PROYECTOS EDUCATIVOS PARA FERIA DE CIENCIAS
LIC. WILKER GARCIA ROMERO
[email protected] [email protected] Profesor del Laboratorio de Física Nuclear
TRUJILLO-PERU 2007
RELACION DE PROYECTOS 1. PURIFICACION
DE
AGUAS
SERVIDAS
USANDO
METODOS
MAGNETICOS 2. CONSTRUCCION DE UNA ALARMA CASERA 3. MUSICA DE LAS FRUTAS 4. BOMBA HIDRÁULICA A MICROORGANISMOS 5. LA LAMPARA DE WILKER COMO OBTENER TEMPERATURAS DE 5000 GRADOS EN EL LABORATORIO DEL COLEGIO 6. DESTRUCCION DE LA CAPA DE OZONO POR CONTAMINACIÓN AMBIENTAL Y SU INFLUENCIA EN LA VIDA SOBRE EL PLANETA 7. CONSTRUCCION DE UNA COCINA SOLAR PLANA 8. MINICENTRAL HIDROELECTRICA 9. CONSTRUCCION
DE
UN
GENERADOR
DE
ONDAS
ELECTROMAGNETICAS DE BAJA FRECUENCIA PARA TRATAMIENTO DEL CANCER 10. CONSTRUCCION
DE
UN
GENERADOR
DE
ONDAS
ELECTROMAGNETICAS DE BAJA FRECUENCIA PARA TRATAMIENTO DE DOLORES REUMÁTICOS 11.
APLICACIONES DEL ALGEBRA DE BOOLE Y LA TEORIA CE CIRCUITOS
12. CONSTRUCCION DE UNA SECADORA FOTONICA 13. DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UN GALVANOMETRO DIGITAL CASERO 14. DESTILACION DE LA MADERA 15. CONSTRUCCION DE UNA GRUA MAGNETICA 16. DETERMINACION DEL INDICE DE REFRACCION DE UNA SOLUCION DE AGUA AZUCARADA PRODUCIDA POR LA COOPERATIVA LAREDO USANDO EL LASER
17. ARBORIZACION DE LAS RIBERAS Y USO DE LAS AGUAS DEL RIO MOCHE 18. MEDIDAS
ALTERNATIVAS
OCASIONADOS
POR
LA
PARA
PREVENIR
LOS
DAÑOS
DE
LOS
GASES
PREVENIR
LOS
DAÑOS
LOS
GASES
COMBUSTIÓN
PROVENIENTES DE CAMISEA 19. MEDIDAS
ALTERNATIVAS
OCASIONADOS
POR
LA
PROVENIENTES DE CAMISEA
PARA
COMBUSTIÓN
DE
PROYECTO 1
I PARTE INFORMATIVA 1.1 Nombre del proyecto " PURIFICACION DE AGUAS SERVIDAS USANDO METODOS MAGNETICOS " 1.2 Nombres y apellidos:
1.3 GRADO Y SECCION: 1.4 CATEGORIA: 1.5 COLEGIO: 1.6 PROFESOR:
PROYECTO PURIFICACION DE AGUAS SERVIDAS USANDO METODOS MAGNETICOS 1.7 ASESOR:WILKER GARCIA ROMERO PROFESION:FISICO OCUPACION:CATEDRATICO UNT 1.8 Area del proyecto: Tecnología II. FUNDAMENTACION CIENTIFICA En la actualidad los métodos de purificación de tratamiento de aguas residuales se basa en el uso de lagunas de oxidación que son grandes pozas donde se almacenan las aguas residuales con el fin de que se precipiten los componentes orgánicos e inorgánicos que hay en las aguas residuales. Para purificar las aguas residuales en la actualidad se utilizan métodos químicos de tratamiento, los cuales resultan muy costosos desde el punto de vista económico y también por el daño que originan a la atmósfera el desprendimiento de sustancias tóxicas (daño a la capa de ozono, la cual se está debilitando y creando huecos de ozono lo que imposibilitará la vida en el futuro ya que esta capa absorbe la radiación ultravioleta que proviene del sol y que es dañina para la vida). Como un método alternativo para purificar las aguas servidas, a este método tradicional, presentamos el método magnético basado en las propiedades físicas que tienen los imanes y que no causan contaminación y las propiedades de adhesión y cohesión que tienen las moléculas cuando se juntan unas a otras. Este método no ha sido aplicado aún en nuestro país por lo que esperamos que tenga la acogida en las autoridades de nuestra región, ya que permitirá reducir costos y aumentar la velocidad de separación de las impurezas de las aguas servidas. Debemos poner en claro que el agua que se obtendrá no está completamente purificada ni es apta para el consumo humano, pero tendrá un menor nivel de contaminación y un menor porcentaje de impurezas organicas e inorganicas. Para comprender mas claramente nuestro proyecto debemos conocer el significado de cohesión, adhesión, y magnetismo.
FUERZAS COHESIVAS Son fuerzas de origen molecular y atómico de gran magnitud. Es una fuerza atractiva que aparece entre moléculas de la misma naturaleza química, es una fuerza de naturaleza eléctrica y que mantiene unidos a los cuerpos sólidos. FUERZAS ADHESIVAS Cuando con una tiza se pinta una pizarra podemos observar que el polvo queda adherido a la pizarra y es muy difícil limpiarla completamente. La adhesión es una fuerza atractiva que aparece entre moléculas de diferente naturaleza química, es una fuerza de naturaleza eléctrica y que mantiene unidos a los cuerpos sólidos. Cuando el polvo de la tiza se adhiere a la mano es debido a la acción de las fuerzas de adhesión, los pegamentos unen piezas rotas y madera entre si gracias a la fuerza de adhesión. MAGNETISMO El término magnetismo proviene de ciertas piedras metálicas llamadas piedras imán que los antiguos griegos encontraron hace mas de 2000 años en la región de magnesia. En el siglo XII los chinos lo usaban para la navegación. POLOS MAGNETICOS Los imanes ejercen fuerzas unos sobre otros. Se parecen a las cargas eléctricas, pues pueden ejercer sin tocarse fuerzas de atracción y de repulsión, según sean los extremos de los imanes que se aproximen. Además, al igual que las cargas eléctricas, la intensidad de sus interacciones depende de la distancia que los separa. Las cargas eléctricas producen fuerzas eléctricas y regiones llamadas polos magnéticos producen fuerzas magnéticas. Si cuelgas un imán de barra de un cordel atado a la pared central funcionará como una brújula. El extremo que apunta hacia el norte se llama polo norte y el que apunta hacia el sur, polo sur. Todo imán posee un polo norte y un polo sur. Los polos de un imán de barra se localizan en sus extremos. Polos semejantes se repelen; polos opuestos se atraen.
MAGNETITA La magnetita es un oxido de hierro que tiene la propiedad de atraer al hierro, al cobalto y al níquel. Se encuentra en la naturaleza disperso en la arena. PURIFICACION
DE
AGUAS
SERVIDAS
USANDO
BOBINAS
ELECTROMAGNETICAS Podemos combinar todos estos fenómenos para purificar las aguas servidas que salen de las grandes ciudades. Para ello supongamos que tenemos un canal de aguas servidas, le añadimos magnetita en polvo y la mezclamos de manera uniforme, luego acercamos un imán o una bobina electromagnética y veremos que las impurezas del agua servida son arrastradas conjuntamente con las partículas de magnetita por el fenómeno de adhesión y cohesión molecular hacia los polos magnéticos del electroimán. Normalmente para purificar las aguas servidas se utilizan lagunas de oxidación que son grandes pozas de mas o menos 1Km de longitud cada una y se pone a descansar el agua hasta que las impurezas se precipiten al fondo del agua. Para que se produzca esto es necesario utilizar agentes químicos de precipitación o de lo contrario el tiempo necesario debería ser demasiado largo, lo que elevaría los costos de purificación además de la consiguiente contaminación química del agua.
Con ayuda de un electroimán podemos separar la magnetita y las sustancias residuales que se adhieren a ella con el fin de obtener un agua con menor cantidad de sustancias residuales. Por ello planteamos este método novedoso basado en las propiedades Físicas del magnetismo que no contamina el medio ambiente. PLAN DE INVESTIGACION REALIDAD PROBLEMATICA
Hasta la fecha en la ciudad de Trujillo no se han construido sistemas de purificación de aguas servidas utilizando metodos electromagnéticos y no conocemos su eficiencia. En Trujillo existen las lagunas de oxidación que se ubican en COOVICORTI las cuales vienen utilizando agentes químicos que alteran el media ambiente. Los purificadores se construyen de tipo plano en forma de pozas inmensas de 1000 metros cuadrados de superficie por 3 metros de profundidad. Nuestro grupo pretende construir un purificador electromagnético de aguas servidas utilizándolo para purificar las aguas residuales de la ciudad de Trujillo. PROBLEMA ¿Cómo cambia la concentración de impurezas de las aguas residuales cuando se hace pasar por un purificador electromagnético? HIPOTESIS -La concentración de impurezas aumenta. - La concentración disminuye. OBJETIVOS Y METAS - Pretendemos determinar la eficiencia de purificación de un purificador electromagnético. - Construir un purificador de agua que utilice bobinas electromagnéticas. - Utilizar la energía magnética para purificar las aguas servidas de la ciudad de Trujillo. - Enseñar a los estudiantes los beneficios que puede brindarnos la energía electromagnética. METODOLOGIA Se utilizará el método experimental para contrastar las hipótesis. Se utilizará el método científico para el planeamiento de todo el proceso de investigación. III OBJETIVOS - Diseñar un método alternativo de purificación de aguas servidas. - Construir un sistema de purificación del agua utilizando métodos que no dañen el medio ambiente ni destruyan la capa de ozono con agentes químicos.
- Utilizar la energía electromagnética para purificar aguas servidas. - Enseñar a nuestros compañeros estudiantes los beneficios que puede brindarnos el electromagnetismo. APLICACION PEDAGOGICA Se puede aplicar en la enseñanza a los alumnos a utilizar el aguas servidas proveniente de un poblado o ciudad en la obtención de agua para riego. Se enseña al estudiante y al público en general a tomar conciencia de la importancia de la preservación del medio ambiente y del agua. TECNOLOGICA O INDUSTRIAL -Se puede aplicar a la purificación del agua marina para uso industrial. -Se puede aplicar en la separación de agua que contiene sales radiactivas en la industria nuclear. -Se puede aplicar a la obtención de agua para riego en zonas donde no hay agua para consumo directo o también para reducir los niveles de contaminación del agua del mar. -Se pueden obtener insumos para la agricultura tales como fertilizantes de los restos de materia que queda cuando se limpia el agua de la mochica. IV PROCEDIMIENTO 1. Construir varios electroimanes y depositar las aguas servidas en un una poza. 2. Añadir magnetita y mezclarla. 3. Acercar los electroimanes a esta mezcla 4. Limpiar los electroimanes y trasladar los desechos a un depósito. 5. El agua resultante se puede utilizar para regadíos o también se puede tratar químicamente con la ventaja de que se utilizará menor cantidad de insumos químicos que con el método tradicional. El esquema general se puede mostrar en la figura .
V. RECURSOS 5.1 HUMANOS Alumnos participantes del proyecto un profesor asesor del proyecto un asesor del proyecto docente UNT 5.2 MATERIALES alambre para bobinado silicona 1 mesa grande 1 m de tubería de plástico de 1/2 pulgada de diámetro pintura de diferentes colores limaduras de hierro triplay cola sintética terokal carriso
junco 1 bolsa de cemento listones pequeños de madera trozos de triplay 5.3 ECONOMICO:PRESUPUESTO alambre para bobinado
10,00
silicona
10,00
pintura
10,00
1/4 de terokal
10,00
imanes
10,00
junco
3,00
listones pequeños de madera
2,00
madera 1,20mx0,80mx2cm
40,00
trozos de triplay
5,00
mano de obra
30,00
movilidad
20,00 total S/. 151,00
CONCLUSIONES: - Este proyecto nos permitirá demostrar a nuestros compañeros la importancia que tiene cuidar nuestro medio ambiente de la contaminación por aguas residuales. - Se utiliza un método de bajo costo, y además no permite ahorrar tiempo en la separación de impurezas del agua. VI BIBLIOGRÁFIA Alonso FINN FISICA VOL II FISICA FUNDAMENTAL UNIVERSITARIA CAMPOS Y ONDAS ED.REVERTE Jaks. "Energia solar y desarrollo" 1996. Yavorsky y A.Detlaff "Manual de Física" Editorial Mir Moscú. Hewitt Paul G. "FISICA CONCEPTUAL" Ed. Addison Wesley Longman
1998.
PROYECTO 2
PROYECTO EDUCATIVO CONSTRUCCION DE UNA ALARMA CASERA ESQUEMA DEL PLAN DE PROYECTO I PARTE INFORMATIVA: 1.1 NOMBRE DEL PROYECTO: CONSTRUCCIÓN DE UNA ALARMA CASERA 1.2 NOMBRE DE LOS ALUMNOS RESPONSABLES DEL PROYECTO LEONEL, CHAVEZ LOPEZ JOSUÉ, CHANG ROBLES JHONATAN, BAZAN DIONICIO HECTOR, ALARCÓN PELAEZ EDWIN, AGUILAR CABANILLAS PATRIK AQUINO CUEVA 1.3 PROFESOR: JULIO HOYOS 1.4 CURSO: TALLER DE FÍSICA 1.5 GRADO: 4to SECCION “A” : 1.6 COLEGIO:RAFAEL NARVÁEZ CADENILLAS
II METODOLOGIA Se empleará el método experimental es decir se hará el planteamiento del problema, se planteará las hipótesis, se contrastará las hipótesis, se hará un diseño experimental, se hará un procesamiento de datos y se analizará los resultados. MATERIALES O INSTRUMENTOS 1 SIRENA de 9V alambre mellizo triplay 1/8 de pintura listones de madera aserrín cartón tecnopor MUESTRA Se utilizará el una sirena la cual se activara cuando ingresa un delincuente. II PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ¿ En que medida influye una alarma en la protección de nuestras viviendas contra la delincuencia? HIPOTESIS 1. La alarma nos permite protegernos contra la delincuencia V IMPORTANCIA DEL PROBLEMA Esta alarma nos permitirá protegernos contra el ingreso de delincuentes cuando estamos durmiendo o cuando salimos. Nuestros vecinos se encargaran de vigilar nuestra vivienda en caso de que los delincuentes entren a nuestras viviendas VI ANTECEDENTES BIBLIOGRAFICOS DEL PROBLEMA Delincuencia es el conjunto de infracciones de fuerte incidencia social cometidas contra el orden público. Esta definición permite distinguir entre delincuencia (cuyo estudio, a partir de una definición dada de legalidad, considera la frecuencia y la naturaleza de los delitos
cometidos) y criminología (que considera la personalidad, las motivaciones y las capacidades de reinserción del delincuente). EVOLUCIÓN DEL CONCEPTO DE INFRACCIÓN Según Émile Durkheim, aunque la delincuencia parece ser un fenómeno inherente a cualquier sociedad humana, el valor que se le atribuye depende de la naturaleza y de la forma de organización de la sociedad en cuestión. En un principio, la infracción fue valorada en función de criterios religiosos o mágicos, y la transgresión de lo prohibido producía, por lo general, la exclusión de la sociedad, ya fuera por muerte o por alejamiento, para el violador de la norma. Más tarde, la dominación ejercida por las grandes religiones monoteístas (véase Monoteísmo) en sus respectivos ámbitos derivó en materia de derecho y un acto se consideraba infracción cuando violaba una prohibición expresa de los textos sagrados o de su interpretación. La progresiva separación entre lo religioso y lo temporal, iniciada en la edad media, no consiguió sin embargo hacer desaparecer el carácter religioso de la infracción. Esta visión justificó, por ejemplo, el reconocimiento en diferentes épocas de la historia de la responsabilidad penal de los niños e incluso de los animales. En el siglo XVII, en la mayor parte de los países europeos, el derecho penal se basaba en el principio de la responsabilidad individual, favoreciendo la aplicación de penas intimidantes de gran severidad, como la rueda, el látigo o las galeras. En el Siglo de las Luces se produjo una ruptura con lo anterior a través de la búsqueda de una definición legal y universal de lo permitido y lo prohibido, con la idea de fundar una ‘legalidad de delitos y de penas’ según fue formulada por el italiano Cesare Beccaria en su obra Ensayo sobre los delitos y las penas, publicada en 1764. Esta búsqueda se inscribía en el marco de una nueva definición más general del hombre como ser social, con derechos y obligaciones, que evolucionaba en una sociedad donde, sin tener que buscar su legitimidad en la religión, podía cuestionarse la naturaleza de las infracciones y las escalas de sanciones aplicables a todas las personas, cualquiera que fuera la calidad del delincuente. Este principio fue retomado en la Declaración de los Derechos del hombre y del ciudadano (1789), en cuyo artículo 7 puede leerse: “La ley sólo puede establecer penas estricta y
evidentemente necesarias y nadie puede ser castigado salvo en virtud de una ley establecida y promulgada anteriormente al delito y legalmente aplicable”. En el transcurso del siglo XIX se hizo hincapié en la vertiente social de la acción criminal y se estudió el libre albedrío del delincuente, observando que resultaba posible modificar su conducta a través de su educación y de las condiciones de vida. Estos trabajos abrieron el camino a los estudios sobre la readaptación de las penas y la reinserción del delincuente. Por su parte, la abolición de la pena capital (Pena de muerte)en numerosos países supuso el abandono del valor ‘mágico’ del castigo y, aunque la toma de conciencia del delincuente sigue siendo uno de los objetivos del encarcelamiento, éste tiene como primera finalidad la de ser eficaz en lo social. FORMAS DE DELINCUENCIA Las formas de la delincuencia son variadas y han ido cambiando en gran medida según los periodos de la historia y los tipos de sociedad. Actualmente se observa un desarrollo general de formas de delincuencia organizada basadas en el modelo de la mafia siciliana o de la camorra napolitana, dedicadas principalmente al tráfico de drogas y de materias nucleares (especialmente en Rusia) facilitado por la evolución de los medios de comunicación. Los países occidentales tienen actualmente formas comunes de delincuencia, tanto en su frecuencia como en el tipo de infracciones. El término genérico de delincuencia abarca varios tipos básicos de comportamiento delictivo con criterios combinables: sin pretender ser exhaustivos, puede citarse la delincuencia cotidiana o delincuencia menor, la delincuencia juvenil, la delincuencia por imprudencia, el crimen organizado, la delincuencia económica y financiera, los atentados a personas, que comprenden básicamente los abusos sexuales, los atentados a las normas y al orden público y, finalmente, el terrorismo. Cada una de estas categorías presenta características propias, aunque a largo plazo se observa un crecimiento de la delincuencia económica y financiera y de la delincuencia cotidiana con atentados a bienes y a personas, generalmente de gravedad limitada. VII ETAPAS QUE COMPRENDE EL PROYECTO
Se construirá una base de triplay de 60x60cm2 una base del mismo material tal como se muestra en la figura.
Luego se construirá una casa de triplay y se hará una puerta. El proyecto terminado se muestra en la figura.
sirena
bateria
Allí se colocara el interruptor de la sirena. El interruptor de la sirena consta de 2 navajas de afeitar, separadas por una cinta aisladora. Navaja de afeitar 1 cinta aisladora
Navaja de afeitar 2 La navaja 1 esta ligeramente doblada y ejercerá una presion sobre la navaja 2 Entre estas 2 navajas se colocara una tarjeta de telefónica prepago la que cuando se retira se activara la sirena El circuito el proyecto será:
sirena
9V
VIII TIEMPO APROXIMADO DE DURACION INICIO : CONSTRUCCION 1 SEMANA PRUEBAS EXPERIMENTALES 3 SEMANAS PROCESAMIENTO DE DATOS 1 SEMANA PRESENTACION DEL INFORME 2 SEMANAS TOTAL 7 SEMANAS
IX PRESUPUESTO 1 SIRENA de 9V alambre mellizo triplay
30,00 1,00
10,00
1/8 de pintura
5,00
listones de madera 5,00 aserrín anilina verde cartón
1,00 1,00 2,00
tecnopor
4,00
silicona
1,00
1 Batería de 9V movilidad
6,00 10,00
mano de obra eléctrica 30,00
total
S/.106,00
XI CONCLUSIONES Nuestro proyecto nos servira para protegernos de los robos a nuestras viviendas. Esta en permanente vigilancia puesto que se activa cuando el delincuente entra a nuestra vivienda. Es un proyecto de bajo costo y facil de instalar.
XII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ALONSO-FINN FISICA FUNDAMENTAL UNIVERSITARIA Edit Adison Wesley 1978 B.M YAVORSKY, DETLAF "Manual de Física" Editorial Mir Moscú. HEEWIT FÍSICA CONCEPTUAL Edit Adissson Wesley 2002
PROYECTO 3
ALIMENTADOR ELECTRONICO DE PECES 2. INDICE Indice
1
Resumen
2
Problema
3
Hipótesis
3
Objetivo general
3
Objetivos específicos
3
Marco Teórico
4
Materiales
6
Métodos
7
Resultados
10
Conclusiones
10
Bibliografía
10
3. RESUMEN La presente investigación es fruto de la necesidad que se presenta en los centros de venta de y crianza de peces. En Algunos hogares tiene como adorno las peceras. Los peces que están en su interior tienen que alimentarse diariamente, la necesidad de alimentar diariamente a estos peces nos llevo a construir un aparato que nos permitiera alimentar a os peces cada vez que presionemos un botón. En los lugares de venta son varias peceras por lo que se puede presionar un botón y activar al mismo tiempo a varios alimentadores de peces.
4. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ¿Cómo mejora el crecimiento en peso corporal de los peces en función de la cantidad de alimento que se suministra cuando se utiliza un alimentador electrónico de peces?
5. HIPÓTESIS El incremento en peso corporal es proporcional a la cantidad de alimento que se suministra.
6. OBJETIVO GENERAL Diseñar y construir un alimentador eléctrico de peces utilizando principios físicos sencillos y circuitos eléctricos simples que nos permita alimentar a peces de una o varias peceras de manera rápida.
7. OBJETIVOS ESPECIFICOS -
Estudiar el crecimiento de la masa corporal de los peces en función de la cantidad de alimento que se suministra
-
Enseñar a nuestros compañeros acerca de la importancia que tiene la preservación de los peces en nuestro planeta.
-
Aprender a encender un motor eléctrico mediante la aplicación de una pila eléctrica mediante un transformador de tensión continua.
-
8. MARCO TEORICO ALIMENTADOR ELECTRÓNICO DE PECES Es un dispositivo que hemos creado para alimentar de manera rapida a los peces de una pecera con el fin de aumentar el rendimiento y la reducción de tiempo el un acuario. Por lo general en un acuario hay varias pececeras y peces muy pequeños los cuales tienen que alimentarse de manera regular por lo que hemos unido a un frasco de plastico con huecos de 0,5mm en su base Acuario, recipiente de agua, por lo general con paredes de cristal, en el cual se introducen plantas y animales acuáticos (sobre todo peces). Los acuarios pueden ser domésticos, con fines decorativos; también hay acuarios científicos en las instituciones públicas y en este caso se utilizan para la exhibición y el estudio de la vida acuática.
Los acuarios tratan de simular el ambiente natural. Las plantas acuáticas aportan oxígeno, necesario para los peces, aunque se suele emplear un dispositivo de aireación para suministrar una mayor cantidad del mismo. El pez o carpín dorado puede vivir en agua fría, pero muchos peces tropicales necesitan una temperatura constante de unos 22 ºC. El agua puede mantenerse limpia y libre de algas con una buena oxigenación y añadiendo moluscos al acuario. En el fondo del recipiente se coloca una capa de arena o gravilla que sirve de sustrato a las raíces de las plantas que, como Vallisneria spiralis, favorecen la eliminación de detritos. Los acuarios domésticos poseen una gran variedad de tamaños, desde las pequeñas peceras de forma redonda (para dos o tres pececillos), a otros de dimensiones enormes. Los grandes acuarios se pueden mantener gracias a los sistemas de filtración desarrollados durante los años ochenta.
El primer y más conocido acuario científico se construyó en el Zoológico de Londres, en 1853, que se cerró poco después y volvió a abrirse en 1924. Otros acuarios importantes de Europa fueron los de: Plymouth en Inglaterra, París y Niza en Francia, Nápoles en Italia y Berlín en Alemania. Todos, excepto el último, sobrevivieron a la II Guerra Mundial. En 1938 se abrió el acuario de Marineland en Florida (Estados Unidos), con una nueva orientación arquitectónica. Desde entonces, muchos de los acuarios marinos se localizan en el mismo océano, en bahías o en ríos y se caracterizan por ser un espacio acotado del medio acuático. Los visitantes pueden ver los peces y otras formas de vida debajo de la superficie del agua gracias a claraboyas y portillas. Algunos acuarios utilizan este modelo con fines comerciales, y combinan el aprendizaje con el entretenimiento al realizar exhibiciones de animales adiestrados. Algunos defensores de los derechos de los animales elevan su protesta por este tipo de prácticas con los animales marinos
8. MATERIALES Triplay 60x60 cmxcm Listones de madera de 60 cm Pintura Aguarras 1 motor 1 transformador alambre mellizo No 18 silicona 1 pecera peces 1 interruptor
9 METODOS Cortar una plancha de triplay del tamaño de 60x60cm2 y luego clavar los listones de madera para que queden fijamente y puedan soportar el peso de la pecera.
Luego fijar un liston de madera de manera perpendicular a la superficie del plano del triplay para fijar el motor. ARMADO Y FIJADO DEL MOTOR AL RECIPIENTE DE ALIMENTO DE PECES
En un frasco de plastico hacer huecos en la base con una aguja de diámetro de 1 milimetro y llenar la comida de los peces tal como se muestra en la figura
Fijar el motor a la base de triplay y colocar la pecera
12V DC
Esquema del proyecto terminado con la fuente de tensión
10. RESULTADOS Se observo que el peso de los peces aumentaba cuando se alimentaba regularmente con el alimentador de peces. Se observo también que el alimentador electrónico de peces dispersaba de manera uniforme el alimento de los peces de tal manera que todos los peces podían alimentarse con mayor facilidad. 11. CONCLUSIONES El alimentador electrónico de peces nos permite alimentar a los peces con mayor facilidad y ahorro de tiempo 12. BIBLIOGRAFIA Alonso FINN FISICA VOL II FISICA FUNDAMENTAL UNIVERSITARIA CAMPOS Y ONDAS ED.REVERTE 1988 Brown Biología y Microbiologia. Edit Nuevo mundo 1995 Frank. Beer Microbiologia para la escuela Edit New Express 2002 Fousell Sanders Biología en la nueva era Edith Adisson Wesley 2003 Yavorsky y A.Detlaff "Manual de Física" Editorial Mir Moscú. Hewitt Paul G. "FISICA CONCEPTUAL" Ed. Addison Wesley Longman 1998
PROYECTO 4 MUSICA DE LAS FRUTAS
RESUMEN Nuestro proyecto trata sobre la manera de cómo obtener electricidad a partir de la acidez de las frutas y obtener música utilizando como fuente de energía la reacción química de producida por el ácido de un limón y los electrodos de cobre y cinc. Con ayuda de un circuito apropiado convertiremos esta electricidad en energía acústica. Además, tratamos de demostrar experimentalmente el mecanismo por el cual se puede generar electricidad utilizando los potenciales electroquímicos de dos electrodos para ello utilizaremos el jugo de limón que es un medio ácido y el jugo del tomate que es un medio ácido-básico. Se generara una diferencia de potencial la cual será medida con ayuda de un voltímetro. Se podrá obtener electricidad a partir de la acidez del jugo de limón y dos electrodos uno de cobre y otro de zinc, de tal manea que se puede hacer funcionar un reloj, se puede activar una alarma y se pueden obtener luz eléctrica utilizando un fotodiodo.
ESQUEMA DEL PROYECTO ALARMA
LIMONES
LIMONES CON SUS ELECTRODOS
GRAFITO
LIMON
ZINC
BATERIA DE LIMONES EN SERIE CON SUS RESPECTIVOS ELECTRODOS
INTRODUCCIÓN En el presente trabajo tratamos de demostrar experimentalmente que los ácidos de las frutas pueden generar electricidad. Para ello utilizaremos el potencia] generado por dos electrodos uno de cobre y otro de zinc con el fin de obtener electricidad. Luego con un circuito apropiado generaremos sonido y luz. La razón de nuestro trabajo es obtener una forma alternativa de generar electricidad a partir de los frutos. 1.1 PROBLEMA :Enunciado del problema ¿Cómo depende la diferencia de potencial en función del área efectiva del electrodo para una batería de jugo de limón y electrodos de grafito y zinc? 1.2 ANTECEDENTES DEL PROBLEMA Y JUSTIFICACION En los laboratorios de Ciencia Tecnología y Ambiente de los colegios particularmente en nuestro colegio no se cuenta con equipo para realizar practicas de los principios fundamentales de la pila galvánica así como el principio físico de la bioelectricidad. Mediante este sencillo experimento tratamos de demostrar a nuestros compañeros la manera de cómo funciona una batería y como se puede generar electricidad a partir del ataque químico de un ácido sobre un metal. 1.3 FORMULACIÓN DE LA HIPÓTESIS HIPOTESIS 1 La diferencia de potencial aumenta de manera proporcional con el área efectiva del electrodo. HIPOTESIS 2 La diferencia de potencial es proporcional al área efectiva del electrodo. HIPOTESIS 3 La diferencia de potencial no tiene dependencia lineal
2 FUNDAMENTACION TEORICA
PILA GALVÁNICA GENERADA POR ÁCIDOS DE FRUTAS Se generara una pila galvánica cuando se utiliza un compuesto de conductores iónicos y electrónicos en cuyo limite de contacto surge una diferencia de potenciales eléctricos, o sea , la fuerza electromotriz(f.e.m) se generara por la acción del jugo de limón sobre un electrodo metálico y la acción del jugo de tomate sobre un medio metálico. La fuerza electromotriz de una pila se expresa por la suma algebraica de potenciales de electrodo es decir F.e. m=E+ -ELa fe.m de cualquier pila galvánica surge gracias a la reacción química que se produce en los metales y el ácido cítrico del limón. 3 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION 3.1.
Diseñar y construir una fuente de tensión utilizando jugo de limón.
3.2.
Obtener música utilizando un circuito apropiado y como fuente de alimentación
una batería de jugo de limón. 4 MATERIAL DE ESTUDIO 0 FUENTE DE DATOS Utilizaremos diferentes frutas tales como limones, manzanas naranjas, plátanos y tomates para verificar cual genera mayor voltaje. 5 MATERIALES Y METODOS 5.1 MATERIALES 25 limones pintura 1 m de alambre mellizo N 14
1 circuito electrónico 1 fotodiodo 1 voltímetro madera de 1. 20m x 80cm x 1 cm silicona 6 PRESUPUESTO 25 limones
3,00
pintura
5,00
1 m de alambre mellizo N 14
2,00
1 circuito electrónico
20,00
fotodiodo
10,00
1 voltímetro
50,00
madera de 1.20cmx 80cmx 1 cm
20,00
silicona
4,00
mano de obra
60,00
TOTAL
164,00
7 METODOS -
Retirar de cada pila seca con cuidado los carbones y la cubierta de la pila
-
Cortar los electrodos de grafito y de zinc e introducirlo en cada limón de manera opuesta tal como se muestra en la fig.
-
Medir con el voltímetro el voltaje que genera cada pila.
-
Probar que colocando en serie se puede obtener mayor voltaje
-
Probar que en paralelo se puede obtener mayor intensidad de corriente.
-
Formar la cantidad suficiente de pilas de tal manera que se obtenga el voltaje deseado para ser utilizado por el instrumento deseado.
Se puede verificar la generación de luz utilizando un fotodiodo emisor de luz 8 RESULTADOS A partir de las observaciones se puede afirmar que los voltajes generados por las diferentes frutas se puede esquematizar en la siguiente tabla: TABLA 1 Voltajes generados por diferentes electrodos para el limón TABLA 1 FRUTA LIMON PLATANO TOMATE MARACUYA MANZANA NARANJA
VOLTAJE(V) 1,5 0,4 0,8 0,6 0,3 1,0
9 DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS Tal como podemos ver, la fruta que genera mayor voltaje es el limón y la que genera menor voltaje es la manzana. Los electrodos que generan mayor voltaje son los electrodos de cobre y zinc.
10. CONCLUSIONES 1. La fruta que genera mayor diferencia de potencial es el limón 2. Con los electrodos de grafito y de Zinc se genera mayor voltaje 3. Se puede aplicar al funcionamiento de relojes.
11. BIBLIOGRAFÍA Sánchez Ortiz ELEMENTOS DE BIOLOGÍA Edit ARICA 1965
HEWIT FÍSICA CONCEPTUAL Editorial Adisson Wesley2000 ENCICLOPEDIA MICROSOFT ENCARTA 2004
BOMBA HIDRÁULICA A MICROORGANISMOS
I PARTE INFORMATIVA 1.1 Nombre del proyecto "BOMBA HIDRÁULICA A MICROORGANISMOS" 1.2 Nombre y apellidos:WILDER LANDER SIMON URQUIZA
1.4 CATEGORIA: SECUNDARIA 1.5 ANO Y SECCION:5To “A”
1.6 COLEGIO: JOSE OLAYA 1.7 PROFESOR: GONZALO PESANTES 1.8 Area del proyecto: FISICA II. FUNDAMENTACION CIENTÍFICA La Bomba bacteriológica es un nombre sugestivo que utilizamos para designar a una bomba hidráulica cuya presión es generada por la presión del gas que generan las bacterias tales como las que pertenecen al genero Saccharomyces tales como las levaduras al alimentarse con el azúcar que consumen. LEVADURA Se denomina levadura cualquiera de los diversos hongos microscópicos unicelulares que son importantes por su capacidad para realizar la fermentación de hidratos de carbono, produciendo distintas sustancias. Las levaduras son abundantes en la naturaleza, y se encuentran en el suelo y sobre las plantas. La mayoría de las levaduras que se cultivan pertenecen al género Saccharomyces, como la levadura de la cerveza, que son cepas de la especie Saccharomyces cerevisiae. Las levaduras se han utilizado desde la prehistoria en la elaboración del pan y del vino, pero los fundamentos científicos de su cultivo y uso en grandes cantidades fueron descubiertos por el microbiólogo francés Louis Pasteur en el siglo XIX. Hoy se utilizan en distintos tipos de fermentación. Los diferentes usos de las levaduras son: como fuente de vitaminas del complejo B y de tiamina, en algunas fases de la producción de antibióticos y hormonas esteroides, y como alimento para animales y seres humanos. Las cepas puras de levaduras se cultivan en un medio con azúcares, compuestos nitrogenados, sales minerales y agua. El producto final puede aparecer en forma de células secas de levadura o prensado en pastillas con algún material excipiente. Cuando se termina de utilizar un lote de levaduras destinadas a la fabricación del pan, a usos médicos, o para fabricación de alimentos, el medio de cultivo en el que han crecido se desecha. Sin embargo en la elaboración de vinos, cervezas, licores y alcoholes
industriales, el medio de cultivo es el producto final, y en este caso son las propias levaduras las que se desechan, o bien se utilizan como pienso o alimento para animales.
Levadura del pan
La levadura del pan,Saccharomyces cerevisiae, es un hongo perteneciente a los ascomicetes. Se reproduce mediante un proceso llamado gemación. Esta levadura hace que el pan crezca liberando dióxido de carbono, que queda incluido en la masa. Los egipcios fueron los primeros en descubrir que dejando fermentar la masa se producían gases, que hacían al pan más ligero.
HIDRAULICA Hidráulica, aplicación de la mecánica de fluidos en ingeniería, para construir dispositivos que funcionan con líquidos, por lo general agua o aceite. La hidráulica resuelve problemas como el flujo de fluidos por conductos o canales abiertos y el diseño de presas de embalse, bombas y turbinas. En otros dispositivos como boquillas, válvulas, surtidores y medidores se encarga del control y utilización de líquidos. Las dos aplicaciones más importantes de la hidráulica se centran en el diseño de activadores y prensas. Su fundamento es el principio de Pascal, que establece que la presión aplicada en un punto de un fluido se transmite con la misma intensidad a cada
punto del mismo. Como la fuerza es igual a la presión multiplicada por la superficie, la fuerza se amplifica mucho si se aplica a un fluido encerrado entre dos pistones de área diferente. Si, por ejemplo, un pistón tiene un área de 1 y el otro de 10, al aplicar una fuerza de 1 al pistón pequeño se ejerce una presión de 1, que tendrá como resultado una fuerza de 10 en el pistón grande. Este fenómeno mecánico se aprovecha en activadores hidráulicos como los utilizados en los frenos de un automóvil, donde una fuerza relativamente pequeña aplicada al pedal se multiplica para transmitir una fuerza grande a la zapata del freno. Los alerones de control de los aviones también se activan con sistemas hidráulicos similares. Los gatos y elevadores hidráulicos se utilizan para levantar vehículos en los talleres y para elevar cargas pesadas en la industria de la construcción. La prensa hidráulica, inventada por el ingeniero británico Joseph Bramah en 1796, se utiliza para dar forma, extrusar y marcar metales y para probar materiales sometidos a grandes presiones.
PLAN DE INVESTIGACION REALIDAD PROBLEMATICA Hasta la fecha en la ciudad de Trujillo no se han construido sistemas de bombeo hidráulicos utilizando la generación del gas producido por bacterias. PROBLEMA ¿Cómo depende la presión del gas de una bomba bacteriológica en función de la cantidad de azúcar suministrada? HIPOTESIS -La presión del gas aumenta. OBJETIVOS Y METAS - Pretendemos determinar la presión ejercida por el gas generado por las levadura denominada Sacharomices. - Construir una bomba hidráulica cuya presión sea generada por Bacterias. - Utilizar la energía hidráulica para bombear agua para los regadíos. - Enseñar a los estudiantes los beneficios que puede brindarnos la energía hidráulica. METODOLOGIA
Se utilizará el método experimental para contrastar las hipótesis. Se utilizará el método científico para el planeamiento de todo el proceso de investigación. III OBJETIVOS - Diseñar un método alternativo de bombeo de agua. - Utilizar la energía hidráulica para comprender el principio de Pascal. - Enseñar a nuestros compañeros estudiantes los beneficios que puede brindarnos la energía hidráulica. APLICACION PEDAGOGICA Se puede aplicar en la enseñanza a los alumnos a utilizar el aguas servidas proveniente de un poblado o ciudad en la obtención de agua para riego. Se enseña al estudiante y al público en general a tomar conciencia de la importancia de la preservación del medio ambiente y del agua. TECNOLOGICA O INDUSTRIAL -Se puede aplicar en el bombeo de agua del mar para uso industrial. -Se puede aplicar en el bombeo de agua que contiene sales radiactivas en la industria nuclear. -Se puede aplicar a la obtención de agua para riego proveniente de las capas freáticas donde no hay agua para consumo directo. IV PROCEDIMIENTO 1. Hacer un hueco de un diámetro igual al de una manguera de suero en la parte superior la tapa.
2. Colocar en otra botella agua y en la parte superior hacer dos huecos y pegar la manguera y un tubo tal como se indica en la figura.
. Pegar con soldimix la manguera a la tapa y sellarla herméticamente 4. Colocar en el otro extremo dela manguera un frasco con agua. Echar azucar con agua a la primera botella y agitarla.
5. Observe como la presión del gas bombea el agua.
Esquema final del proyecto BOMBA BACTERIOLOGICA V. RECURSOS 5.1 HUMANOS Alumnos participantes del proyecto un profesor asesor del proyecto 5.2 MATERIALES 2 Botellas descartables Soldimix 1 plancha de triplay de 60 x60 cm manguera de plástico de suero soldimix levadura azúcar
5.3 ECONOMICO:PRESUPUESTO S/. 1 plancha de triplay de 60 x60 cm
10,00
manguera de plastico de suero
4,00
soldimix
7,00
levadura
2,00
azucar
2,00
pintura
5,00
Mano de obra
50,00 Total
70,00
CONCLUSIONES: - Este proyecto nos permitirá demostrar a nuestros compañeros la importancia que tiene cuidar nuestro medio ambiente así como a utilizar racionalmente el agua. - Se utiliza un método de bajo costo, y además no permite ahorrar tiempo en el riego de parcelas de agricultura. VI BIBLIOGRÁFIA Alonso FINN FISICA VOL II FISICA FUNDAMENTAL UNIVERSITARIA CAMPOS Y ONDAS ED.REVERTE Brown Biología y Microbiologia. Edit Nuevo mundo 1995 Frank. Beer Microbiologia para la escuela Edit New Express 2002 Sousell Sanders Biología en la nueva era Edith Adisson Wesley
2003
Jaks. "Física" Edit Nueva Esperanza 1996. Yavorsky y A.Detlaff "Manual de Física" Editorial Mir Moscú. Hewitt Paul G. "FISICA CONCEPTUAL" Ed. Addison Wesley Longman
1998.
