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05 diciembre 2019

ACTIVIDAD ACADEMICA - EXPERIENCIAS CON EL VIENTO Y LA ENERGÍA CALÓRICA - TECNOLOGÍA AMBIENTAL



Los estudiantes de la carrera de arquitectura y urbanismo de la Universidad Alas Peruanas de Lima, en sus cursos de Tecnología Ambiental y Ampliación de Física, desarrollan temas relacionados a la energía  del sol, energía calórica, fluidos, dinámica de fluidos ( estudio de vientos, ventilación natural).

Una vez impartidos los conocimientos teóricos, la cátedra les sugiere realizar aplicaciones prácticas y reales para completar sus conocimientos y poder verificar con mediciones y simulaciones  el comportamiento térmico de los materiales y de los fluidos, todo orientado a la construcción y la arquitectura.

En los casos mostrados los experimentos  estaban relacionados a la energía solar y al calor producido por el sol, como el curso tenía un horario nocturno, se construyeron los modelos a escala y se trabajó con energía calórica y lumínica producida por otros medios, como es una lámpara con  un foco incandescentes.

Para los casos de energía calórica se utilizaron medidores digitales de temperatura,  para ver  el incremento de la temperatura en el tiempo mientras duraba la exposición a la fuente artificial de calor que representaba al sol. Aquí las imágenes de cada experiencia.


Dinámica de Fluidos,  construcción de un "Cooler Ecológico" para modificar la velocidad del viento que ingresa a una construcción,para mejorar el confort térmico en  épocas  de mayor temperatura como en verano.


Energía calórica proveniente del sol, construcción de un calentador solar, dentro de una caja hermética forrada con planchas metálicas y cerrada con vidrio, al interior una manguera con agua fría, se calienta  rápidamente ya que el vidrio deja entrar el calor y evita que  salga. Para tener agua tibia en las duchas.



Energía calórica, construcción de una cocina mejorada, aplicando  proporciones para lograr la extracción de humos, la cocina utiliza briquetas de carbón, y permite el ahorro del material combustible, disminuyendo la contaminación  ambiental .


La estudiante demostró que en poco tiempo se puede tener la temperatura necesaria para cocinar algún alimento sin que el humo moleste e invada el ambiente, etas cocinas son muy útiles en zonas rurales.


Aprovechamiento de la energía solar como energía eléctrica,  se capta la radiación solar, las celdas fotoeléctricas la convierten en energía eléctrica, y esta puede ser almacenada para la noche o utilizada al instante, los paneles actuales permiten generar energía para iluminar el interior de viviendas, dar energía a equipos eléctricos, pero aun no es suficiente para cocinas y otros artefactos de mayor consumo.


Energía solar y sus aplicaciones en las casas ecológicas, ya sea para generar electricidad, calentar el agua de las duchas, o calentar directamente los ambientes que en el día  reciben  calor y  este puede acumularse para  las noches, ya que la temperatura disminuye notablemente en horarios nocturnos.


Reciclado de residuos orgánicos, almacenaje en un bio digestor para que al descomponerse se puedan obtener energía del gas producido, abonos de los líquidos y sólidos que quedan en el bio digestor. En el experimento se demostró como el gas producido por residuos de alimentos se podría almacenar dentro de un globo y luego servir para iluminar los recintos.


Energía solar como fuente de iluminación natural al interior de las construcciones, se construyeron modelos de habitaciones a escala, con puertas y ventanas y los muros con el ancho apropiado. Se pudo observar como se distribuye la luz natural de modo diferente en cada caso . La forma y ubicación de las ventanas genera diferentes resultados de iluminación  natural al interior.


Imágenes interiores del modelo a escala utilizado cn detalles  de la construcción, como muros,puertas y ventanas,  se simuló el sol con una lámpara eléctrica  de foco incandescente,  se pudo observar  como la luz ingresa y se distribuye en el recinto, reflejándose en  muros y techos.


Modelo de construcción con invernadero de vidrio,  se pudo verificar como el material ayuda a captar y mantener el calor al interior del recinto, el  simulador del sol, calentó rápidamente el interior del recinto, se hicieron mediciones con  el termómetro digital.


Construcción con invernadero,  este otro modelo tenia además una  abertura en el techo, por donde se demostró que la energía solar en forma de luz se distribuye de modo mas uniforme al interior. Es importante considerar que las aristas deben estar herméticamente selladas ya que si no es así se pierde el calor con mayor rapidez.


Otro modelo de invernadero, la idea fue comparar el comportamiento de un invernadero de forma prismática ortogonal  con otro de formas poligonales, con un perfil mas cercano a una curva, para una exposición más prolongada este segundo modelo es mas eficiente, ya que  ofrece siempre una  superficie perpendicular  a los rayos del sol.


Un invernadero con mayores dimensiones, y con representación de cultivos, para zonas rurales,  el invernadero podría servir para cultivar almácigos de plantas o tener cultivos hidropónicos, al tener un área mayor expuesta  el calor se pierde mas rápidamente, cuando baja el sol.


Se pudo experimentar también como influye el color de los recintos para logar mayor calor al interior, se pudo verificar que el uso de superficies pintadas con colores oscuros ayudan a obtener mayor temperatura que las pintadas en colores mas claros.


Se han utilizado invernaderos de diferentes dimensiones para ver como cambia la temperatura al interior, y como esta  se mantiene mas en unos que en otros, los invernaderos mas grandes perdieron el calor  con mayor rapidez.


Todos los experimentos mostrados fueron medidos y las conclusiones expuestas y graficadas, el estudiante  debe emitir sus propias conclusiones y   también debe sugerir  en que aplicaciones prácticas puede utilizar  la experiencia obtenida.






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