fin de semana por ejemplo”.

Continuará.

Heladera Eólica: Formas de Enfriamiento Simple (2° parte)



Se comenzó a investigar formas de enfriamiento simple, que no requiriesen de energías producidas por el hombre. Se consultó a profesores de física, entre los cuales estuvo el profesor de física Néstor Cazón, el cual nos propuso analizar el proceso de enfriamiento por evaporación de la cantimplora, en su versión original.

Efecto cantimplora 
La cantimplora original es de aluminio, buen conductor de calor y esá revestida de un género que tiene buena absorción y retención de agua, se observó que por efecto de calor el agua del género que recubre la cantimplora se evapora, como la inercia de la evaporación requiere de energía, esta es tomada del aluminio, superficie esta que está en contacto con el agua, como es buen conductor de calor, el metal la toma del agua, produciendo la baja de temperatura o enfriamiento de esta por evaporacion.
Diagrama del efecto cantimplora.
Efecto “piel de gallina” 
¿Por qué se siente frio al salir de la pileta o la ducha, aunque la temperatura ambiente sea mayor de 36°C (temperatura interna del cuerpo humano)? 

Se investigó y entrevistó al asesor científico profesor Cazón, explicó que es por efecto de la evaporación de las gotitas de agua que están en la piel. Estas al evaporarse requieren de un aporte de energía calórica y la toman de la piel, y esta de las capa de la dermis, produciendo un enfriamiento o descenso de temperatura, la cual genera la tan conocida piel de gallina. El efecto termina cuando se evapora toda el agua y el equilibrio de temperatura en el cuerpo vuelve a la normalidad. 

Conservación de verduras en India*¹ 
El asesor científico relató que en la India un señor llamado Abba (ganador de un premio internacional) construyó un objeto tecnológico para conservar por más tiempo la verdura, para aquellas personas que no poseían heladera (que en la India son millones). Este objeto consta de dos vasijas, una se introduce adentro de otra de mayor tamaño y entre medio de las dos, se coloca arena fina, que siempre debe estar húmeda. La vasija externa es de arcilla porosa, a fin de permitir la evaporación del agua retenida en la arena, y la vasija interna debe ser de arcilla no porosa, para que el agua no penetre. Allí adentro herméticamente se guarda la verdura, 

El calor del medio ambiente evapora el agua del objeto, como esto requiere más energía o humedad la extrae de la vasija interna y esta, como es conductora de calor, por conducción la extrae de la verdura, produciendo una baja de la temperatura, y así logran prolongar la duración de la verdura en una semana. 

Efecto del viento de nuestra zona: igual efecto del sol del norte. 
Hasta aquí se logró investigar cómo se baja la temperatura por efecto de la evaporación por la acción de la radiación solar, pero en Río Grande, el sol no es tan potente ni tan visible como en los territorios cercanos al Ecuador. 

Observaciones simples y cotidianas en Río Grande 
La velocidad de secado o evaporación del agua por efecto del viento (energía eólica) en la superficie de la tierra, luego de haber llovido copiosamente. 

Cuando las empresas constructoras pavimentan una calle, inmediatamente le colocan un líquido blanquecino sobre el hormigón (protector anti evaporación) y un nylon de 200 micrones, para evitar que se queme el hormigón por la rápida evaporación del agua del hormigón, por efecto del viento.

ConclusiónLas experiencias arribas mencionadas llevaron a asociar que los efectos de la evaporación por radiación solar son similares a los del viento, este último recurso es una fuente abundante, limpia y ecología, presente en nuestro medio, la mayor parte del año.

...CONTINUARÁ
La primera parte aquí.
El informe completo se puede ver y descargar desde aquí
*¹ Esta página (en inglés) tiene más información al respecto. 