Proyecto 5 MINISTERIO DE EDUCACIÓN CONCYTEC XIII FERIA ESCOLAR NACIONAL DE CIENCIAY TECNOLOGÍA 2003 LA LAMPARA DE WILKER O COMO OBTENER TEMPERATURAS DE 5000°C EN EL LABORATORIO DEL COLEGIO I PARTE INFORMATIVA 1.1 Titulo de la Investigación: "COMO OBTENER TEMPERATURAS DE 5000 °C EN EL LABORATORIO DEL COLEGIO" 1.2 Nombres y apellidos: 1.4 CATEGORIA: SECUNDARIA 1.5 ANO Y SECCION:4to “B” 1.6 COLEGIO: “ 1.7 PROFESORA: 1.8 Area del proyecto: FISICA
”
INDICE Indice
2
Resumen
3
Planteamiento del Problema a investigar
4
Breve marco teórico
5
Materiales y métodos
6
Resultados
9
Difusión
11
Conclusiones
11
Cuaderno de Campo
11
Referencias Bibliograficas
11
Agradecimiento
12
RESUMEN
En el presente proyecto tratamos aplicar los plasmas físicos en la construcción un dispositivo capaz de generar temperaturas del orden de los 5000 °C capaz de fundir una varilla de cobre o de platino que es el metal con mayor punto de fusión. Pretendemos obtener temperaturas con el fin de estudiar la naturaleza física de los plasmas. Un plasma físico es una mezcla de iones positivos y negativos. Por otro lado también queremos estudiar el comportamiento de los iones cuando colisionan con los electrodos de grafito Nuestras variables serán la intensidad de corriente y la temperatura. Nuestro problema es diseñar y construir un horno de descarga de arco con el fin de obtener altas temperaturas. Debemos prevenir anticipadamente que su manipulación es riesgosa debido a la alta temperatura que se obtendrá así como el uso de corriente eléctrica por lo que debe ser manipulado solamente por el estudiante entrenado. El uso indebido será responsabilidad del grupo de estudiantes autores del proyecto
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA A INVESTIGAR El presente trabajo se inicio en
el trabajo realizado
pro primera vez por el químico británico Humphry Davyen 1800. Garcia
La
idea
quien
fue
es
proporcionada
profesor
de
la
por
el
profesor
Universidad
Wilker
Nacional
de
Trujillo. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Cual es la dependencia entre la intensidad de calor generada por un plasama descarga de arco eléctrico y la intensidad de corriente utilizada? HIPÓTESIS: Para determinar la dependencia entre la intensidad de calor y la intensidad de corriente debemos hacer pasar la corriente a través de los dos electrodos de carbón midiéndolo con un multitester. La cantidad de calor es proporcional al cuadrado de la intensidad de corriente. OBJETIVO: - enseñar a nuestros compañeros la importancia que tiene el horno de descarga electrico para fundir los metales para el desarrollo del país. Este proyecto tiene como objetivo verificar las leyes de transformación de la energía eléctrica en calorífica. También tenemos como objetivo enseñar a los estudiantes a como obtener grandes cantidades de calor usando el principio de la descarga de arco.
BREVE MARCO TEORICO
Arco
eléctrico,
también
llamado
arco
voltaico,
tipo
de
descarga eléctrica continua que genera luz y calor intensos, formada entre dos electrodos dentro de una atmósfera de gas a baja presión o al aire libre. Fue descubierto y demostrado por primera vez por el químico británico Humphry Davy en 1800. Para iniciar un arco se ponen en contacto los extremos de dos electrodos en forma de lápiz, por lo general de carbono, y se hace pasar una corriente intensa (unos 10 amperios) a través de ellos. Esta corriente provoca un gran calentamiento en el punto de contacto, y si a continuación se separan los electrodos, se forma entre ellos un arco similar a una llama. La descarga está producida por electrones que van desde el electrodo negativo al positivo, pero también, en parte, por iones positivos que se mueven en sentido opuesto. El impacto de los iones genera un intenso calor en los electrodos, pero el positivo se calienta más debido a que los electrones que golpean contra él tienen mayor energía total. En un arco abierto al aire a presión normal el electrodo positivo alcanza una temperatura de 3.500 grados centígrados. El intenso calor generado por el arco eléctrico suele utilizarse en hornos especiales para fundir materiales refractarios. En este tipo de hornos pueden alcanzarse fácilmente temperaturas del orden de los 2.800 ºC. Los arcos también se utilizan como fuente de iluminación de alta intensidad. Las luces de arco tienen la ventaja de ser fuentes luminosas concentradas, porque el 85% de la intensidad de la luz se genera en una pequeña área de la punta del electrodo positivo de carbono. Antiguamente estas lámparas se utilizaban ampliamente en la iluminación callejera; hoy se emplean sobre todo en proyectores cinematográficos. Las lámparas de vapor de mercurio y de vapor de sodio son lámparas de arco cerradas, en las que el arco se mantiene dentro de una atmósfera de vapor de mercurio o de sodio a presión reducida. METODO: Se utilizará el método científico, es decir se planteará un problema, se hará una hipótesis y se la contrastará en el experimento.
El calor se medirá usando un litro de agua cuya capacidad calorífica se conoce y se determinará el tiempo en que tarda en hervir el agua.
MATERIALES Y METODOS 2 pilas secas - 1 recipiente de materia refractario. - alambre No 6 - MUESTRAS Se utilizaran diferentes caloríferos para ver cual es el que tiene mayor rendimiento. Los caloríferos tendrán diferentes dimensiones. TRATAMIENTO DE DATOS -Los valores obtenidos para la intensidad de corriente y el calor medido se ajusta mediante el método de mínimos cuadrados.
METODOS Como el arco eléctrico produce no solamente la luz mas brillante, sino también el calor mas intenso, o casi, que se conoce. El punto mas brillante, que es el extremo, alcanza una temperatura de 370 grados centígrados( el hierro funde a 1537 grados centígrados; el agua hierve a 100 grados centígrados). - Tomar una maceta de 8cm, no barnizada, perforar en el costado dos orificios, uno enfrente del otro, a unos 2,5 cm del fondo. Si no se tiene una mecha para hacer el orificio, se puede usar el extremo de una lima triangular o cualquier otro objeto metálico puntiagudo. Una vez hechos los orificios, ensancharlos con la lima o cualquier objeto metálico puntiagudo. Una vez hechos los orificios, ensancharlos con la lima o cualquier otro objeto conveniente, de manera que las varillas de carbón se deslicen fácilmente. Cortar de una varilla de cortina hueca, dos trozos de unos 12 cm de largo; para esta
operación, a falta de un instrumento mas cómodo, se puede cortar fácilmente el metal fino del que esta hecha la varilla, haciendo una ranura circular con la lima, y luego doblándola se quebrará. Introducir los extremos de las varillas de carbón en los tubos del metal así obtenidos, y los principales elementos del aparato están listos. - Construir un soporte para estos elementos tal como se muestra en la figura.
MODELO EXPERIMENTAL DE FÍSICA DE PLASMAS Y SU APLICACIÓN EN LA CONSTRUCCIÓN DE UN HORNO DE DESCARGA DE ARCO
LA LAMPARA DE WILKER
RESULTADOS Y OBSERVACIONES El Física Humprey Davy descubrió a principios del siglo, que si se juntan dos carbones que están a una diferencia de potencial de 50 o 100 V, al separarlos se establece entre ellos un arco eléctrico muy luminosos al que dio el nombre de arco voltaico. La intensidad luminosa del arco puede ser muy grande alrededor de 50000 bujías y la temperatura alcanzada hasta unos 4 000 °C. En realidad, se trata también de una lámpara de incandescencia, ya que la mayor parte de la luz proviene de los extremos incandescentes de los carbones . Suministra una luz muy blanca y brillante, con gran cantidad de rayos ultravioletas, por lo cual lo emplean los médicos para dar baños de sol artificial. Por estos rayos ultravioletas- dañinos para el ojo humano- no debe nunca mirarse directamente la luz del arco, sino con anteojos oscuros. En el arco es observable la migración de electrones que conducen la corriente. En efecto: para encender la lámpara, primero se ponen en contacto los carbones, y luego se los separa, formándose así el arco; la distancia entre los carbones debe ser controlada, para lo cual hay que ir modificando la posición a medida que ellos se consumen. Al cabo de un cierto tiempo negativo se produce un pozo mientras que en el positivo se levanta una prominencia. La interpretación moderna es que los electrones son emitidos por el carbón negativo, y de ahí que éste se gaste. Si el arco se conecta a corriente alterna, ambos carbones se consumen igualmente. La descarga de arco se utiliza también para construir hornos de altas temperaturas por ejemplo para fundir el acero (ver fig)
Las lámparas de arco se emplean actualmente en la iluminación teatral, en los proyectores cinematográficos, en grandes reflectores, en la soldadura de arco o eléctrica, y en el horno eléctrico de fundición de arco. La soldadura de arco utiliza la temperatura elevada producida. La pieza que se va a soldar forma un electrodo, y el otro es la varilla de metal, que se va fundiendo junto con la parte necesaria de la pieza. RESULTADOS HEMOS OBTENIDO LOS SIGUIENTES RESULTADOS: I(Ma
10
20
30
30
100
200
500
1000
2000
T(°C)
500
1300
1500
1700
2000
2500
2700
2750
2800
Estos valores representan las intensidades de corriente en miliamperios mA y la temperatura en grados centígrados Como podemos ver a medida que aumenta la intensidad de corriente la temperatura de nuestro horno se hace cada vez mayor. COSTO 1 FABRICACION DE UN REOSTATO DE AGUA 30,OO 2 pilas de carbón cables conductores
5,00
- 1 cuba de material refractario TRIPLAY
20,00
10,00
LISTONES DE MADERA PINTURA
10,00 5,00
MANO DE OBRA total
60,00 S/.140,00
DIFUSIÓN Los resultado obtenidos concuerdan con la bibliografía mostrada al final del presente proyecto. Se observa que a medida que la diferencia de potencial aumenta la intensidad de la radiación emitida también aumenta. CONCLUSIONES
Este proyecto permite obtener altas temperaturas como para fundir metales. Hemos podido obtener temperaturas del orden de 1500 °C Hemos podido fundir aluminio, cobre y acero que funde a 1483 °C CUADERNO DE CAMPO Tal como podemos resultado s
ver en la pagina correspondiente a los
obtuvieron una serie de resultados los cuales
fueron registrados
en la pag 11.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ALONSO-FINN FISICA FUNDAMENTAL UNIVERSITARIA EDIT REVERTE YAVORSKI, A.AA. DETLAF "MANUAL DE FISICA" EDITORIA MIR MOSCU. HALLIDAY FÍSICA EDIT. NUEVO MÉXICO 1998 Hewit física Conceptual Edit Adisson Wesley 2002 AGRADECIMIENTO Queremos agradecer al profesor Wilker Hernan Garcia Romero Docente de la Facultad de Ciencias Físicas y matemáticas quien nos asesoró muy gentilmente en el desarrollo del presente proyecto. PROYECTO 6 PLAN DE PROYECTO EDUCATIVO
I. 1.
DATOS INFORMATIVOS TITULO: DESTRUCCION DE LACAPA DE OZONO POR CONTAMINACIÓN AMBIENTAL Y SU INFLUENCIA EN LA VIDA SOBRE EL PLANETA
2.
AUTORES: ALUMNOS DEL 5to “C”
Nivel: Primaria
ASESOR: WILKER GARCIA ROMERO CATEDRATICO UNT TELEF 935150 DIRECCION AVENIDA ANTENOR ORREGO MZ. B3 LOTE 15 COOVICORTI
DESCRIPCION DEL PROYECTO INTRODUCCION Uno de los problemas de actualidad que tiene la humanidad, es la destrucción de la capa de ozono, la cual es un escudo que nos protege de la radiación ultravioleta que proviene del sol. Esta capa que esta compuesta principalmente de oxigeno triatómico esta siendo destruida por la acción de contaminantes tales como el anhídrido carbónico y los compuestos llamados fluorocarbonados. Las recientes olas de calor ya que la destrucción de la capa de ozono produce calentamiento global de la tierra, han producido mas de 10000 muertes de en Francia y otros tantos mas en Alemania. Por lo es necesario tomar conciencia de los efectos que estamos produciendo en la capa de
ozono y así evitar su destrucción y evitar daños mayores, tales como mayor calentamiento de la tierra, derretimiento de la antartida, cáncer a la piel, etc. Debemos enseñar a nuestros compañeros a como evitar la destrucción de la capa de ozono.
2.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA: ¿Cómo la contaminación ambiental influye en la destrucción de la capa de ozono? 2.2 FORMULACIÓN DE LA HIPÓTESIS Hipótesis 1 A medida que contaminación ambiental aumenta la cantidad de ozono disminuye OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION -
Enseñar a nuestros compañeros la importancia que tiene la capa de ozono en nuestro medio ambiente.
-
Comprender la influencia que tiene el ozono en nuestra vida diaria.
2.4 FUNDAMENTACIÓN DEL PROYECTO CONCEPTOS PREVIOS OZONO Ozono (del griego ozein, 'oler'), forma alotrópica del oxígeno que tiene tres átomos en cada molécula, y cuya fórmula es O3. Es un gas azul pálido de olor fuerte y altamente venenoso. El ozono tiene un punto de ebullición de -111,9 °C, un punto de fusión de -192,5 °C y una densidad de 2,144 g/l. El ozono líquido es de color azul intenso, y fuertemente magnético. El ozono se forma al pasar una chispa eléctrica a través de oxígeno, y produce un olor detectable en las inmediaciones de maquinaria eléctrica. El método comercial de obtención consiste en pasar oxígeno frío y seco a través de una descarga eléctrica silenciosa. El ozono es mucho más activo químicamente que el oxígeno ordinario y es mejor como agente oxidante. Se usa para purificar el agua, esterilizar el aire y blanquear telas, ceras y harina. Sin embargo, el bajo nivel de ozono en la atmósfera, causado por los óxidos de nitrógeno y los gases orgánicos emitidos por los automóviles y las industrias, constituye un peligro para la salud y puede producir graves daños en las cosechas. RADIACIÓN ULTRAVIOLETA, radiación electromagnética cuyas longitudes de onda van aproximadamente desde los 400 nm, el límite de la luz violeta, hasta los 15
nm, donde empiezan los rayos X. (Un nanómetro, o nm, es una millonésima de milímetro). La radiación ultravioleta puede producirse artificialmente mediante lámparas de arco; la de origen natural proviene principalmente del Sol.
La radiación ultravioleta puede ser dañina para los seres vivos, sobre todo cuando su longitud de onda es baja. La radiación ultravioleta con longitudes de onda inferiores a 300 nm se emplea para esterilizar superficies porque mata a las bacterias y los virus. En los seres humanos, la exposición a radiación ultravioleta de longitudes de onda inferiores a los 310 nm puede producir quemaduras; una exposición prolongada durante varios años puede provocar cáncer de piel. La atmósfera terrestre protege a los organismos vivos de la radiación ultravioleta del Sol. Si toda la radiación ultravioleta procedente del Sol llegara a la superficie de la Tierra, acabaría probablemente con la mayor parte de la vida en el planeta. Afortunadamente, la capa de ozono de la atmósfera absorbe casi toda la radiación ultravioleta de baja longitud de onda y gran parte de la de alta longitud de onda. Sin embargo, la radiación ultravioleta no sólo tiene efectos perniciosos; gran parte de la vitamina D que las personas y los animales necesitan para mantenerse sanos se produce cuando la piel es irradiada por rayos ultravioleta. Muchas sustancias se comportan de forma distinta cuando se las expone a luz ultravioleta que cuando se las expone a luz visible. Por ejemplo, algunos minerales, colorantes, vitaminas, aceites naturales y otros productos se vuelven fluorescentes en presencia de luz ultravioleta, es decir, parecen brillar. Las moléculas de esas sustancias absorben la radiación ultravioleta invisible, adquieren energía, y se desprenden del exceso de energía emitiendo luz visible. Véase Luminiscencia. Otro ejemplo es el vidrio de las ventanas, que es transparente a la luz visible pero opaco a una amplia gama de rayos ultravioletas, especialmente los de baja longitud de onda. Algunos vidrios especiales son transparentes para los rayos ultravioleta de mayor longitud de onda, y el cuarzo es transparente a toda la gama de rayos ultravioleta naturales.
La astronomía ultravioleta se ha practicado desde comienzos de la década de 1960, con la ayuda de detectores montados en satélites artificiales que proporcionan datos sobre objetos estelares inaccesibles desde la superficie de la Tierra. Uno de estos satélites es el International Ultraviolet Explorer ('Explorador Ultravioleta Internacional'), lanzado en 1978. CAPA DE OZONO, zona de la atmósfera que abarca entre los 19 y 48 km por encima de la superficie de la Tierra. En ella se producen concentraciones de ozono de hasta 10 partes por millón (ppm). El ozono se forma por acción de la luz solar sobre el oxígeno. Esto lleva ocurriendo muchos millones de años, pero los compuestos naturales de nitrógeno presentes en la atmósfera parecen ser responsables de que la concentración de ozono haya permanecido a un nivel razonablemente estable. A nivel del suelo, unas concentraciones tan elevadas son peligrosas para la salud, pero dado que la capa de ozono protege a la vida del planeta de la radiación ultravioleta cancerígena, su importancia es inestimable. Por ello, los científicos se preocuparon al descubrir, en la década de 1970, que ciertos productos químicos llamados clorofluorocarbonos, o CFC (compuestos del flúor), usados durante largo tiempo como refrigerantes y como propelentes en los aerosoles, representaban una posible amenaza para la capa de ozono. Al ser liberados en la atmósfera, estos productos químicos, que contienen cloro, ascienden y se descomponen por acción de la luz solar, tras lo cual el cloro reacciona con las moléculas de ozono y las destruye. Por este motivo, el uso de CFC en los aerosoles ha sido prohibido en muchos países. Otros productos químicos, como los halocarbonos de bromo, y los óxidos de nitrógeno de los fertilizantes, son también lesivos para la capa de ozono. Durante varios años, a partir de finales de la década de 1970, los investigadores que trabajaban en la Antártida detectaron una pérdida periódica de ozono en las capas superiores de la atmósfera por encima del continente. El llamado agujero de la capa de ozono aparece durante la primavera antártica, y dura varios meses antes de cerrarse de nuevo. Otros estudios, realizados mediante globos de gran altura y satélites meteorológicos, indicaban que el porcentaje global de ozono en la capa de ozono de la Antártida estaba descendiendo. Vuelos realizados sobre las regiones del Ártico, descubrieron que en ellas se gestaba un problema similar. Estas evidencias llevaron a que, en 1987, varios países firmaran el Protocolo de Montreal sobre las sustancias que agotan la capa de ozono con el fin de intentar reducir, escalonadamente, la producción
de CFCs y otras sustancias químicas que destruyen el ozono. En 1989 la Comunidad Europea (hoy Unión Europea) propuso la prohibición total del uso de CFC durante la década de 1990, propuesta respaldada por el entonces presidente de Estados Unidos, George Bush. En 1991, con el fin de estudiar la pérdida de ozono a nivel global, la NASA lanzó el Satélite de Investigación de la Atmósfera Superior, de 7 toneladas. En órbita sobre la Tierra a una altitud de 600 km, la nave mide las variaciones en las concentraciones de ozono a diferentes altitudes, y suministra datos completos sobre la química de la atmósfera superior. Como consecuencia de los acuerdos alcanzados en el Protocolo de Montreal, la producción de CFCs en los países desarrollados cesó casi por completo en 1996. En los países en vías de desarrollo los CFCs se van a ir retirando progresivamente hasta eliminarse por completo en el año 2010. Los hidroclorofluorocarbonos (HCFCs), menos destructivos que los CFCs aunque también pueden contribuir al agotamiento del ozono, se están usando como sustitutos de los CFCs hasta el año 2020 en que deberán eliminarse por completo en los países desarrollados; en los países en desarrollo la eliminación debe producirse en el año 2040. Los CFCs y otras sustancias químicas que destruyen el ozono pueden permanecer en la atmósfera durante décadas, por lo que a pesar del progreso que se ha logrado en los países en desarrollo para eliminar gradualmente estos productos la destrucción del ozono estratosférico continuará en los próximos años. Así, a finales del año 2000 el agujero en la capa de ozono alcanzó una superficie de 29,7 millones de kilómetros cuadrados sobre la Antártida. A pesar de que las dimensiones del agujero de ozono son las mayores hasta ahora detectadas, los científicos prevén que, si las medidas del Protocolo de Montreal se siguen aplicando, la capa de ozono comenzará a restablecerse en un futuro próximo y llegará a recuperarse por completo a mediados del siglo XXI. Contaminación atmosférica, contaminación de la atmósfera por residuos o productos secundarios gaseosos, sólidos o líquidos, que pueden poner en peligro la salud del hombre y la salud y bienestar de las plantas y animales, atacar a distintos materiales, reducir la visibilidad o producir olores desagradables. Entre los contaminantes atmosféricos emitidos por fuentes naturales, sólo el radón, un gas radiactivo, es considerado un riesgo importante para la salud. Subproducto de la desintegración radiactiva de minerales de uranio contenidos en ciertos tipos de roca, el radón se filtra en los sótanos de las casas construidas sobre ella. Se da el caso, y según recientes estimaciones del gobierno de Estados Unidos, de que un
20% de los hogares del país contienen concentraciones de radón suficientemente elevadas como para representar un riesgo de cáncer de pulmón. Inversión térmica El smog rodea El Ángel, monumento situado en pleno centro de México D.F. durante una inversión térmica. La contaminación aumenta de forma espectacular cuando una masa de aire frío queda atrapada bajo una de aire caliente, a consecuencia de su situación física, ya que las montañas que rodean la ciudad impiden la circulación del aire. Principales contaminantes atmosféricos Las fuentes de los principales contaminantes atmosféricos incluyen las actividades individuales, como conducir o manejar un coche, y las actividades industriales, como la fabricación de productos o la generación de electricidad. Cada año, los países industriales generan miles de millones de toneladas de contaminantes. El nivel suele expresarse en términos de concentración atmosférica (microgramos de contaminantes por metro cúbico de aire) o, en el caso de los gases, en partes por millón, es decir, el número de moléculas de contaminantes por millón de moléculas de aire. Muchos contaminantes proceden de fuentes fácilmente identificables; el dióxido de azufre, por ejemplo, procede de las centrales energéticas que queman carbón o petróleo. Otros se forman por la acción de la luz solar sobre materiales reactivos previamente emitidos a la atmósfera (los llamados precursores). Por ejemplo, el ozono, un peligroso contaminante que forma parte del smog, se produce por la interacción de hidrocarburos y óxidos de nitrógeno bajo la influencia de la luz solar. El ozono ha producido también graves daños en las cosechas. Por otra parte, el descubrimiento en la década de 1980 de que algunos contaminantes atmosféricos, como los clorofluorocarbonos (CFC), están produciendo una disminución de la capa de ozono protectora del planeta ha conducido a una supresión paulatina de estos productos.
