Proyecto para feria de ciencias: calentador solar

En nuestros hogares debemos de utilizar energías limpias, como las que provienen de la energía calorífica y luminosa del sol, de esta manera contribuimos  con un granito de arena a conservar el medio ambiente. Muchas centrales térrmicas  convencionales (o termoeléctricas), generan electricidad a partir de la quema de combustibles fósiles como petróleo, carbón o gas natural, mediante un ciclo termodinámico de agua-vapor, lo que contribuye a aumentar los gases de efecto invernadero, lo cual ocasiona el calentamiento global y trae como consecuencia el cambio climático.

En este sentido el MINEM (Ministerio de energía y minas), a través, de sus fichas interactivas educativas, propone una serie de actividades de tipo experimental, para desarrollar en los estudiantes, una concientización para el uso eficiente de la energía eléctrica, contribuyendo con el ahorro de la energía y promeve además el uso de energías limpias. Uno de ellos, es la  construcción de un calentador solar de agua (terma solar) , cuyos materiales y procedimientos, describimos a continuación:

Materiales

• Tanque o cilindro de plástico u otro material de 25 0 50 litros.
• Dos tubos de plástico de 2 pulgadas de diámetro, para el colector de agua superior e inferior.
• Doce tubos de media pulgada para agua fría.
• Pintura negra mate.
• Plástico transparente y negro.
• Manguera para conectar la parte inferior del tanque, con el tubo colector inferior.
• Manguera para conectar la parte  superior del tanque con el tubo colector superior.
• Caja de madera con marco y base.
• Ichu, paja, aserrín o tecnopor( aislante).
• Una calamina metálica.
• Codos de plástico para conexiones.
• Una ducha.
• Termómetro.
• Pegamento.
• Cuatro arandelas de ajuste.
• Pegamento para tubos de plástico, para agua caliente.

Procedimiento

• Arma la caja que servirá de base e instálala con un ángulo de inclinación de 15°.
• Instala el tanque de agua a una altura superior a la de la caja utilizando una base de madera, de metal o sobre una pared.

• Introduce en el fondo de la caja el material aislante ichu, paja, aserrín o tecnopor.
• Coloca el plástico negro sobre el aislante. También puede ser una calamina pintada de negro.
• Ensambla los tubos colectores de 2 pulgadas con los tubos de media pulgada, de modo que quede como en el gráfico.Asegúralos con el pegamento.

• Conecta el tubo colector superior con la parte superior del tanque y tubo colector inferior con la parte inferior del tanque mediante mangueras y las arandelas.
• Utiliza los medios de aseguramiento para que el tanque no pierda hermeticidad cuando se le coloquen los tubos.
• Instala una salida para la ducha.
• Tapa la caja con un marco que posea un plástico transparente.
• Llena el tanque de agua y controla cómo varía la temperatura durante el día.

Análisis de resultados

Después de  registrar los datos en  la tabla en las horas indicadas, analiza los resultados y argumenta sus conclusiones.

Actividades

• Elabora un gráfico de barras que relacione el horario y la temperatura del agua.
• ¿Aumentó la temperatura en forma constante?¿Cuál es la temperatura máxima que ha registrado?
• ¿Que fenómenos de transferencia del calor ocurren en la terma solar?
• ¿A qué conclusiones has llegado?
• ¿Cuántos kWh consume mensualmente una terma eléctrica de 2 kW de potencia que funciona 3 horas al día¿Cuánta energía ahorrarías?¿Consideras que esta tecnología es una alternativa viable para reducir el consumo de energía?.Fundamente tu respuesta.
• ¿En qué lugares del país sería adecuado instalar termas solares?¿Cuáles serían las ventajas comparativas del uso de este calentador?
• Diseña tu propio modelo de terma solar de agua con materiales de bajo costo.Luego construye un modelo y determina cuánto te costaría y en cuanto las podrías vender si la fabricaras.