Heladera Eólica: Introducción y Encuestas (1° parte)


Resumen del Proyecto Heladera Eólica: 
Para poblar la Patagonia, el Gobierno Nacional promulgó la ley 19.640, provocando que varias industrias, tanto extranjeras como nacionales, vinieran a la provincia a instalarse y generar nuevos puestos de trabajo. Debido a esto, muchas familias emigraron de sus provincias (inmigración interna), o de países limítrofes de Argentina (inmigración externa) a la Isla Grande de Tierra del Fuego.
Debido a la falta de viviendas y a los grandes costos de los alquileres y ventas de terrenos, más de mil doscientas familias se asentaron en terrenos de la margen sur, del Río Grande, construyendo artesanalmente precarias casillas que, por la ilegalidad del hecho, carecen de los servicios primarios, tales como agua potable, electricidad, redes cloacales, etc.
Las mayorías de las viviendas están conectadas clandestinamente a las redes eléctricas en forma ilegal y peligrosa.
La tensión o potencia eléctrica no es suficiente y ha provocado quemaduras de televisores, motores de heladeras, etc.Varias de las familias poseen mini generadores eléctricos de 220 voltios, que funcionan con nafta; estos no pueden mantener muchas horas su producción, ya que se recalientan y funden el motor, esto imposibilita que la heladera sea conectada las 24 horas y así mantener la cadena de frío en los alimentos esenciales, como son las carnes y los lácteos, a una temperatura de entre 1° a 8°C.
Atendiendo a esta problemática detectada se decidió investigar y construir, de ser posible, un objeto tecnológico que mantuviera la “cadena de frio” al cual se le denominó “Heladera Eólica”. Ésta proporcionaría una solución económica y ecológica, ya que usa la energía eólica como fuente limpia y abundante para que, por medio del enfriamiento por evaporación, se mantengan los alimentos en ella contenidos a bajas temperaturas.

INTRODUCCIÓN:

Objetivo del proyecto: solucionar la problemática inicial que consta en mantener refrigerados los alimentos básicos (lácteos y carne) que requieren cadena de frío, a fin de preservar la salud de las familias que habitan en el asentamiento (impacto socio-comunitario). También puede ser aprovechado por viviendas rurales o de campo que no posean energía eléctrica y como alternativa para las viviendas en la ciudad, cuyas familias quieran ahorrar energía eléctrica en invierno aprovechando las bajas temperaturas.
Se enmarca en el cuidado del medio ambiente, ahorrando grandes cantidades de energía y usando energías limpias (energía eólica), también se usó de soporte los contenidos del espacio de Tecnología: Proyecto Tecnológico, Análisis de Objeto (Características de Materiales Conductores de Calor), Producción de servicio, Micro-emprendimientos, uso de termómetros (Instrumentación y Control).


DESARROLLO:



Detección de problemáticas:
A fin de involucrarse en una problemática socio-comunitaria y su mejor solución, se procedió a entrevistar en su casa a la Sra. Miriam Ponti, presidenta de uno de los barrios (el barrio Unidos) enclavado en el asentamiento.  
Entrevista a Miriam Ponti.
La presidenta indicó varias problemáticas que sufren los vecinos: falta de calles pavimentadas, falta de servicios básicos (gas, cloaca, agua potable por red, servicio de recolección de residuos, etc.), también remarcó los problemas de humedad que vive el barrio por la suba de la napa freática en invierno, con la consecuencia de la presencia de humedad en el ambiente las 24 horas, lo que produce enfermedadades respiratorias agudas; y otras problemáticas, por ejemplo, relató que se le cayó y arruino todo el revestimiento de durlock en sus paredes internas, y también que se le quemó el televisor al encenderlo, ya que en la mañana aparece un rocío (pequeñas gotas de agua) sobre los objetos de la casilla, eso aparentemente produjo un corto circuito, al ser el agua conductora de la electricidad.
También al preguntarle cómo conservan los alimentos los vecinos que no poseen heladera, relató que algunos los sumergen en el agua que la Municipalidad les provee (tachos de 200 lts.); pero en el invierno, con las bajas temperaturas se congelan, y la leche se corta, siendo imposible consumirla como tal.
Se le hicieron varias preguntas (que constan en Carpeta de Campo), y decidimos elaborar una encuesta de grilla cerrada, para hablar con los vecinos y tener más claro el panorama.

INVESTIGACIÓN:
Para recolectar información se recurrió a las siguientes fuentes:
  • Entrevista a profesionales.
  • Encuesta
  • Experimentación
  • Investigación bibliográfica
  • Internet