Emisiones de chimeneas industriales El dióxido de carbono, de azufre y otros contaminantes emitidos por las chimeneas de las industrias contribuyen a la contaminación atmosférica. El dióxido de carbono contribuye al calentamiento global, y el dióxido de azufre es la principal causa de la lluvia ácida en el norte y este de Europa y el noreste de Norteamérica.
EFECTOS DE LA CONTAMINACIÓN ATMOSFERICA SOBRE LA METOROLOGIA Y LA SALUD DE LAS PERSONAS La concentración de los contaminantes se reduce al dispersarse éstos en la atmósfera, proceso que depende de factores climatológicos como la temperatura, la velocidad del viento, el movimiento de sistemas de altas y bajas presiones y la interacción de éstos con la topografía local, por ejemplo las montañas y valles. La temperatura suele decrecer con la altitud, pero cuando una capa de aire frío se asienta bajo una capa de aire caliente produciendo una inversión térmica, la mezcla atmosférica se retarda y los contaminantes se acumulan cerca del suelo. Las inversiones pueden ser duraderas bajo un sistema estacionario de altas presiones unido a una baja velocidad del viento. Un periodo de tan sólo tres días de escasa mezcla atmosférica puede llevar a concentraciones elevadas de productos peligrosos en áreas de alta contaminación y, en casos extremos, producir enfermedades e incluso la muerte. En 1948 una inversión térmica sobre Donora, Pennsylvania, produjo enfermedades respiratorias en más de 6.000 personas ocasionando la muerte de veinte de ellas. En Londres, la contaminación segó entre 3.500 y 4.000 vidas en 1952, y otras 700 en 1962. La liberación de isocianato de metilo a la atmósfera durante una inversión térmica fue la causa del desastre de Bhopal, India, en diciembre de 1984, que produjo al menos 3.300 muertes y más de 20.000 afectados. Los efectos de la exposición a largo plazo a bajas concentraciones de contaminantes no están bien definidos; no obstante, los grupos de riesgo son los niños, los ancianos, los fumadores, los trabajadores
expuestos al contacto con materiales tóxicos y quienes padecen enfermedades pulmonares o cardiacas. Otros efectos adversos de la contaminación atmosférica son los daños que pueden sufrir el ganado y las cosechas.
Inversión térmica El smog rodea El Ángel, monumento situado en pleno centro de México D.F. durante una inversión térmica. La contaminación aumenta de forma espectacular cuando una masa de aire frío queda atrapada bajo una de aire caliente, a consecuencia de su situación física, ya que las montañas que rodean la ciudad impiden la circulación del aire.
A menudo los primeros efectos perceptibles de la contaminación son de naturaleza estética y no son necesariamente peligrosos. Estos efectos incluyen la disminución de la visibilidad debido a la presencia de diminutas partículas suspendidas en el aire, y los malos olores, como la pestilencia a huevos podridos producida por el sulfuro de hidrógeno que emana de las fábricas de papel y celulosa. FUENTES Y CONTROL Contaminación atmosférica Los vehículos emiten una serie de contaminantes aéreos que afectan de forma adversa a la salud del ser humano, los animales y las plantas y a la composición química de la atmósfera. Las emisiones de dióxido de carbono e hidrocarburos, dos de los principales contaminantes liberados por los automóviles, contribuyen al calentamiento global. La presencia de niveles elevados de estos productos hacen que la radiación reflejada quede atrapada en la atmósfera, haciendo subir lentamente la temperatura de la misma. La combustión de carbón, petróleo y gasolina es el origen de buena parte de los contaminantes atmosféricos. Más de un 80% del dióxido de azufre, un 50% de los óxidos de nitrógeno, y de un 30 a un 40% de las partículas en suspensión emitidos a la atmósfera en Estados Unidos proceden de las centrales eléctricas que queman
combustibles fósiles, las calderas industriales y las calefacciones. Un 80% del monóxido de carbono y un 40% de los óxidos de nitrógeno e hidrocarburos emitidos proceden de la combustión de la gasolina y el gasóleo en los motores de los coches y camiones. Otras importantes fuentes de contaminación son la siderurgia y las acerías, las fundiciones de cinc, plomo y cobre, las incineradoras municipales, las refinerías de petróleo, las fábricas de cemento y las fábricas de ácido nítrico y sulfúrico. Entre los materiales que participan en un proceso químico o de combustión puede haber ya contaminantes (como el plomo de la gasolina), o éstos pueden aparecer como resultado del propio proceso. El monóxido de carbono, por ejemplo, es un producto típico de los motores de explosión. Los métodos de control de la contaminación atmosférica incluyen la eliminación del producto peligroso antes de su uso, la eliminación del contaminante una vez formado, o la alteración del proceso para que no produzca el contaminante o lo haga en cantidades inapreciables. Los contaminantes producidos por los automóviles pueden controlarse consiguiendo una combustión lo más completa posible de la gasolina, haciendo circular de nuevo los gases del depósito, el carburador y el cárter, y convirtiendo los gases de escape en productos inocuos por medio de catalizadores (véase Motor de combustión interna). Las partículas emitidas por las industrias pueden eliminarse por medio de ciclones, precipitadores electrostáticos y filtros. Los gases contaminantes pueden almacenarse en líquidos o sólidos, o incinerarse para producir sustancias inocuas. EFECTOS A GRAN ESCALA Emisiones de chimeneas industriales El dióxido de carbono, de azufre y otros contaminantes emitidos por las chimeneas de las industrias contribuyen a la contaminación atmosférica. El dióxido de carbono contribuye al calentamiento global, y el dióxido de azufre es la principal causa de la lluvia ácida en el norte y este de Europa y el noreste de Norteamérica. Las altas chimeneas de las industrias no reducen la cantidad de contaminantes, simplemente los emiten a mayor altura, reduciendo así su concentración in situ. Estos contaminantes pueden ser transportados a gran distancia y producir sus efectos adversos en áreas muy alejadas del lugar donde tuvo lugar la emisión. El pH o acidez relativa de muchos lagos de agua dulce se ha visto alterado hasta tal punto que han quedado destruidas poblaciones enteras de peces. En Europa se han observado estos efectos, y así, por ejemplo, Suecia ha visto afectada la capacidad de sustentar peces de muchos de sus lagos. Las emisiones de dióxido de azufre y la subsiguiente formación de ácido
sulfúrico pueden ser también responsables del ataque sufrido por las calizas y el mármol a grandes distancias. El creciente consumo de carbón y petróleo desde finales de la década de 1940 ha llevado a concentraciones cada vez mayores de dióxido de carbono. El efecto invernadero resultante, que permite la entrada de la energía solar, pero reduce la reemisión de rayos infrarrojos al espacio exterior, genera una tendencia al calentamiento que podría afectar al clima global y llevar al deshielo parcial de los casquetes polares. Es concebible que un aumento de la cubierta nubosa o la absorción del dióxido de carbono por los océanos pudieran poner freno al efecto invernadero antes de que se llegara a la fase del deshielo polar. No obstante, los informes publicados en la década de 1980 indican que el efecto invernadero es un hecho y que las naciones del mundo deberían tomar medidas inmediatamente para ponerle solución. Al 25 de agosto del 2003 se han reportado mas de 10000 muertos en francia debido a la ola de calor lo cual nos da una idea de la magnitud del problema MEDIDAS GUBERNAMENTALES Muchos países tienen normas sobre la calidad del aire con respecto a las sustancias peligrosas que pueda contener. Estas normativas marcan los niveles máximos de concentración que permiten garantizar la salud pública. También se han establecido normas para limitar las emisiones contaminantes del aire que producen las diferentes fuentes de contaminación. Sin embargo, la naturaleza de este problema no podrá resolverse sin un acuerdo internacional. En marzo de 1985, en una convención auspiciada por las Naciones Unidas, 49 países acordaron proteger la capa de ozono. En el Protocolo de Montreal, renegociado en 1990, se solicita la eliminación progresiva de ciertos clorocarbonos y fluorocarbonos antes del año 2000 y ofrece ayuda a los países en vías de desarrollo para realizar esta transición. III. ANTECEDENTES DEL PROBLEMA La idea de desarrollar un proyecto para estudiantes de educación secundaria acerca de la destrucción de la capa de ozono surgió gracias a las conversaciones que tuvimos con el Lic. Wilker García, docente de la Universidad Nacional de Trujillo quien colaboró con nosotros en el desarrollo del presente proyecto. El problema de mejorar el proceso de enseñanza aprendizaje particularmente en la influencia que tiene la capa de ozono en la vida sobre nuestro planeta ha llevado al planteamiento del presente proyecto.
IV METODOLOGIA 4.1 METODO -
Utilizaremos el método científico para verificar y contrastar nuestras hipótesis
4.2 PROCEDIMIENTO Para
ello
debemos
construir
una
tengamos a la capa de ozono hecha de
maqueta
en
donde
papel selofan, una
ciudad, representada por casas, automóviles, una Antartida, hecha de tecnopor, y el humo de la contaminación ambiental representada por el humo de una colilla de pabilo. Se construirá una pequeña fabrica para explicar
como es que
se produce la contaminación debida a las fabricas La antártida será hecha de tecnopor o de cartón con el fin de economizar Debemos explicar a nuestros compañeros la importancia que tiene la capa de ozono en nuestra vida diaria. Debemos comprender los efectos destructivos que tienen la contaminación ambiental, especialmente la influencia que tienen los compuestos CFC y los HCFCs
en la capa de ozono.
Debemos ser muy claros en los efectos que tendría la destrucción de la capa de ozono sobre la Antartida la cual es como un sistema de refrigeración. De la tierra. Sin ella la vida en la tierra seria imposible y el calentamiento global
seria
desaparecería.
Península Antártica
inminente
a
tal
punto
que
la
vida
La antártica desapareceria debido al calentamiento global de la tierra si es que no tomamos las medidas correctivas necesarias para evitar la destrucción de la capa de ozono. La península Antártica es el hogar del pingüino de Adelia, que pasa gran parte de su vida en las banquisas de las aguas cercanas a la península y regresa a la tierra firme para aparearse. La península constituye el extremo más septentrional de la Antártida y se extiende más allá del círculo polar antártico, hacia Sudamérica.
V CRONOGRAMA DE TRABAJO ETAPAS
DURACION
FUENTES Elaboración del proyecto por escrito Desarrollo del Trabajo Exposición y conclusión del trabajo
1 1 1 1
semana semana semana semana
VI MATERIALES Y PRESUPUESTO Botella vacía de gaseosa 1
triplay
20,00 cola
sintética
2,00 alambre
mellizo
4,00 listones
de
madera
20,00 Silicona 4,00 Tecnopor 10,00 Pintura 10,0 Pilas 4,00 Portapilas 5,00 movilidad 10,00 mano
de
obra
90,00 total 180,00 VII REFERENCIA BIBLIOGRAFICA ALONSO-FINN FISICA II EDIT
ADISON WESLEY
1985
Mentor enciclopedia Temática estudiantil Océano 1999 Halliday FISICA Vol II Edit Adison Wesley 1980 Kittell Electromagnetismo basico Edit Alahambra 1990
ESQUEMA DEL PROYECTO HUECO DE OZONO
PAPEL SELOFAN
CIUDAD
AUTO
ANTARTIDA
Proyecto 7 PLAN DE PROYECTO EDUCATIVO CONSTRUCCION DE UNA COCINA SOLAR PLANA
I PARTE INFORMATIVA
1.1 Nombre del proyecto "Construcción de una cocina solar plana” 1.2 Nombre de las alumnas responsable del proyecto:
1.3 GRADO Y SECCION 5to "B" 1.4 Area del proyecto: Física 1.6 Año lectivo:2003
II METODOLOGIA 2.1 METODO QUE SE UTILIZARA Se utilizará el método científico para la el planeamiento de todo el proceso de investigación. 2.2 MATERIALES O INSTRUMENTOS 2 cajas grandes de cartón 1 plancha de latón
1/8 de pintura negra papel de aluminio 1/4 de terokal silicona 2.3 MUESTRA Se utilizara como muestra el agua a proveniente de una tubería domiciliaria. 2.4 TRATAMIENTO DE DATOS Se utilizará muestras de agua potable cuyo caudal se ira regulando con un medidor de flujo. III PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ¿Cómo depende la temperatura de calentamiento de una cocina solar en función del área superficial de la cocina? OBJETIVOS - Pretendemos determinar la eficiencia de calentamiento de una cocina solar de tipo plano - Construir una cocina solar parabólica. - Utilizar la energía solar con fines pacíficos. -
Enseñar a los estudiantes los beneficios que puede brindarnos la luz solar.
IV IMPORTANCIA DEL PROBLEMA Hasta la fecha en la ciudad de Trujillo se han construido cocinas solares sin averiguar su eficiencia. En la Universidad de Trujillo se ha construido una cocina solar de tipo parabólico construida por el Prof Roosvelt Guardia Jara en 1985. Las cocinas solares construidas han sido de tipo parabólico. Nuestro grupo pretende construir una cocina solar asociando una cocina solar de tipo parabólico con una cocina solar de tipo espiral. Esta cocina solar tendrá mayor eficiencia puesto que el concentrador solar permitirá concentrar los rayos solares obteniendo una mayor temperatura de salida del flujo de agua. Una cocina solar plano se basa en la propiedad que tiene una superficie plana de color negro de convertir la energía radiante en energía calorífica. Es decir cualquier rayo de luz que incida en la superficie será convertido en energía
calorífica. Caja de cartón
LATON
El calentamiento de una superficie depende de la cantidad de energía que incide en su superficie y del coeficiente de absorción de la radiación (emisividad) los cuerpos negros absorben bien la radiación. es por eso que cuando exponemos un cuerpo oscuro y otro claro al sol el cuerpo oscuro se calienta mas rápidamente que el cuerpo claro. Podemos aprovechar este efecto calentando la superficie de la plancha de latón con la radiación solar proveniente de una concentrador solar tal como el de una cocina plana y pintando de negro la superficie de latón para mejorar su eficiencia. La luz solar que utilizaremos proviene de la reflexión en el papel de aluminio. Cuando un haz de rayos de luz paralelos incide sobre una superficie pulida (espejo), los rayos siguen siendo paralelos después del choque con la superficie: La luz se refleja. Cuando incide sobre una superficie rugosa los rayos no siguen siendo paralelos. La luz se ha difundido. toda superficie donde los rayos de luz se reflejan constituye un espejo. Por ejemplo, las aguas tranquilas de un lago, una lámina de metal o un vidrio pulidos. En nuestra cocina solar utilizaremos una lamina de vidrio de 60x60 cm 2 para evitar las perdidas de calor por confección.
FUNDAMENTACION TEORICA Energía solar Energía solar, energía radiante producida en el Sol como resultado de reacciones nucleares de fusión (véase Energía nuclear; Sol). Llega a la Tierra a través del espacio en cuantos de energía llamados fotones (véase Radiación electromagnética; Fotón), que interactúan con la atmósfera y la superficie terrestres. La intensidad de la radiación solar en el borde exterior de la atmósfera, si se considera que la Tierra está a su distancia promedio del Sol, se llama constante solar, y su valor medio es 1,37 × 106 erg/s/cm2, o unas 2 cal/min/cm2. Sin embargo, esta cantidad no es constante, ya que parece ser que varía un 0,2% en un periodo de 30 años. La intensidad de energía real disponible en la superficie terrestre es menor que la constante solar debido a la absorción y a la dispersión de la radiación que origina la interacción de los fotones con la atmósfera. La intensidad de energía solar disponible en un punto determinado de la Tierra depende, de forma complicada pero predecible, del día del año, de la hora y de la latitud. Además, la cantidad de energía solar que puede recogerse depende de la orientación del dispositivo receptor. TRANSFORMACIÓN NATURAL DE LA ENERGÍA SOLAR La recogida natural de energía solar se produce en la atmósfera, los océanos y las plantas de la Tierra. Las interacciones de la energía del Sol, los océanos y la atmósfera, por ejemplo, producen vientos, utilizados durante siglos para hacer girar los molinos. Los sistemas modernos de energía eólica utilizan hélices fuertes, ligeras, resistentes a la intemperie y con diseño aerodinámico que, cuando se unen a
generadores, producen electricidad para usos locales y especializados o para alimentar la red eléctrica de una región o comunidad. Casi el 30% de la energía solar que alcanza el borde exterior de la atmósfera se consume en el ciclo del agua, que produce la lluvia y la energía potencial de las corrientes de montaña y de los ríos. La energía que generan estas aguas en movimiento al pasar por las turbinas modernas se llama energía hidroeléctrica. . Gracias al proceso de fotosíntesis, la energía solar contribuye al crecimiento de la vida vegetal (biomasa) que, junto con la madera y los combustibles fósiles que desde el punto de vista geológico derivan de plantas antiguas, puede ser utilizada como combustible. Otros combustibles como el alcohol y el metano también pueden extraerse de la biomasa. Asimismo, los océanos representan un tipo natural de recogida de energía solar. Como resultado de su absorción por los océanos y por las corrientes oceánicas, se producen gradientes de temperatura. En algunos lugares, estas variaciones verticales alcanzan 20 °C en distancias de algunos cientos de metros. Cuando hay grandes masas a distintas temperaturas, los principios termodinámicos predicen que se puede crear un ciclo generador de energía que extrae energía de la masa con mayor temperatura y transferir una cantidad a la masa con temperatura menor (véase Termodinámica). La diferencia entre estas energías se manifiesta como energía mecánica (para mover una turbina, por ejemplo), que puede conectarse a un generador, para producir electricidad. Estos sistemas, llamados sistemas de conversión de energía térmica oceánica (CETO), requieren enormes intercambiadores de energía y otros aparatos en el océano para producir potencias del orden de megavatios.
RECOGIDA DIRECTA DE ENERGÍA SOLAR La recogida directa de energía solar requiere dispositivos artificiales llamados colectores solares, diseñados para recoger energía, a veces después de concentrar los rayos del Sol. La energía, una vez recogida, se emplea en procesos térmicos o fotoeléctricos, o fotovoltaicos. En los procesos térmicos, la energía solar se utiliza para calent`ar un gas o un líquido que luego se almacena o se distribuye. En los procesos fotovoltaicos, la energía solar se convierte en energía eléctrica sin ningún dispositivo mecánico intermedio (Efecto fotoeléctrico). Los colectores solares pueden ser de dos tipos principales: los de placa plana y los de concentración. Colectores de placa plana En los procesos térmicos los colectores de placa plana interceptan la radiación solar en una placa de absorción por la que pasa el llamado fluido portador. Éste, en estado líquido o gaseoso, se calienta al atravesar los canales por transferencia de calor desde la placa de absorción (véase Calor; Transferencia de calor). La energía transferida por el fluido portador, dividida entre la energía solar que incide sobre el colector y expresada en porcentaje, se llama eficiencia instantánea del colector. Los colectores de placa plana tienen, en general, una o más placas cobertoras transparentes para intentar minimizar las pérdidas de calor de la placa de absorción en un esfuerzo para maximizar la eficiencia. Son capaces de calentar fluidos portadores hasta 82 °C y obtener entre el 40 y el 80% de eficiencia. Los colectores de placa plana se han usado de forma eficaz para calentar agua y para calefacción. Los sistemas típicos para casa-habitación emplean colectores fijos, montados sobre el tejado. En el hemisferio norte se orientan hacia el Sur y en el
hemisferio sur hacia el Norte. El ángulo de inclinación óptimo para montar los colectores depende de la latitud. En general, para sistemas que se usan durante todo el año, como los que producen agua caliente, los colectores se inclinan (respecto al plano horizontal) un ángulo igual a los 15° de latitud y se orientan unos 20° latitud S o 20° de latitud N.Además de los colectores de placa plana, los sistemas típicos de agua caliente y calefacción están constituidos por bombas de circulación, sensores de temperatura, controladores automáticos para activar el bombeo y un dispositivo de almacenamiento. El fluido puede ser tanto el aire como un líquido (agua o agua mezclada con anticongelante), mientras que un lecho de roca o un tanque aislado sirven como medio de almacenamiento de energía.
Calentamiento solar Las placas colectoras utilizan la energía del Sol para calentar un fluido portador que, a su vez, proporciona calor utilizable en una casa. El fluido portador, agua en este caso, fluye a través de tuberías de cobre en el colector solar, durante el proceso absorbe algo de la energía solar. Después, se mueve hasta un intercambiador de calor donde calienta el agua que se utilizará en
la casa. Por último, una bomba lleva de nuevo el fluido hacia el colector solar para repetir el ciclo.
Colectores de concentración Para aplicaciones como el aire acondicionado y la generación central de energía y de calor para cubrir las grandes necesidades industriales, los colectores de placa plana no suministran, en términos generales, fluidos con temperaturas bastante elevadas como para ser eficaces. Se pueden usar en una primera fase, y después el fluido se trata con medios convencionales de calentamiento. Como alternativa, se pueden utilizar colectores de concentración más complejos y costosos. Son dispositivos que reflejan y concentran la energía solar incidente sobre un zona receptora pequeña. Como resultado de esta concentración, la intensidad de la energía solar se incrementa y las temperaturas del receptor (llamado ‘blanco’) pueden acercarse a varios cientos, o incluso miles, de grados Celsius. Los concentradores deben moverse para seguir al Sol si se quiere que actúen con eficacia; los dispositivos utilizados para ello se llaman heliostatos. Hornos solares Los hornos solares son una aplicación importante de los concentradores de alta temperatura. El mayor, situado en Odeillo, en la parte francesa de los Pirineos, tiene 9.600 reflectores con una superficie total de unos 1.900 m2 para producir temperaturas de hasta 4.000 °C. Estos hornos son ideales para investigaciones, por ejemplo, en la investigación de materiales, que requieren temperaturas altas en entornos libres de contaminantes.
Receptores centrales La generación centralizada de electricidad a partir de energía solar está en desarrollo. En el concepto de receptor central, o de torre de potencia, una matriz de reflectores montados sobre heliostatos controlados por computadora reflejan y concentran los rayos del Sol sobre una caldera de agua situada sobre la torre. El vapor generado puede usarse en los ciclos convencionales de las plantas de energía y generar electricidad. Enfriamiento solar Se puede producir frío con el uso de energía solar como fuente de calor en un ciclo de enfriamiento por absorción ( Refrigeración). Uno de los componentes de los sistemas estándar de enfriamiento por absorción, llamado generador, necesita una fuente de calor. Puesto que, en general, se requieren temperaturas superiores a 150 °C para que los dispositivos de absorción trabajen con eficacia, los colectores de concentración son más apropiados que los de placa plana. ELECTRICIDAD FOTOVOLTAICA Las células solares hechas con obleas finas de silicio, arseniuro de galio u otro material semiconductor en estado cristalino, convierten la radiación en electricidad de forma directa. Ahora se dispone de células con eficiencias de conversión superiores al 30%. Por medio de la conexión de muchas de estas células en módulos, el coste de la electricidad fotovoltaica se ha reducido mucho. El uso actual de las células solares se limita a dispositivos de baja potencia, remotos y sin mantenimiento, como boyas y equipamiento de naves espaciales. ENERGÍA SOLAR EN EL ESPACIO
Un proyecto futurista propuesto para producir energía a gran escala propone situar módulos solares en órbita alrededor de la Tierra. En ellos la energía concentrada de la luz solar se convertiría en microondas que se emitirían hacia antenas terrestres para su conversión en energía eléctrica. Para producir tanta potencia como cinco plantas grandes de energía nuclear (de mil millones de vatios cada una), tendrían que ser ensamblados en órbita varios kilómetros cuadrados de colectores, con un peso de más de 4000 t; se necesitaría una antena en tierra de 8 m de diámetro. Se podrían construir sistemas más pequeños para islas remotas, pero la economía de escala supone ventajas para un único sistema de gran capacidad . DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA SOLAR Debido a la naturaleza intermitente de la radiación solar como fuente energética durante los periodos de baja demanda debe almacenarse el sobrante de energía solar para cubrir las necesidades cuando la disponibilidad sea insuficiente. Además de los sistemas sencillos de almacenamiento como el agua y la roca, se pueden usar, en particular en las aplicaciones de refrigeración, dispositivos más compactos que se basan en los cambios de fase característicos de las sales eutécticas (sales que se funden a bajas temperaturas). Los acumuladores pueden servir para almacenar el excedente de energía eléctrica producida por dispositivos eólicos o fotovoltaicos ( Batería). Un concepto más global es la entrega del excedente de energía eléctrica a las redes existentes y el uso de éstas como fuentes suplementarias si la disponibilidad solar es insuficiente. Sin embargo, la economía y la fiabilidad de este proyecto plantea límites a esta alternativa.
VII ETAPAS QUE COMPRENDE EL PROYECTO
TIEMPO DE DURACION DEL PROYECTO 1 Recopilación de datos 1 semana registro de datos: 1 semana análisis de los datos 2 semanas comunicación de los resultados 2 semanas VIII TIEMPO APROXIMADO DE DURACION INICIO TERMINO IX PRESUPUESTO 2 cajas grandes de cartón
4,00
1 luna de vidrio de 60x60cm2
15,00
1 plancha de latón
40,00
1/8 de pintura negra
4,00
papel de aluminio
4,00
1/4 de terokal
3,00
silicona
2,00
movilidad
10,00
Informe impresión
20,00
total S/.82,00
PROCEDIMIENTO Cortar la caja de cartón e introducir la plancha de latón en su interior. Pintar de negro la plancha de latón. Recubrir con papel aluminio Colocar la luna en la cubierta superior.
Poner los alimentos en una olla pintada de color negro.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Alonso FINN FISICA VOL II FISICA FUNDAMENTAL UNIVERSITARIA CAMPOS Y ONDAS ED.REVERTE Jaks. "Energia solar y desarrollo" 1996.
PROYECTO 8 MINISTERIO DE EDUCACIÓN CONCYTEC XI FERIA ESCOLAR DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA 2006 I.E.P Direccion:
Ciudad: Trujillo Provincia: Trujillo Departamento: La Libertad TITULO DE LA INVESTIGACIÓN: CENTRAL HIDROELECTRICA AUTORES:
TRUJILLO-PERU 2006
II.
PLAN DE PROYECTO EDUCATIVO
DATOS INFORMATIVOS
1.
TITULO: MINI CENTRAL HIDROELECTRICA
2.
AUTORES:
Año y sección: Nivel: Secundaria
PROFESOR: ASESOR: WILKER GARCIA ROMERO CATEDRATICO UNT TELEF 935150 DIRECCION AVENIDA ANTENOR ORREGO MZ. B3 LOTE 15 COOVICORTI
DESCRIPCION DEL PROYECTO 2.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA: ¿Cómo depende la diferencia de potencial generada por una minicentral hidroeléctrica en función de la altura? 2.2 FORMULACIÓN DE LA HIPÓTESIS Hipótesis 1 A medida que la altura aumenta la diferencia de potencial también aumenta Hipótesis 2 A medida que la altura aumenta la diferencia de potencial disminuye 2.3 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION -
Enseñar a nuestros compañeros la importancia que tiene la energía hidroeléctrica como fuente de energía no contaminante de nuestro medio ambiente.
-
Comprender la influencia que tiene la energía eleéctrica en nuestra vida diaria.
2.4 FUNDAMENTACIÓN DEL PROYECTO
CONCEPTOS PREVIOS ENERGIA POTENCIAL La energía potencial es la energía almacenada que depende de la configuración de un sistema es decir depende se su posición con respecto a un nivel de referencia. Cuando alzamos un objeto una altura con respecto al piso adquiere una energía que se mantiene almacenada y que puede ser liberada y transformada en sus diversas formas. Cuando el agua es almacenada a una altura h con respecto al nivel de referencia su energía potencial depende de su masa y cuando cae se puede transformar en energía cinética de traslación y luego esta puede ser transformada en energía cinética rotación que va alimentar a una rueda Pelton que esta conectado a un generador eléctrico o dínamo. La energía potencial es Ep =mgh se transforma en energía cinética de rotación Donde I es el momento de inercia de la rueda y w es su velocidad angular
Ec r = 12 Iω 2 Y luego esta energía se transforma en eléctrica Ep=qV Donde q es la carga y V la diferencia de potencial Por consiguiente la energía potencial dependerá de la altura y la diferencia de potencial dependerá también de la altura. La energía hidroeléctrica es una de las energía mas sanas desde el punto de vista ecológico y por lo tanto debemos promover su uso racional para preservar la tierra de la contaminación ya que las otras formas de energía tales como la energía térmica y la energía nuclear contaminan el medio ambiente.
III. ANTECEDENTES DEL PROBLEMA La idea de desarrollar un proyecto para estudiantes de educación secundaria acerca de los principios de funcionamiento de una minicentral hidroeléctrica de la surgió gracias a las conversaciones que tuvimos con el Lic. Wilker García, docente de la Universidad Nacional de Trujillo quien colaboró con nosotros en el desarrollo del presente proyecto. El problema de mejorar el proceso de enseñanza aprendizaje de la física y particularmente el principio de las centrales hidroeléctricas ha llevado al planteamiento del presente proyecto. IV METODOLOGIA 4.1 METODO - Utilizaremos el método científico para verificar y contrastar nuestras hipótesis 4.2 PROCEDIMIENTO Para
ello
debemos
construir
una
maqueta
en
donde
tengamos una minicentral hidroeléctrica hecha de tecnopor o de cartón con el fin de economizar En
donde
simularemos
la
caída
de
agua.
Para
ellos
utilizaremos una botella de gaseosa descartable una dínamo y madera. Conectaremos la botella descartable con una manguera de media pulgada de diámetro y el agua fluirá y caerá sobre una batería que será alimentada por un generador tipo dínamo que no es mas que un motor trabajando en sentido inverso. Podemos poner de manifiesto que se genera electricidad girando el eje de la dínamo y observaremos como se genera electricidad a partir del movimiento mecánico de su eje. Observaremos
como
una
luz
roja
se
enciende
de
manera
interesante. V CRONOGRAMA DE TRABAJO ETAPAS
DURACION
FUENTES
1 semana
Elaboración del proyecto por escrito
1 semana
Desarrollo del Trabajo
1 semana
Exposición y conclusión del trabajo
1 semana
VI MATERIALES Y PRESUPUESTO 1 dinamo Madera Pintura Listones de madera triplay tecnopor Aserrín botella vacía
VII REFERENCIA BIBLIOGRAFICA ALONSO-FINN FISICA II EDIT ADISON WESLEY Mentor enciclopedia Temática estudiantil Océano 1999 Halliday FISICA Vol II Edit Adison Wesley 1980
1985
Kittell Electromagnetismo basico Edit Alahambra 1990
ESQUEMA DEL PROYECTO MINICENTRAL HIDROELECTRICA AGUA
RUEDA DINAM
BATERI
FOCO
Proyecto 9
CONSTRUCCION DE UN GENERADOR DE ONDAS ELECTROMAGNETICAS DE BAJA FRECUENCIA PARA TRATAMIENTO DEL CANCER
INTEGRANTES GRADO Y SECCION: 5to “B” AREA: TECNOLOGÍA E INGENIERIA COLEGIO: DANIEL HOYLE ASESOR: GARCIA ROMERO WILKER, FISICO, AV. ANTENOR ORREGO Mz B3 LOTE 15 telef 9935150
TRUJILLO- PERU
2003
INDICE RESUMEN
3
OBJETIVOS
4
MARCO TEORICO
4
EFECTOS DE LA RADIACIÓN DE ALTA ENERGIA SOBRE LA RAZON DE CURACIÓN RECURSOS
4 10
MATERIAL Y METODOS RESULTADOS
9 10
DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS CONCLUSIONES
11 11
RESUMEN En
la
presente
generador de
investigación
pretendemos
construir
un
ondas electromagnéticas de baja frecuencia con
el fin de aliviar los dolores de las personas con cáncer avanzado o también de las personas con dolores musculares y reumáticos. Nuestro generador es de bajo costo y se utilizan materiales de bajo costo
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA A INVESTIGAR Uno de los problemas que se encuentra en los hospitales es el alivio y tratamiento de pacientes con tumores cancerosos. El tratamiento normal de las células cancerigenas es la aplicación de ondas electromagnéticas de alta frecuencia como la proveniente del isótopo radiactivo del Co-60 y del Cs-137. Nosotros pretendemos construir un generador de ondas electromagnéticas de baja frecuencia con el fin de investigar su influencia en las células cancerigenas. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION
-
Obtener experimentalmente un generador de ondas electromagnéticas de baja frecuencia para alivio de pacientes con Cáncer.
-
Enseñar a nuestros compañeros los principios fundamentales de la generación de las ondas electromagnéticas
RAZON POR LA QUE SE RALIZA LA INVESTIGACIÓN
La razón por la que se realiza la investigación es plantear un método alternativo en el alivio de personas con cáncer. MARCO TEORICO ANTECEDENTES DEL PROBLEMA La generación de ondas electromagnéticas para tratamiento del cáncer viene siendo utilizada ya sea en forma de rayos X o radiación gamma proveniente de isótopos radiactivos (Co-60, Cs137,I-131,Tc-99m) los cuales tratan el cáncer matando las células malignas que se producen en diferentes partes del cuerpo humano. EFECTOS DE LA RADIACION DE ALTA ENERGIA SOBRE LA RAZON DE CURACION Se han desarrollado métodos que permiten calcular la dosis de radiación de manera precisa. Se ha mostrado que con radiación de alta energía se puede entregar una alta dosis de radiación al lado del tumor comparado a los tejidos normales. Usando radiación de alta energía se ha permitido al hombre entregar las dosis relativas al tiempo cuando la terapia de radiación ha sido limitada a máquinas de baja energía (200-400kV). También, debido al incremento de la absorción por los huesos cuando fotones de baja energía fueron usados, las complicaciones fueron el mayor problema. Sin embargo planteamos una nueva posibilidad para evitar el desarrollo de células cancerigenas. Normalmente las células tienen un núcleo positivo y un citoplasma negativo (ver fig)
Cuando una célula esta por reproducirse sus cargas eléctricas se distribuyen tal como se muestra en la fig 2
La idea de nuestro proyecto es evitar el crecimiento de la célula irradiándola con ondas electromagnéticas de una frecuencia tal que pueda alterar este orden. Esto lo logramos con la aplicación de un campo electromagnético de una onda. Sabemos que una onda electromagnética tiene dos componentes: una eléctrica y otra magnética. Estas dos componentes pueden modificar la configuración eléctrica de la célula en reproducción impidiendo su crecimiento debido a que el campo magnético puede actuar sobre una carga en movimiento y el campo eléctrico puede actuar sobre una carga en reposo.
El problema es entonces generar ondas electromagnéticas para ello debemos aprender a generar corriente alterna la cual es la base para generar ondas electromagnéticas GENERACION DE CORRIENTE ALTERNA
Si movemos un imán en un movimiento de vaivén (de ida y vuelta) en el interior de un solenoide, aparecerá una corriente que cambiará de sentido cuando cambie de sentido el movimiento de un imán. En el solenoide, por lo tanto se produce una corriente alterna, cuya frecuencia (número de veces por segundo que cambia de sentido) será igual a la frecuencia del movimiento del imán. El mismo efecto se logra si se hace girar el imán frente al solenoide, o si se lo suspende se le da un movimiento pendular. Con corriente eléctrica continua se puede producir también producir corriente alterna: mediante un interruptor podemos abrir y cerrar el circuito primario muchas veces por segundo, y en el secundario aparecerá una corriente alterna. Luego, si en el primario está alimentado por un generador de corriente alterna, en el secundario también aparecerá corriente alterna.
Si en todas las experiencias anteriores
se usa una lamparita en lugar de un galvanómetro, permanecerá encendida, porque el efecto térmico es independiente del sentido de la corriente.
Por consiguiente para generar ondas electromagnéticas debemos hacer pasar una corriente alterna a través por una bobina con un núcleo de hierro. RECURSOS Humanos:
- 5 alumnos integrantes del grupo
MATERIALES Y METODOS - Alambre de bobinado # 30 250g - un núcleo de hierro
S/.20,00
S/. 20,00
- 50 cm de tubería galvanizada de 1/2 S/. 5,00 - triplay
S/10,00
- pintura
S/.4,00
- Soldadura de bronce
S/.5,00
- listones de madera
S/.10,00
- 3 transformador de 12V AC Soldadura Mano de obra total
S/50,00
S/.10,00 100,00 S/.234,00
METODOS 1.
Cortar el núcleo de hierro en forma de cilindro de 5 cm de diámetro y enrollar el alambre de bobinado en el mismo, tal como se muestra en la fig a
fig a
2. Introducir el núcleo de hierro de un filtro de aceite de carro usado, llenarlo con petróleo y
sellarlo herméticamente con silicona. Los extremos de los alambres de bobinado
soldarlo a los extremos de un transformador de 110 V
3 El esquema final será:
RESULTADOS - Se observa que el generador de ondas electromagnéticas produce ondas de frecuencia 60 Hz
Entrevistando a 10 personas después de aplicarle el método 40 de ellas sintieron un alivio significativo en sus dolores
A medida que incrementamos el numero de espiras de la bobina de nuestro generador la amplitud de la oscilación aumenta. A mayor grosor de alambre la amplitud se hace mayor.
DISCUSIÓN Tal como podemos ver a partir de los resultados la aplicación de ondas electromagnéticas de baja frecuencia nos permite aliviar los dolores a pacientes con cáncer avanzado. Esto es debido a que la acción de las ondas electromagnéticas alternas cambian el estado electromagnético de la célula. Debido a que las células tienen iones en su citoplasma y en el núcleo el campo magnético aplicado actuara sobre los iones en movimiento de la célula alterando su estado.
CONCLUSIONES El presente proyecto nos permitirá comprender el principio de las ondas electromagnéticas Nos permitirá desarrollar un método alternativo para impedir el desarrollo de las células cancerigenas
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ALONSO-FINN FISICA FUNDAMENTAL UNIVERSITARIA TOMO II Edit. Reverté. España Yavorsky Detlaff Manual de Física Edit Mir Moscu 1978.
Hewit Física conceptual Edit Adisson Wesley 2002 Alonso-Finn Física Fundamental Universitaria. Ed Adisson Wesley 1978
PROYECTO 10 INFORME DE PROYECTO DE INVESTIGACION
TITULO DEL PROYECTO:ENERGIA EOLICA Area: Desarrollo ambiental Categoría:C Nivel secundario INTEGRANTES
PROFESOR: GRADO 4to Seccion “J” COLEGIO “
”
2007
INDICE RESUMEN
3
PLANTEMIENTO DEL PRBLEMA
4
BREVE MARCO TEORICO
4
MATERIALES Y METODOS
10
RESULTADOS DISCUSIÓN CONCLUSIONES CUADERNO DE CAMPO
11 11 12 12
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS AGRADECIMIENTOS
12 13
RESUMEN Uno de los problemas que presenta nuestro país es la falta de Electricidad. En algunos pueblos alejados de nuestra serranía el problema es tan grande que no cuentan con ningún servicio de energía eléctrica. La importancia de conocer el valor de la energía que produce el viento para el aprovechamiento óptimo de esta y para el control de la influencia del medio ambiente en la vida cotidiana del hombre. Nuestro Problema es como generar electricidad a partir del viento. La manera de como medir el valor de la energía que produce el viento es un problema que pretendemos abordar ahora. Para ello construiremos un generador de electricidad a partir del viento conectado a un galvanómetro para medir el voltaje Construiremos un generador eólico es decir un generador que sea alimentado por energía del viento. En el presente trabajo trataremos de obtener energía eléctrica a partir del viento como una alternativa para la solución del problema de la carencia de energía. Pensemos en una mujer del ande que tiene que recorrer horas de horas para poder obtener energía para poder cocinar. La energía eólica puede ser una alternativa para este problema.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA A INVESTIGAR PROBLEMA Como depende la energía eléctrica generada por un generador eólico de energía en función de las horas del día? HIPÓTESIS La energía eléctrica aumenta de manera proporcional OBJETIVOS: -
Diseñar y construir un generador eólico de electricidad
-
Medir la diferencia de potencial generada por un generador movido por el viento.
RAZON POR LA QUE SE REALIZA LA INVESTIGACIO La razón por la que se realiza la investigación es debido a la carencia de energía en las zonas rurales de nuestro país. Presentamos una alternativa energética. BREVE MARCO TEORICO ENERGÍA, capacidad de un sistema físico para realizar trabajo. La materia posee energía como resultado de su movimiento o de su posición en relación con las fuerzas
que actúan sobre ella. La energía asociada al movimiento se conoce como energía cinética, mientras que la relacionada con la posición es la energía potencial. Por ejemplo, un péndulo que oscila tiene una energía potencial máxima en los extremos de su recorrido; en todas las posiciones intermedias tiene energía cinética y potencial en proporciones diversas. La energía se manifiesta en varias formas, entre ellas la energía mecánica , térmica, química , eléctrica , radiante
o
atómica . Todas las formas de energía pueden convertirse en otras formas mediante los procesos adecuados. En el proceso de transformación puede perderse o ganarse una forma de energía, pero la suma total permanece constante. Un peso suspendido de una cuerda tiene energía potencial debido a su posición, puesto que puede realizar trabajo al caer. Una batería eléctrica tiene energía potencial en forma química. Un trozo de magnesio también tiene energía potencial en forma química, que se transforma en calor y luz si se inflama. Al disparar un fusil, la energía potencial de la pólvora se transforma en la energía cinética del proyectil. La energía cinética del rotor de una dinamo o alternador se convierte en energía eléctrica mediante la inducción electromagnética. Esta energía eléctrica puede a su vez almacenarse como energía potencial de las cargas eléctricas en un condensador o una batería, disiparse en forma de calor o emplearse para realizar trabajo en un dispositivo eléctrico. Todas las formas de energía tienden a transformarse en calor, que es la forma más degradada de la energía. En los dispositivos mecánicos la energía no empleada para realizar trabajo útil se disipa como calor de rozamiento, y las pérdidas de los circuitos
eléctricos se producen fundamentalmente en forma de calor. Las observaciones empíricas del siglo XIX llevaron a la conclusión de que aunque la energía puede transformarse no se puede crear ni destruir. Este concepto, conocido como principio de conservación de la energía, constituye uno de los principios básicos de la mecánica clásica. Al igual que el principio de conservación de la materia, sólo se cumple en fenómenos que implican velocidades bajas en comparación con la velocidad de la luz. Cuando las velocidades se empiezan a aproximar a la de la luz, como ocurre en las reacciones nucleares, la materia puede transformarse en energía y viceversa (véase Relatividad). En la física moderna se unifican ambos conceptos, la conservación de la energía y de la masa.
ENERGIA EOLICA Energía producida por el viento. La primera utilización de la capacidad energética del viento la constituye la navegación a vela (véase Navegación deportiva). En ella, la fuerza del viento se utiliza para impulsar un barco. Barcos con velas aparecían ya en los grabados egipcios más antiguos (3000 a.C.). Los egipcios, los fenicios y más tarde los romanos tenían que utilizar también los remos para contrarrestar una característica esencial de la energía eólica, su discontinuidad. Efectivamente, el viento cambia de intensidad y de dirección de manera impredecible, por lo que había que utilizar los remos en los periodos de calma o cuando no soplaba en la dirección deseada. Hoy, en los parques eólicos, se utilizan los acumuladores para producir electricidad durante un tiempo, cuando el viento no sopla . Otra característica de la energía producida por el viento es su infinita disponibilidad en función lineal a la superficie expuesta a su incidencia. En los barcos, a mayor superficie vélica mayor velocidad. En los parques eólicos, cuantos más molinos haya, más potencia en bornes de la central. En los veleros, el aumento de superficie vélica tiene limitaciones mecánicas (se rompe el mástil o vuelca el barco). En los parques eólicos las únicas limitaciones al aumento del número de molinos son las urbanísticas.
GENERADORES grupo de aparatos que se utilizan para convertir la energía mecánica en eléctrica, o a la inversa, con medios electromagnéticos. A una máquina que convierte la energía mecánica en eléctrica se le denomina generador, alternador o dinamo, y a una máquina que convierte la energía eléctrica en mecánica se le denomina motor. Dos principios físicos relacionados entre sí sirven de base al funcionamiento de los generadores y de los motores. El primero es el principio de la inducción descubierto por el científico e inventor británico Michael Faraday en 1831. Si un conductor se mueve a través de un campo magnético, o si está situado en las proximidades de otro conductor por el que circula una corriente de intensidad variable, se establece o se induce una corriente eléctrica en el primer conductor. El principio opuesto a éste fue observado en 1820 por el físico francés André Marie Ampère. Si una corriente pasa a través de un conductor situado en el interior de un campo magnético, éste ejerce una fuerza mecánica sobre el conductor. Véase Magnetismo. La máquina dinamoeléctrica más sencilla es la dinamo de disco desarrollada por Faraday, que consiste en un disco de cobre que se monta de tal forma que la parte del disco que se encuentra entre el centro y el borde quede situada entre los polos de un imán de herradura. Cuando el disco gira, se induce una corriente entre el centro del disco y su borde debido a la acción del campo del imán. El disco puede fabricarse para funcionar como un motor mediante la aplicación de un voltaje entre el borde y el centro del disco, lo que hace que el disco gire gracias a la fuerza producida por el campo magnético. El campo magnético de un imán permanente sólo tiene fuerza suficiente como para hacer funcionar una dinamo pequeña o motor. Por ello, los electroimanes se emplean en máquinas grandes. Tanto los motores como los generadores tienen dos unidades básicas: el inductor, que crea el campo magnético y que suele ser un electroimán, y la armadura o inducido, que es la estructura que sostiene los conductores que cortan el campo magnético y transporta la corriente inducida en un generador, o la corriente de excitación en el caso del motor. La armadura es por lo general un núcleo de hierro dulce laminado, alrededor del cual se enrollan los cables conductores. GENERADORES DE CORRIENTE CONTINUA
Si una armadura gira entre dos polos magnéticos fijos, la corriente en la armadura circula en un sentido durante la mitad de cada revolución, y en el otro sentido durante la otra mitad. Para producir un flujo constante de corriente en un sentido, o corriente continua, en un aparato determinado, es necesario disponer de un medio para invertir el flujo de corriente fuera del generador una vez durante cada revolución. En las máquinas antiguas esta inversión se llevaba a cabo mediante un conmutador, un anillo de metal partido montado sobre el eje de una armadura. Las dos mitades del anillo se aislaban entre sí y servían como bornes de la bobina. Las escobillas fijas de metal o de carbón se mantenían en contacto con el conmutador, que al girar conectaba eléctricamente la bobina a los cables externos. Cuando la armadura giraba, cada escobilla estaba en contacto de forma alternativa con las mitades del conmutador, cambiando la posición en el momento en el que la corriente invertía su sentido dentro de la bobina de la armadura. Así se producía un flujo de corriente de un sentido en el circuito exterior al que el generador estaba conectado. Los generadores de corriente continua funcionan normalmente a voltajes bastante bajos para evitar las chispas que se producen entre las escobillas y el conmutador a voltajes altos. El potencial más alto desarrollado para este tipo de generadores suele ser de 1.500 voltios. En algunas máquinas más modernas esta inversión se realiza usando aparatos de potencia electrónica, como por ejemplo rectificadores de diodo. Los generadores modernos de corriente continua utilizan armaduras de tambor, que suelen estar formadas por un gran número de bobinas agrupadas en hendiduras longitudinales dentro del núcleo de la armadura y conectadas a los segmentos adecuados de un conmutador múltiple. Si una armadura tiene un solo circuito de cable, la corriente que se produce aumentará y disminuirá dependiendo de la parte del campo magnético a través del cual se esté moviendo el circuito. Un conmutador de varios segmentos usado con una armadura de tambor conecta siempre el circuito externo a uno de cable que se mueve a través de un área de alta intensidad del campo, y como resultado la corriente que suministran las bobinas de la armadura es prácticamente constante. Los campos de los generadores modernos se equipan con cuatro o más polos electromagnéticos que aumentan el tamaño y la resistencia del campo magnético. En algunos casos, se añaden interpolos más pequeños para compensar las distorsiones que causa el efecto magnético de la armadura en el flujo eléctrico del campo.
El campo inductor de un generador se puede obtener mediante un imán permanente (magneto) o por medio de un electroimán (dinamo). En este último caso, el electroimán se excita por una corriente independiente o por autoexcitación, es decir, la propia corriente producida en la dinamo sirve para crear el campo magnético en las bobinas del inductor. Existen tres tipos de dinamo según sea la forma en que estén acoplados el inductor y el inducido: en serie, en derivación y en combinación. GENERADORES DE CORRIENTE ALTERNA (ALTERNADORES) Como se decía antes, un generador simple sin conmutador producirá una corriente eléctrica que cambia de sentido a medida que gira la armadura. Este tipo de corriente alterna es ventajosa para la transmisión de potencia eléctrica, por lo que la mayoría de los generadores eléctricos son de este tipo. En su forma más simple, un generador de corriente alterna se diferencia de uno de corriente continua en sólo dos aspectos: los extremos de la bobina de su armadura están sacados a los anillos colectores sólidos sin segmentos del árbol del generador en lugar de los conmutadores, y las bobinas de campo se excitan mediante una fuente externa de corriente continua más que con el generador en sí. Los generadores de corriente alterna de baja velocidad se fabrican con hasta 100 polos, para mejorar su eficiencia y para lograr con más facilidad la frecuencia deseada. Los alternadores accionados por turbinas de alta velocidad, sin embargo, son a menudo máquinas de dos polos. La frecuencia de la corriente que suministra un generador de corriente alterna es igual a la mitad del producto del número de polos por el número de revoluciones por segundo de la armadura. A veces, es preferible generar un voltaje tan alto como sea posible. Las armaduras rotatorias no son prácticas en este tipo de aplicaciones, debido a que pueden producirse chispas entre las escobillas y los anillos colectores, y a que pueden producirse fallos mecánicos que podrían causar cortocircuitos. Por tanto, los alternadores se construyen con una armadura fija en la que gira un rotor compuesto de un número de imanes de campo. El principio de funcionamiento es el mismo que el del generador de corriente alterna descrito con anterioridad, excepto en que el campo magnético (en lugar de los conductores de la armadura) está en movimiento. La corriente que se genera mediante los alternadores descritos más arriba aumenta hasta un pico, cae hasta cero, desciende hasta un pico negativo y sube otra vez a cero varias veces
por segundo, dependiendo de la frecuencia para la que esté diseñada la máquina. Este tipo de corriente se conoce como corriente alterna monofásica. Sin embargo, si la armadura la componen dos bobinas, montadas a 90º una de otra, y con conexiones externas separadas, se producirán dos ondas de corriente, una de las cuales estará en su máximo cuando la otra sea cero. Este tipo de corriente se denomina corriente alterna bifásica. Si se agrupan tres bobinas de armadura en ángulos de 120º, se producirá corriente en forma de onda triple, conocida como corriente alterna trifásica. Se puede obtener un número mayor de fases incrementando el número de bobinas en la armadura, pero en la práctica de la ingeniería eléctrica moderna se usa sobre todo la corriente alterna trifásica, con el alternador trifásico, que es la máquina dinamoeléctrica que se emplea normalmente para generar potencia eléctrica MATERIALES Y METODOS Madera
10,00
Listones de madera
10,00
Cartulina plastificada
5,00
Una dinamo
S/ 20,00
6 motores
12,00
6 transformadores 1 Batería
60,00 S/.10,00
Pintura
5,00
Mano de obra
65,00 --------------
TOTAL
S/. 197,00
METODOLOGÍA Emplearemos el método científico para el análisis y contrastación de las hipótesis PROCEDIMIENTO Armar los motores en serie y conectarlo a dos cables principales que alimentarán a la batería. -Armar la hélice del ventilador y colocarlo en la dinamo. Los cables del dínamo deben ser conectados a la batería y el ventilador debe ser colocado en la parte más alta de una vivienda o edificio.
RESULTADOS La medición de los resultados de la energía producida por un generador dio los siguientes resultados en promedio, según las horas del día. HORA
VOLTAJE (V)
S 7 8 9 10 11 12 13 14 15
1,5 1,6 1,8 2,2 2,2 2,5 2,4 2,3 2,2
7
2.5
8
2
9 10
1.5
11
1
12
0.5
13
0
14 15
DISCUSIÓN Tal como podemos ver los resultados obtenidos a partir de los valores de la grafica, el valor máximo del voltaje corresponde a las 12 del medio día. Esto significa que la energía del viento es mayor durante las horas del medio día en concordancia con una energía calorífica mayor.
CONCLUSIONES - Se genera electricidad a partir de la energía del viento -
El costo es alto, sin embargo resulta barato considerando que puede trabajar durante 15 años consecutivamente, suministrando electricidad. Por lo tanto se paga
solo. -
El voltaje obtenido es de aproximadamente 3,15 voltios para el generador utilizado.
-
Se ha logrado verificar el principio de conservación de la energía: La energía no se crea ni se destruye solamente se transforma.
CUADERNO DE CAMPO Se han obtenido resultados
experimentales cuyos valores se muestran en las tablas
anteriores.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Alonso Finn Física fundamental Universitaria Tomo II Ed Reverté. 1980 Holman "Métodos experimentales para ingenieros" Edt. Mc Graw Halliday Fisica Edit Adison Wesley 1980
Hill.1995
AGRADECIMIENTO Queremos agradecer a nuestros maestros por habernos iniciado en la maravillosa tarea de la ciencia A la Universidad Nacional de Trujillo por habernos permitido utilizar sus laboratorios para la medición de nuestras variables.
PROYECTO 10
CONSTRUCCION DE UN GENERADOR DE ONDAS ELECTROMAGNETICAS DE BAJA FRECUENCIA PARA TRATAMIENTO DE DOLORES REUMÁTICOS
INTEGRANTES
PROFESORA: GRADO Y SECCION: COLEGIO: ASESOR: GARCIA ROMERO WILKER, FISICO, AV. ANTENOR ORREGO Mz B3 LOTE 15 telef 9935150
TRUJILLO- PERU
2004 2.INDICE RESUMEN
OBJETIVOS FUNDAMENTACION CIENTÍFICA GENERACIÓN DE CORRIENTE ALTERNA
3
4 4 7
RECURSOS MATERIALES
8
PROCEDIMIENTO
9
CONCLUSIONES
10
BIBLIOGRAFÍA
10
3. RESUMEN En el presente proyecto presentamos la manera de cómo construir un generador de ondas electromagnéticas de baja frecuencia para el alivio de dolores musculares y reumáticos. Nuestro proyecto es de bajo costo y de aplicación a nuestra comunidad. Nuestro
objetivo
es
construir
un
generador
frecuencia utilizando corriente alterna y un
de
baja
imán.
Hemos utilizado el método científico para lo cual hemos planteado nuestro problema hipótesis y su respectiva contratación experimental. Hemos obtenido un generador de ondas electromagnéticas de baja frecuencia que nos permite aliviar los dolores reumáticos de los viejitos de la tercera edad.
4. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA A INVESTIGAR ¿Como influye en el nivel de dolor muscular de una persona con reumatismo en función de la frecuencia de oscilación en la aplicación de un generador de ondas electromagnéticas? OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION -
Obtener experimentalmente un generador de ondas electromagnéticas de baja frecuencia para alivio de pacientes con dolores musculares y reumáticos
RAZON POR LA QUE SE REALIZA LA INVESTIGACION La razón por la que realizamos la presente investigación es el intento y necesidad de construir un aparato que nos permita generar ondas electromagnéticas para el alivio de los dolores durante el reumatismo.
5. BREVE MARCO TEORICO La generación de ondas electromagnéticas para tratamiento del cáncer viene siendo utilizada ya sea en forma de rayos X o radiación gamma proveniente de isótopos radiactivos (Co-60, Cs137,I-131,Tc-99m) los cuales tratan el cáncer matando las células malignas que se producen en diferentes partes del cuerpo humano. Sin embargo el uso de ondas electromagnéticas de baja frecuencia en el tratamiento de dolores musculares esta poco difundido por lo que nosotros pretendemos plantear este nuevo método para aliviar dolores reumáticos y Lumbago a las personas mayores y jóvenes que practican deporte con el fin de aliviar los dolores musculares producto de una actividad deportiva muy fuerte. REUMATISMO Reumatismo, término de uso popular, obsoleto en medicina, que se aplica a diversos trastornos caracterizados por rigidez, dolor e hipersensibilidad de las articulaciones y de los músculos. Entre las enfermedades, que aunque de forma habitual pero imprecisa, se
llaman reumatismo, se encuentran la gota, la fiebre reumática, la osteoartritis, la miositis, la bursitis, y la artritis reumatoide. LUMBAGO Lumbago, también denominado lumbalgia, término general para el dolor en la parte inferior o lumbar de la espalda, acompañado de rigidez, dificultad en los movimientos y contractura muscular. De manera característica, se trata de un dolor en la parte inferior de la espalda de aparición brusca e intenso, que aparece cuando la persona está flexionada e impide volver a la posición erguida. El lumbago repercute en los músculos, tendones o discos intervertebrales de la región lumbar, y por lo general se provoca con la flexión, en posiciones de carga, o después de exposiciones bruscas o prolongadas al frío o a la humedad. El lumbago se trata con calor, reposo, masajes, tracción y analgésicos.
Para el tratamiento de dolores musculares y para evitar el desarrollo de células cancerigenas planteamos la siguiente posibilidad. Planteamos una nueva posibilidad para evitar el desarrollo de células cancerigenas. Normalmente las células tienen un núcleo positivo y un citoplasma negativo (ver fig)
Cuando una célula esta por reproducirse sus cargas eléctricas se distribuyen tal como se muestra en la fig 2
La idea de nuestro proyecto es evitar el crecimiento de la célula irradiándola con ondas electromagnéticas de una frecuencia tal que pueda alterar este orden. Esto lo logramos con la aplicación de un campo electromagnético de una onda. Sabemos que una onda electromagnética tiene dos componentes: una eléctrica y otra magnética. Estas dos componentes pueden modificar la configuración eléctrica de la célula en reproducción impidiendo su crecimiento debido a que el campo magnético puede actuar sobre una carga en movimiento y el campo eléctrico puede actuar sobre una carga en reposo.
El problema es entonces generar ondas electromagnéticas para ello debemos aprender a generar corriente alterna la cual es la base para generar ondas electromagnéticas GENERACION DE CORRIENTE ALTERNA Si movemos un imán en un movimiento de vaivén (de ida y vuelta) en el interior de un solenoide, aparecerá una corriente que cambiará de sentido cuando cambie de sentido el movimiento de un imán. En el solenoide, por lo tanto se produce una corriente alterna, cuya frecuencia (número de veces por segundo que cambia de sentido) será igual a la
frecuencia del movimiento del imán. El mismo efecto se logra si se hace girar el imán frente al solenoide, o si se lo suspende se le da un movimiento pendular. Con corriente eléctrica continua se puede producir también producir corriente alterna: mediante un interruptor podemos abrir y cerrar el circuito primario muchas veces por segundo, y en el secundario aparecerá una corriente alterna. Luego, si en el primario está alimentado por un generador de corriente alterna, en el secundario también aparecerá corriente alterna.
Si en todas las experiencias anteriores
se usa una lamparita en lugar de un galvanómetro, permanecerá encendida, porque el efecto térmico es independiente del sentido de la corriente.
6. MATERIALES Y METODOS RECURSOS MATERIALES - Alambre de bobinado # 30 250g - un núcleo de hierro - 50 cm de tubería galvanizada de 1/2 -
triplay
-
pintura
-
Soldadura de bronce
-
- listones de madera
-
1 transformador de 110V AC
-
- SOLDADURA
HUMANOS 6 Alumnos integrantes del proyecto Profesor asesor del proyecto COSTOS - Alambre de bobinado # 30 250g - un núcleo de hierro
S/. 20,00
- triplay
S/10,00
- pintura
S/.4,00
- Soldadura de estaño
S/.5,00
- listones de madera
S/.10,00
- 2 transformador de 12V AC - soldimix
S/.20,00
S/ 30,00
10,00
imanes de parlante
10,00
Mano de obra
70,00
Total
194,00
PROCEDIMIENTO 1. Cortar el núcleo de hierro en forma de cilindro de 5 cm de diámetro y enrollar el alambre de bobinado en el mismo, tal como se muestra en la fig a
fig a
2. Introducir el núcleo de hierro de un filtro de aceite de carro usado, llenarlo con petróleo y
sellarlo herméticamente con silicona. Los extremos de los alambres de bobinado
soldarlo a los extremos de un transformador de 110 V
3 El esquema final será:
7 RESULTADOS Después de entrevistar a 50 personas que se les aplico el generador de
ondas
electromagnéticas el 90% nos indico que se sentían muy relajados después de aplicárseles el relajador muscular. A las personas que tenían dolores musculares se les aplico ondas electromagnéticas y el resultado fue que sus dolores se redujeron y se sentían mas aliviados.
Las frecuencias de oscilación de nuestro generador esta en el rango de 55 a 60 Hz que es correspondiente a la frecuencia de oscilación de la corriente alterna domiciliaria. Resultado obtenido de HIDRANDINA. 8. DISCUSIÓN Tal como podemos ver a través de las entrevistas realizadas a las personas se logro en la mayoría de ellas un alivio en sus dolores musculares y reumáticos. Por lo tanto se puede aplicar en los centros de rehabilitación, hospitales y centros comunitarios de salud. Este sencillo relajador muscular es una contribución al bienestar de las personas de la tercera edad. La aplicación de campos magnéticos variables en los seres vivos es una de las investigaciones que se viene realizando sobre todo su aplicación en personas con reumatismo, debido a la acción dinámica que puede producir sobre el interior de las células debido a la existencia de iones positivos y negativos. A las personas a quienes se aplico se obtuvo resultados muy favorables debido a alivio que sintieron en sus molestias reumáticas y musculares. 9. CONCLUSIONES -
Se observa que el generador de ondas electromagnéticas produce ondas de frecuencia 60 Hz
-
Al aplicarlo a las personas con dolores musculares se les pregunto si sentían alivio en sus dolores. Estos respondieron afirmativamente.
-
A personas que realizaban ejercicio muscular (deportistas ) informaron que se ya no sentían dolores musculares ni tenían contracciones musculares conocidas como calambres.
-
Al aplicarlo a una población estudiantil de 50 ancianos con dolores musculares se les pregunto si sentían alivio en sus dolores. Estos respondieron afirmativamente en su totalidad.
10 CUADERNO DE CAMPO: El cuaderno de campo se adjunta en el trabajo y se presentara al jurado al momento de la evaluación por estar en el momento actual el proceso de elaboración.
11. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ALONSO-FINN FISICA FUNDAMENTAL UNIVERSITARIA TOMO II Edit. Reverté. España Enciclopedia encarta 2003 tema reumatismo y Lumbago. HALLIDAY FÍSICA Edit adison Wesley 1998
PROYECTO 11 PROYECTO EDUCATIVO APLICACIONES DEL ALGEBRA DE BOOLE Y LA TEORIA CE CIRCUITOS ESQUEMA DEL PLAN DE PROYECTO I PARTE INFORMATIVA: 1.1 NOMBRE DEL PROYECTO :SOLUCION DE ECUACIONES USANDO EL METODO DE APROXIMACIONES SUCESIVAS 1.2 NOMBRE DE ALUMNAS RESPONSABLES DEL PROYECTO
1.3 GRADO Y SECCION 1.4 PROFESORA DE ASIGNATURA: ASESOR CIENTIFICO: PROF. WILKER GARCIA ROMERO CATEDRATICO UNT AV. ANTENOR ORREGO Mz B3 LOTE 15 TELEF 655511 1.5 AREA DEL PROYECTO: MATEMATICA
II METODOLOGIA La determinación de las raíces de las ecuaciones es uno de los problemas mas antiguos de las matemáticas y se encuentra con frecuencia en al computación moderna, ya que es necesario determinar raíces de ecuaciones en una gran variedad de aplicaciones. Se empleará el método científico es decir se hará el planteamiento del problema, se planteará las hipótesis, se contrastará las hipótesis, se hará un diseño experimental, se hará un procesamiento de datos y se analizará los resultados. MATERIALES O INSTRUMENTOS cartulina papel de lustre de diferentes colores (rojo, verde, celeste, amarillo, Tiza Plumones de colores MUESTRA Se utilizara diferentes ecuaciones cuya solución se espera encontrar y se la comparará con los resultados exactos. PROCESAMIENTO DE DATOS Se seguira el método de aproximaciones sucesivaas que se describirá a continuación. TRATAMIENTO DE DATOS III PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ¿Como se resuelven ecuaciones de la forma x=f(x) como depende la solución para los diferentes valores de x?
IV HIPOTESIS Podemos resolver este tipo de ecuaciones usando el método de aproximaciones sucesivas
V IMPORTANCIA DEL PROBLEMA Este problema es importante porque permite que los estudiantes resuelvan todo tipo de ecuaciones de la forma x=f(x). VI ANTECEDENTES BIBLIOGRAFICOS DEL PROBLEMA La determinación de las raíces de las ecuaciones es uno de los problemas más antiguos de las matemáticas y se le encuentra con frecuencia en la computación moderna, ya que es necesario determinar raíces de ecuaciones en una gran variedad de aplicaciones. Considérese la ecuación cuadrática simple 2 ax + bx + c = 0
decimos que
x=
- b + _ b2 - 4 a c 2a
son las raíces de esta ecuación porque, para estos valores de x, la ecuación cuadrática queda satisfecha. En el caso mas general se nos da una función x, F(x), y deseamos encontrar un valor de x para el que F(x)=0 La función puede ser algebraica o trascendente; generalmente suponemos que es diferenciable. En la práctica, trataremos con funciones cuyas raíces no tienen una solución cerrada simple, como en el caso de la ecuación cuadrática. Entonces recurrimos a métodos de aproximación de las raíces, los cuales involucran dos pasos fundamentales: 1. Determinación de una raíz aproximada. 2. Refinamiento de la aproximación hasta algún grado de precisión prestablecido. FUNDAMENTO TEORICO método de aproximaciones sucesivas
supóngase que la ecuación a resolver tiene la forma x=f(x) Generalmente esto puede hacerse de muy diversas maneras. por ejemplo, si F(x)=x2 - c=0 en donde c≥0, podemos sumar x en ambos miembros para obtener, x=x2+x-c o podemos dividir entre x para obtener x=c/x Como un último ejemplo, podemos reacomodar la ecuación para obtener
2 -c 1 c x= x- x = (x + ) x 2 x
Luego podemos usar una aproximación inicial a la solución
y tendremos una
aproximación x n = f( x n-1 )
VII ETAPAS QUE COMPRENDE EL PROYECTO Se expondrá sobre el método de aproximaciones sucesivas y se hará una revisión bibliográfica del tema. VIII TIEMPO APROXIMADO DE DURACION INICIO : CONSTRUCCION 1 SEMANA PRUEBAS EXPERIMENTALES 3 SEMANAS PROCESAMIENTO DE DATOS 1 SEMANA PRESENTACION DEL INFORME 2 SEMANAS TOTAL 7 SEMANAS
IX PRESUPUESTO papel de lustre
15,00
cartulina Plastificada fotostáticas total
4,00 10,00
S/.29,00
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS PERELMAN MATEMATICA RECREATIVA BALDOR GEOMETRIA Y TRIGONOMETRIA DD Mc CRACKEN METODOS NUMERICOS Y PROGRAMACION B.M YAVORSKY, DETLAF "Manual de Física" Editorial Mir Moscú.
PROYECTO 12
INFORME DE PROYECTO EDUCATIVO
CONSTRUCCION DE UNA SECADORA FOTONICA
I DATOS INFORMATIVOS 1.1 CENTRO EDUCATIVO: LICEO TRUJILLO 1.2 AREA: TECNOLOGIA 1.3 CATEGORIA: 1.4 GRADO: 1.3 AUTORES
1.6 ASESOR: PROFESOR WILKER GARCIA ROMERO CATEDRATICO UNT. Telef 655511
1.7 DURACION: 25-5-97 AL 21-8-97
1.2 INDICE 1.1 Carátula 1.2 Índice 1.3 Resumen 1.4 Planteamiento del problema 1.6 Breve marco teórico 1.6 Materiales y métodos 1.7 Resultados 1.8 Discusión 1.9 Conclusiones 1.10 Referencias bibliográficas 1.11 Addenda 1.12 Agradecimientos
RESUMEN En el presente proyecto, tratamos de construir una secadora que funcione con el principio de la transformación de la energía radiante en energía calorífica, a la que hemos denominado secadora fotonica. Su principio de funcionamiento se basa en la propiedad que tienen los cuerpos de color negro de convertir la energía luminosa en energía calorífica. Los cuerpos negros tienen un coeficiente de absorción de la radiación próximos a la unidad. El cabello humano de las personas latinas de pelo negro esta en un promedio entre 0,7 y 0,9 por lo que cuando se hace incidir radiación luminosa convertirán la energía luminosa en calor. La energía radiante la podemos obtener de un foco de100 Watts de potencia y haciéndolo incidir sobre el pelo negro se transformara en energía calorífica. El costo del proyecto es mínimo y es de gran utilidad para secar el cabello rápidamente. Puede ser aplicado para iniciar un pequeño negocio de salón de belleza o para secar algún objeto húmedo, tal como ropa o para abrigar el medio ambiente.
1.4 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA A INVESTIGAR Descripción concisa del problema de la investigación Uno de los problemas que tienen las personas que se dedican a los salones de belleza es secar el cabello de las personas rápidamente. Por lo que estamos interesados en construir un dispositivo capaz de secar el cabello de las personas a mayor velocidad. IMPORTANCIA DEL PROBLEMA Se ha encontrado de la velocidad de evaporación depende de la intensidad de radiación que llega a un cuerpo, es decir que un cuerpo se calentará con mayor rapidez cuando se utilizan focos de mayor intensidad. este problema es importante por que nos permite diseñar instrumentos para secar el cabello (secadoras) de mayor o menor potencia. Por otro lado nos permite construir un método alternativo de construir una secadora de cabello que permitirá que una persona de bajos recursos económicos pueda iniciar un pequeño taller de cosmetología y por consiguiente constituirá una fuente de trabajo.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ¿Como depende la velocidad de secado de cabello en una secadora casera con respecto a la intensidad de radiación luminosa aplicada? HIPOTESIS La velocidad de secado es proporcional a la intensidad de luz aplicada a la superficie de la ropa. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION
El objetivo es construir una secadora de ropa que nos permita secar la ropa en ausencia de sol. RAZON POR LA QUE SE REALIZA LA INVESTIGACION Este problema es importante porque nos permite conocer la velocidad de secado del cabello y permitirá a las amas de casa determinar en que tiempo se secará el cabello húmedo según la cantidad de humedad que tenga. 1.5 BREVE MARCO TEORICO El proceso de secado se basa en el fenómeno de la evaporación del agua, que viene a ser el proceso por el cual el agua pasa del estado líquido al estado gaseoso. Estrictamente hablando, la evaporación es el proceso de formación de vapor (vaporización) que tiene lugar en la superficie libre de un líquido. La evaporación se produce a cualquier temperatura y aumenta al elevarse ésta. la evaporación se explica por el hecho de que las moléculas de la capa superficial del líquido que tienen mayor velocidad y energía cinética escapan de ella; esto hace que a consecuencia de la evaporación se enfríe el líquido. la velocidad de evaporación U es la cantidad de líquido que se transforma en vapor en 1 s depende de la presión externa y del movimiento de la fase gaseosa que hay sobre la superficie libre del líquido: U=
CA Po
( P s - P)
donde C es una constante, A el área de la superficie libre del líquido, P s la presión de vapor saturado, P la presión del vapor del líquido que hay sobre su superficie libre y Po es la presión barométrica externa. Para poder evaporar el agua es necesario suministrarle una cantidad de calor, la cual puede provenir de diferentes fuentes, ya sea el sol, aire caliente, o luz proveniente de una lámpara incandescente. Un foco de 100 watts suministra 100 joule de energía por segundo. Esto significa que si utilizamos 5 focos de 100 watts el suministro de energía será de 500 joule por segundo. Toda esta energía puede ser utilizada para evaporar el agua que contiene el
cabello húmedo. La energía proveniente de una lámpara incandescente está en forma de energía radiante. Cuando la radiación luminosa interacciona con la materia (el cabello de color negro) es difundida y absorbida por ésta y se convierte en energía calorífica. La cantidad de radiación que se convierte en energía calorífica, dependerá del coeficiente de absorción de la sustancia expuesta a la radiación luminosa. Los cuerpos de color negro absorben en mayor proporción la radiación luminosa y la convierten en energía calorífica. Por ejemplo el negro de humo tiene un coeficiente de absorción de la luz de 0,9. La energía eléctrica es la que se suministra en las casas y es de 220 V de corriente alterna es decir es una corriente que depende del tiempo. Debe tenerse en cuenta que no toda la energía se utiliza en evaporar el agua. parte de la energía se utiliza en calentar el lavador que contiene los focos y el medio ambiente.
1..6 MATERIALES Y METODOS 3 focos de 100W de potencia 3 soquetes de losa refractaria 1 baldes 3 m de alambre 14 1 enchufe 1 interruptor PRESUPUESTO 3 focos de 100 W S/.3,00 3 soquetes 3m de alambre 18
15,00 3,00
1 valde 10 litros 5,00 1 enchufe
1,00
1 interruptor
2,00
madera
15,00
pintura
5,00
imprevistos
50,00
Total
80,00
METODOLOGIA Se empleará el método experimental es decir se hará el planteamiento del problema, se planteará las hipótesis, se contrastará las hipótesis, se hará un diseño experimental, se hará un procesamiento de datos y se analizará los resultados. PROCESAMIENTO DE DATOS Se medirá el tiempo de secado de 10 estudiantes de cabellera negra y luego se calculara el tiempo promedio que tarda en secar una cabellera negra húmeda. Se secara la cabellera de 10 estudiantes que tengan cabellera rubia y luego se calculara el tiempo promedio que tarda en secar una cabellera rubia húmeda. Se utilizará 3 secadoras de 1 foco de 100W, una secadora de 200W y una secadora de 300W 1.7 RESULTADOS PARA UNA SECADORA DE 300 W Tiempo de secado (min)
Nivel de secado
0,5
húmedo
1,5
Semiseco
2
Seco
3
Completamente seco
Tiempo de secado (min)
Mojado
1
Húmedo
3
Húmedo
5
Semiseco
10
Seco
10 8 6 4
hum edo sem iseco seco
2 0
completamen te seco
1.8 DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS Tal como podemos ver a medida que incrementamos el tiempo de exposición la velocidad de secado aumenta. A un tiempo de 10 minutos el nivel de secado es completo. Estos es debido a que la velocidad de evaporación aumenta con el tiempo. También depende de la energía de los focos si aumentáramos la potencia de los focos, la velocidad del secado seria mayor. 1.9 CONCLUSIONES 1. Hemos logrado secar el cabello en 10 minutos 2. La velocidad de secado aumenta con la potencia de los focos utilizada. 3. La velocidad de secado depende del color de cabello de las personas. Mientras mas oscuro es mejor. 5. La velocidad de secado depende de la cantidad de agua que se aplica al cabello 1.10 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ALONSO-FINN FISICA FUNDAMENTAL UNIVERSITARIA Edit Adison Wesley pag 125 1978 B.M YAVORSKY, DETLAF "Manual de Física" Editorial Mir Moscú Pag 247 1975. HEEWIT FÍSICA CONCEPTUAL Edit Adissson Wesley pag 456-458 2002 Beer Stoney Energía Solar para el desarrollo Edit Nuevo Méjico pag 45-58 1998
1.11 ADDENDA Agradecimiento Queremos agradecer a Dios por haber permitido la realización de este proyecto. Agradecer a nuestra profesora, que pese a las dificultades con su abnegada labor hizo posible la realización del presente proyecto. Agradecer a la Universidad Nacional de Trujillo por las facilidad para la realización del presente experimento.
Proyecto 13 PROYECTO EDUCATIVO DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UN GALVANOMETRO DIGITAL CASERO ESQUEMA DEL PLAN DE PROYECTO I PARTE INFORMATIVA: 1.1
NOMBRE
DEL
PROYECTO:
DISEÑO
CONSTRUCCION
GALVANOMETRO DIGITAL CASERO
1.2 NOMBRE DE ALUMNAS RESPONSABLES DEL PROYECTO
1.3 GRADO Y SECCION: 1.4 PROFESOR DE ASIGNATURA:
1.5 AREA DEL PROYECTO: FISICA
DE
UN
II. FUNDAMENTACION TEORICA MEDIDORES ELÉCTRICOS, instrumentos que miden magnitudes eléctricas, como intensidad de corriente, carga, potencial, energía, resistencia eléctrica, capacidad e inductancia. El resultado de estas medidas se expresa normalmente en una unidad eléctrica estándar: amperios, culombios, voltios, julios, ohmios, faradios o henrios (véase Unidades eléctricas). Dado que todas las formas de la materia presentan una o más características eléctricas es posible tomar mediciones eléctricas de un elevado número de fuentes. CALIBRACIÓN DE LOS MEDIDORES Las magnitudes eléctricas no se pueden medir por observación directa y por ello se utiliza alguna propiedad de la electricidad para producir una fuerza física susceptible de ser detectada y medida. Por ejemplo, en el galvanómetro, uno de los primeros instrumentos de medida que se inventó, la fuerza que se produce entre un campo magnético y una bobina por la que circula una corriente eléctrica produce una desviación de la bobina. Dado que la desviación es proporcional a la intensidad de la corriente se utiliza una escala calibrada para medir la intensidad de la corriente eléctrica. La acción electromagnética entre corrientes, la fuerza entre cargas eléctricas y el calentamiento provocado por una resistencia conductora son algunas de las propiedades de la electricidad utilizadas para obtener mediciones analógicas.
Medidores eléctricos
Los medidores eléctricos permiten determinar distintas magnitudes eléctricas. Dos de estos dispositivos son el amperímetro y el voltímetro, ambos variaciones del galvanómetro. En un galvanómetro, un imán crea un campo magnético que genera una fuerza medible cuando pasa corriente por una bobina cercana. El amperímetro desvía la corriente por una bobina a través de una derivación (ilustrada debajo del amperímetro) y mide la intensidad de la corriente que fluye por el circuito, al que se conecta en serie. El voltímetro, en cambio, se conecta en paralelo y permite medir diferencias de potencial. Para que la corriente que pase por él sea mínima, la resistencia del voltímetro (indicada por la línea quebrada situada debajo) tiene que ser muy alta, al contrario que en el amperímetro.
GALVANOMETROS Los galvanómetros son los instrumentos principales para detectar el paso de una corriente eléctrica y para medir su intensidad. El mecanismo del galvanómetro está diseñado de forma que un imán permanente o un electroimán produce un campo magnético que genera una fuerza en una bobina cercana al imán cuando por ésta circula una corriente eléctrica. El elemento móvil puede ser el imán o la bobina. La fuerza inclina el elemento móvil en un grado proporcional a la intensidad de la corriente.
En los galvanómetros de imán móvil se aprovecha el par de fuerzas que ejerce la corriente estudiada sobre un pequeño imán móvil. En los galvanómetros de cuadro móvil se utiliza la acción de un imán fijo sobre una bobina móvil recorrida por una corriente desconocida.
Un ejemplo de galvanómetro de cuadro móvil es el galvanómetro de inclinación de D ´Arsonval. En este galvanómetro la corriente que se trata de medir circula por una bobina formada por varias espiras de alambre muy fino, que puede girar en el campo de un imán por estar suspendida de un alambre muy delgado. Cuando una corriente eléctrica circula por esta bobina experimenta la acción de un par de fuerzas proporcional a la corriente. Este par hace girar la bobina hasta que se equilibra por el par recuperador proporcionado por el alambre al retorcerse. El ángulo de giro se mide por la desviación experimentada por un haz luminoso que incide sobre un pequeño espejo unido a la bobina móvil y que es reflejado hacia un dial.
Los galvanómetros tienen denominaciones distintas según la magnitud de la corriente que pueden medir. AMPERÍMETROS
Para que un galvanómetro funcione como amperímetro hay que tener en cuenta que por el fino hilo de la bobina de un galvanómetro sólo puede circular una intensidad de corriente pequeña. Si hay que medir intensidades mayores, se acopla una derivación de baja resistencia, denominada shunt, a los terminales del medidor. La mayor parte de la corriente pasa por la resistencia de la derivación, pero la pequeña cantidad que fluye por el medidor sigue siendo proporcional a la intensidad total. Al utilizar esta proporcionalidad, el galvanómetro se puede emplear para medir intensidades de varios cientos de amperios. Un microamperímetro está calibrado en millonésimas de amperio y un miliamperímetro en milésimas de amperio.
III METODOLOGIA
Se armara un circuito para medición de corrientes pequeñas y se utilizará un display para mostrar los datos digitales. Se empleará el método experimental es decir se hará el planteamiento del problema, se planteará las hipótesis, se contrastará las hipótesis, se hará un diseño experimental, se hará un procesamiento de datos y se analizará los resultados. IV MATERIALES O INSTRUMENTOS Una tarjeta para medición de voltajes pequeños 1 display soldadura madera 40cmx50cmx 1cm 3 listones de madera de 30cmx2cmx2cm clavos de 1 pulgada cola sintética 100g alambre de cobre para bobinado No 35 MUESTRA como muestra se utilizara la corriente producida por una pila o Batería
V PROCESAMIENTO DE DATOS Se medirán voltajes de diferentes fuentes baterías y se mostrará los resultados en un display digital. Luego se sacaran promedios y se determinará su incertidumbre. VI TRATAMIENTO DE DATOS Se calculara la media aritmética para determinar el voltaje promedio. VII PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ¿como depende el voltaje de una fuente de fuerza electromotriz mostrado en el display con respecto al ángulo de desplazamiento de la aguja de un galvanómetro? VIII HIPOTESIS 1. Para construir un galvanómetro digital debemos utilizar un circuito que no permita amplificar la señal analógica y convertirla en señal digital y enviarla a un display. IX IMPORTANCIA DEL PROBLEMA
Conocer el valor de las diferentes fuentes de fuerza electromotriz( pilas, baterías) nos permite determinar una magnitud física que se utiliza en los experimentos de laboratorio. En nuestro laboratorio del colegio Santa Rosa no disponemos de muchos galvanómetros digitales por lo que nos hemos tomado la libertad de elaborar un proyecto para construir un galvanómetro digital.
X ANTECEDENTES BIBLIOGRAFICOS DEL PROBLEMA En el mercado hay una amplia variedad de galvanómetros que pueden trabajar como voltímetros o amperímetros que proporcionan una salida digital , en lugar del arreglo convencional de indicador o aguja y escala. Con el uso de transistores de efecto de campo adecuados en las etapas de entrada, su impedancia de entrada puede ser grande como la de los tubos de vacío u otros instrumentos de estado sólido. Se puede elegir entre una amplia variedad de modificadores de señales de entrada, convertidores ca-cc, convertidores de resistencia cc, amplificadores, etc, de modo que, en un sentido real, el voltímetro digital hace posible que el investigador pueda efectuar mediciones de precisión en un amplio espectro de variables. Por supuesto el costo de galvanómetros digitales esta relacionado con su exactitud y versatilidad. XI ETAPAS QUE COMPRENDE EL PROYECTO Se comprará una tarjeta donde se encuentran instalados los diferentes circuitos amplificadores que nos permitirán medir el voltaje. Se colocara el display. El galvanómetro puede ser utilizado para
medir voltajes se debe colocar el
voltímetro en paralelo y para medir amperios se debe colocar en serie. El esquema final del proyecto
XII TIEMPO APROXIMADO DE DURACION INICIO : CONSTRUCCION 1 SEMANA PRUEBAS EXPERIMENTALES 3 SEMANAS PROCESAMIENTO DE DATOS 1 SEMANA PRESENTACION DEL INFORME 2 SEMANAS TOTAL 7 SEMANAS XIII PRESUPUESTO madera
40,00
1 tarjeta de voltímetro digital 120,00 1 display
5,00
soldadura
10,00
alambre de cobre para bobinado 25,00 total
S/.200,00
XIV CONCLUSIONES Este proyecto nos permitirá medir corrientes muy pequeñas. Podemos utilizarlo para medir voltajes muy pequeños. Es muy importante para la comprensión de los principios básicos del electromagnetismo
XV REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Alonso Finn "Fisica fundamental Universitaria" edit reverte
1970
B.M YAVORSKY, DETLAF "Manual de Física" Editorial Mir Moscú. EISBERG "Fisica fundamentos y aplicaciones" Mcgraw Hill 1992.
PROYECTO 14
RECUBRIMIENTO ELECTROLITICO DEL GRAFITO CON SUPERFICIES METALICAS
I TITULO DEL PROYECTO: RECUBRIMIENTO ELECTROLITICO DEL GRAFITO CON SUPERFICIES METALICAS
CENTRO EDUCATIVO: 1.2 NOMBRE DE LOS ALUMNOS RESPONSABLES: 1.3 GRADO Y SECCION: 3ero "C" 1.4 PROFESORA: 1.5 AREA DEL PROYECTO: QUIMICA 1.6 AñO LECTIVO:1997 II ANTECEDENTES ANTECEDENTES BIBLIOGRAFICOS DEL PROBLEMA Este experimento fue ideado por Michael Faraday. Se utiliza el libro de Fisica del autor argentino Sabato. CORRIENTE ELECTRICA EN LIQUIDOS Y GASES En muchos líquidos (disoluciones acuosas de sales, ácidos, etc) la corriente eléctrica sse produce por el desplazamiento ordenado de los iones, que son átomos o grupos de átomos con exceso o carencia de cierta cantidad de electrones en comparación con los átomos o moléculas neutros. El campo eléctrico que origina el movimiento ordenado de los iones, lo crean en el líquido los electrodos conductores conectados a los polos de la fuente de corriente eléctrica. el electrodo positivo de denomina ánodo y el negativo cátodo. en correspondencia con ello, los iones positivos (cationes) que son los de los metales y los del hidrógeno, se desplazará hacia el cátodo, y los iones negativos (aniones), que son los residuos ácidos y los oxidrilos, se desplazarán hacia el ánodo. El paso de corriente eléctrica por estos líquidos va acompañado del fenómeno de eléctrolisis, de desprendimiento en los electrodos de las partes componentes de las sustancias disueltas o de otras resultantes de reacciones secundarias. Los conductores en que el paso de la corriente eléctrica va acompañado de electrólisis se denominan electrólitos o conductores de segunda clase. a diferencia de los conductores de primera clase (conductores metálicos) la corriente en los electrólitos relaciona con el transporte de sustancia. Se denomina disociación electrolítica la descomposición de las moléculas de la sustancia soluta en iones positivos y negativos como resultado de la interacción con el
disolvente. Este fenómeno es debido a dos causas recíprocas: al movimiento térmico y a la interacción de las moléculas polares del soluto, que constan de iones enlazados (por ejemplo, las moléculas de las sales de los ácidos y de los álcalis), con las moléculas polares del disolvente (o del soluto), que se desplazan a bastante velocidad. LEYES DE LA ELECTRÓLISIS PRIMERA LEY DE FARADAY: La cantidad M de sustancia que se deposita en un electrodo es proporcional a la carga eléctrica q que pasa por el electrólito: M = kq
El coeficiente de proporcionalidad k, igual a la masa de sustancia desprendida al pasar por el electrólito la unidad de carga, se denomina equivalente electroquímico de la sustancia. Si por el electrólito fluye una corriente continua I durante t segundos tendremos que q=It y M=kIt SEGUNDA LEY DE FARADAY: Los equivalentes electroquímicos de los elementos son directamente proporcionales a sus pesos equivalentes: k=C
A Z
donde la relación entre el peso atómico A del elemento y su valencia Z se denomina peso equivalente (equivalente químico). La cantidad de sustancia, de masa expresada en gramos, igual a su peso equivalente se denomina equivalente gramos. La magnitud F=1/C se denomina Faraday o constante de Faraday. F es igual a la carga eléctrica que debe fluir por el electrólito para que se deposite en el electrodo 1 equivalente-gramos de cualquier sustancia: F = 96494
culombios equiva - g
ECUACIÓN QUE UNE LAS DOS LEYES DE FARADAY M=
1 A It F Z
III DISEñO DE LA EXPERIENCIA. Para realizar la experiencia se armo equipo tal como se muestra en la figura:
DESCRIPCION.
Una vez que se armó el equipo se procede a pesar cada uno de los electrodos en una balanza analítica y luego se aplica una diferencia de potencial de 12 V y se mide el tiempo. luego se observa que los iones de cobre han migrado hacia el material semiconductor (grafito) se observa que se ha recubierto con un material metálico, de mejor conductividad eléctrica. Se pesa luego el electrodo después de la experiencia y se la compara con la masa del electrodo antes de la experiencia. De esta manera se puede verificar la ley de Faraday
No se presentaron mayores dificultades METODOLOGIA Y TECNICA Se aplicó una diferencia de potencial a una solución electrolítica que contenía iones metálicos tal como cobre o el zinc. Se utilizó el método científico, es decir se planteó un problema, se hizo una hipótesis y se la contrastó en el experimento. METODO QUE SE UTILIZARA: Se utilizó el método científico, es decir se planteó un problema, se hizo una hipótesis y se la contrastó en el experimento. MATERIALES O INSTRUMENTOS - 1 CUBA ELECTROLITICA - 1 electrodo de cinc - 1 electrodo de material semiconductor (grafito) - cables conductores - 1 fuente de tensión continua - solución electrolítica de Cu(SO4) - Sal aurífera para recubrimiento electrolítico de superficies metálicas. RESULTADOS OBTENIDOS Se observó que el grafito se recubre con una superficie metálica y se convierte en un mejor conductor de la electricidad. Se observó que la masa de cobre depositada aumentaba conforme aumentaba el tiempo de aplicación de la diferencia de potencial.
Se observó también que a medida que aumentábamos la diferencia de potencial en la fuente se incrementaba la velocidad de deposición de cobre sobre el grafito. III PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA En este experimento estudiaremos la dependencia que hay cuando se aplica una diferencia de potencial a dos electrodos de una cuba electrolítica siendo uno de ellos un material semiconductor (grafito) y la cantidad de material metálico que se deposita en el material semiconductor.
ENUNCIADO DEL PROBLEMA ¿Cuál es la dependencia entre la corriente aplicada y la masa de iones transportados durante el galvanizado de un material?
3.2 HIPOTESIS Para determinar la dependencia entre la intensidad y la masa transportada de debemos hacer pasar la corriente a través de un electrolito y medir la masa de los electrodos en una balanza analítica antes y después del experimento. - La masa es directamente proporcional a la intensidad de corriente. 3.3 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION Este proyecto tiene como objetivo verificar las leyes de Faraday de la electrolisis y recubrir una superficie semiconductora con una película metálica. V IMPORTANCIA DEL PROBLEMA Es importante porque podemos convertir un material semiconductor en un material metálico conductor de la electricidad. de esta manera podemos mejorar la conductividad de estos materiales. VI VII ETAPAS QUE COMPRENDE EL PROYECTO -Se vierte la solución electrolítica en la cuba electrolítica
-Se colocan los electrodos de cinc y de grafito en el ánodo y cátodo respectivamente de la fuente de tensión. -Se establece una diferencia de potencial (6V a 12V) entre los electrodos. -Sobre el material semiconductor después de un tiempo se observa que hay recubrimiento metálico.
VIII TIEMPO APROXIMADO DE DURACION ACTIVIDADES
INICIO
TERMINO
PLANIFICACION
20-5-97
30-5-97
IMPLEMENTACION
1-6-97
7-6-97
RECOLECCION DE
8-6-97
14-6-97
14-6-97
30-6-97
1-7-97
15-7-97
DATOS INTERPRETACION DE DATOS ELABORACION DEL INFORME
IX PRESUPUESTO 1 transformador
S/.15,00
1 cuba electrolítica
5,00
cables conductores
5,00
Sales de cobre
5,00
Sales de oro para electrolisis 40,00 total
70,00
X CONCLUSIONES
Este proyecto permitirá realizar recubrimientos metálicos a bajo costo. - Se podrá recubrir con metal superficies de materiales semiconductores (grafito)
XI BIBLIOGRAFIA 1 ALONSO-FINN FISICA FUNDAMENTAL UNIVERSITARIA EDIT REVERTE YAVORSKI, A.AA. DETLAF "MANUAL DE FISICA" EDITORIA MIR MOSCU.
PROYECTO 14 1.1 DESTILACION DE LA MADERA
2.2 MATERIALES O INSTRUMENTOS - 1 tubo de cobre - 2 focos viejos - 4 frascos de suero usados
- 1 litro de alcohol.
- 5 kg de hielo - aislamiento de fibra de vidrio - 1 m de manguera de suero usada. - 4 tubos de vidrio de 3/16 de diametro. 2.3 MUESTRA Se usarán varios tipos de madera: Cedro, caoba, tornillo,huarango, balsa, etc. para ver cual de ellas tiene mejor rendimiento 2.4 TRATAMIENTO DE DATOS -Los valores obtenidos para el calor de combustion se graficara en función de la calidad de madera y se hara un histograma de frecuencias.
III PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 3.1 PROBLEMA ¿Cómo depende el calor de combustion del alcohol metílico en función del tipo de madera utilizada en la destilación? 3.2 HIPOTESIS Para determinar la dependencia entre el calor de combustión debemos utilizar diferentes tipos de madera y determinar su calor de combustión. IV OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION Este proyecto tiene como objetivo verificar las leyes de Faraday de la electrolisis y recubrir una superficie semiconductora con una película metálica. V IMPORTANCIA DEL PROBLEMA Es importante porque podemos nos permite conocer que a partir de la madera se puede obtener alcohol metilico que es una sustancia muy tóxica. Para tener una idea 1 cucharada de alchol metílico produce la muerte de una persona. VI ANTECEDENTES BIBLIOGRAFICOS DEL PROBLEMA
Un tubo de cobre largo se cierra por un extremo y se llena de madera. En lugar de dos tubos de ensayo, se emplean dos vasos Erlenmeyr y un frasco grande para recoger líquidos y gases obteenidos de la madera. El primer Erlenmeyer se enfria con hielo y el segundo con hielo seco con objeto de poder licuar las sustancias cuyos puntos de ebullición son demasiado bajos para convertirse en líquidos por simple enfriamiento del tubo de ensayo con agua. Como el hielo fundente tiene una temperatura de 0°C. El vapor de agua seria naturalmente uno de estos gases si se produjera en el calentamiento de la madera. Como su enfriado con hielo. La temperatura del hielo seco es alrededor de -78°C, de forma que el segundo Erlenmeyer recogerá todas las sustancias que pasaron a través del primero y cuyos puntos de ebullición esten por encima de -78°C.
Aquellas sustancias que sean
aún gases después de pasar a través del segundo Erlenmeyer se recogerán sobre el agua en una botella grande de 20 litros.
La madera se calentó enteramente durante un hora con un mechero Bunsen. La botella de 20 litros se lleno de un gas incoloro y los dos Erlenmeyer de líquido destilado. Después de cesar el calentamiento y enfriar el tubo de cobre, el frasco con agua se desconectó y colocó boca arriba. Para comprobar la inflamabilidad del gas, la botella se
conecto a un grifo de agua mediante un tubo de goma y se insertó en el segundo agujero del tapón un tubo doblado de vidrio. Cuando se abrió el grifo para que pasara agua a la botella, el gas fue forzado a salir y se comprobó que ardía con llama azul. Una parte del gas de la botella se hizo burbujear a través de agua de cal y se produjo un líquido lechoso, que indicaba que había presente dióxido de carbono. Sabemos que este gas no arde; por tanto, debía ser un gas distinto el que ardía. MADERA: La madera es un material orgánico formado naturalmente que consiste en esencia en elementos tubulares alargados, llamados células, dispuestos en su mayor parte paralelamente. Las dimensiones de dichas células y el espesor de sus paredes varían con su posición en el árbol, su edad, las condiciones del crecimiento y la clase de árbol. Las paredes de las células están formadas principalmente de moléculas en cadena de celulosa, polimerizadas a partir de residuos de glucosa y orientadas como un material parcialmente cristalino. Estas cadenas se agregan a la pared de la célula en ángulo variable, colocándose aproximadamente paralelas a los ejes de las células. Estas están cementadas por una sustancia amorfa, llamada lignina. La estructura compleja de la madera bruta se aproxima a la de un sistema rómbico. La nomenclatura estándar de las maderas se basa en la práctica comercial que las agrupa por cualidades técnicas semejantes, pero separando las identidades botánicas bajo un solo nombre. Par una lista de las madera domesticas, duras y blandas vease ASTM1165-5 y el Wood Handbook. PROPIEDADES FISICAS DE LA MADERA La madera es un material higroscopico que contiene agua en cantidades variables que dependen de la humedad relativa y de la temperatura de la atmósfera que la rodee. En la fig. se establecen las condiciones de equilibrio. La condición normal de referencia paara la madera es su peso secada en estufa que se determina secándola entre 100 y 105 °C hasta que se mantenga constante su peso. El contenido de humedad de la madera es el peso del agua en porcentaje del que aquella tiene secada en estufa. El agua solamente es absorbida en las regiones
intermoleculares de la pared celular hasta el 31%, según la clase de madera y la temperatura. Al máximo de este tipo de absorción se le llama punto de saturación de la fibra y se toma, de ordinario como el 28% de la temperatura ambiente. Puede introducirse en las cavidades de las células en forma de agua libre que puede llegar al 700%. La madera secada al aire tiene el 12 al 15% del contenido de humedad. la verde contiene del 40 al 100% en los limites ordinarios de sus densidades.
ALGUNAS SUSTANCIAS OBTENIDAS DE LA DESTILACION DE LA MADERA MATERIAL
INTERVALO DE EBULLICION
Carbón vegetal
-
Ceniza blanca
-
Liquido amarillento
65 a 90
DENSIDAD (°C)
SOLUBILIDAD Y OTRAS PROPIEDADES
0,58
Insoluble en agua y alcohol; arde dejando cenizas -
0,89
Insoluble en agua y alcohol; soluble en ácido sulfúrico Insoluble en agua, soluble en alcohol; arde fácilmente
Liquido amarillo
76-100
0,99
soluble en agua y alcohol; no arde
Liquido incoloro
96-100
1,02
Soluble en agua y alcohol, no arde
Liquido pardo
110-150
1,09
Insoluble en agua, débilmente soluble en alcohol
Alquitrán sólido
sobre 150
CO2
por debajo de -78
1,2x10-3
Insoluble en agua; enturbia el agua de cal; no arde; mas denso que el aire
Gas incoloro
por debajo de -78
1,2x10-3
Insoluble en agua; arde con llama azul; menos denso que el aire
-
Insoluble en agua, débilmente soluble en alcohol; arde
VIII TIEMPO APROXIMADO DE DURACION ACTIVIDADES
INICIO
TERMINO
PLANIFICACION
20-5-97
30-5-97
IMPLEMENTACION
1-6-97
7-6-97
RECOLECCION DE DATOS
8-6-97
14-6-97
INTERPRETACION DE DATOS
14-6-97
30-6-97
ELABORACION DEL INFORME
1-7-97
15-7-97
IX PRESUPUESTO soles - 1 tubo de cobre 1 pulg de diam 30,00 - 2 focos viejos - 4 frascos de suero usados 4,00 - 1 litro de alcohol. 6,00 - 5 kg de hielo 5,00 - aislamiento de fibra de vidrio 20,00
- 1 m de manguera de suero usada. - 4 tubos de vidrio de 3/16 de diámetro. 20,00 total S/.85,00 X CONCLUSIONES -Este proyecto permite obtener alcohol metílico a partir de la madera. - El costo de los materiales utilizados es relativamente barato. XI REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 1 ALONSO-FINN FISICA FUNDAMENTAL UNIVERSITARIA EDIT REVERTE YAVORSKI, A.AA. DETLAF "MANUAL DE FISICA" EDITORIA MIR MOSCU. Marks "Manual del Ingeniero Mecánico" octava edición. pag 6-124
Proyecto 15
CONSTRUCCION DE UNA GRUA MAGNETICA
I PARTE INFORMATIVA 1.1 NOMBRE DEL PROYECTO: CONSTRUCCION DE UNA GRUA MAGNETICA CENTRO EDUCATIVO: WILLIAM HARVEY 1.2 NOMBRE DE LOS ALUMNOS RESPONSABLES: 1.3 GRADO Y SECCION: 1er GRADO B SECUNDARIA 1.4 AREA DEL PROYECTO: FISICA
1.5 AñO LECTIVO:2003 II METODOLOGIA: 2.1 Se utilizará el método científico es decir se planteará el problema y se hará una hipótesis y se la comprobará experimentalmente. METODO QUE SE UTILIZARA: Para generar campos magnéticos se usará el método electromagnético, haciendo pasar una corriente eléctrica a través de una bobina. Se utilizará el método científico, es decir se planteará un problema, se hará una hipótesis y se la contrastará en el experimento. 2.2 MATERIALES O INSTRUMENTOS - 1 bobina - 1 transformador - tablero. 2.3 MUESTRAS
Se utilizaran diferentes bobinas y se procederá a medir la correspondiente fuerza magnética que ejerce sobre un material ferromagnético. 2.4 TRATAMIENTO DE DATOS Como es un experimento cualitativo se determinará la composición de los elementos por el color que emiten. III PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ENUNCIADO DEL PROBLEMA ¿Cómo depende la fuerza ejercida por una bobina sobre un material ferromagnético en función de la tensión aplicada a la bobina? 3.2 HIPOTESIS
Para determinar la dependencia entre la tensión aplicada a la bobina y la fuerza magnética debemos aplicar una tensión determinada y luego se procede a medir la fuerza con ayuda de un dinamómetro al cual hemos unido un material ferromagnético. 3.3 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION Este proyecto tiene como objetivo determinar la dependencia entre la diferencia de potencial aplicada y la fuerza magnética que se origina en los alrededores de una bobina cilíndrica (solenoide) y así poder aplicarlo para construir un modelo de grúa magnética que pueda ser usado en la industria metal mecánica. V IMPORTANCIA DEL PROBLEMA Este problema es importante por que nos permitirá determinar la fuerza magnética generada en una bobina y aplicarlo para levantar objetos de hierro. Puede ser utilizado en la industria de la fundición del hierro, para seleccionar material ferroso a partir un conjunto de materiales de diferentes características. VI ANTECEDENTES BIBLIOGRAFICOS DEL PROBLEMA Para estudiar el campo magnético creado por un solenoide se usa el magnetómetro, aparato con el cual se puede medir la intensidad de un campo magnético. Colocado en un punto del campo creado por un imán o un solenoide, con su eje perpendicular al campo, la aguja del magnetómetro gira un ángulo que depende de la intensidad del campo en ese punto. Si se mide la intensidad en distintos puntos del campo de un solenoide se encuentra que: 1) En los puntos interiores del solenoide el campo es mucho mas intenso que en los exteriores. 2) El campo no tiene el mismo valor en todos los puntos interiores: es máximo en el punto medio. La intensidad del campo en los puntos interiores alejados de los extremos varia poco cuando el solenoide es largo; y si es muy largo, se puede admitir que el campo tiene el mismo valor en su interior.
Estudiando el campo en varios puntos interiores de varios solenoides, para ver como influye la longitud, el número de espiras y la sección, comprobaremos que: 1) H es directamente proporcional a la intensidad d la corriente I 2) H es directamente proporcional al número total de espiras N. 3) H es inversamente proporcional a la longitud del solenoide L. Estos tres resultados se expresan con la siguiente fórmula: El cociente N/L representa el número de espiras que hay en cada unidad de longitud; si lo H=
NI L
llamamos n, la fórmula que da la intensidad del campo es: H=nI Esta fórmula es mas usada que la anterior, porque en un bobinado uniforme es mas sencillo contar el número de espiras en cada unidad de longitud; que en toda la bobina. BOBINA CON NUCLEO METALICO Si frente a un solenoide colocamos limaduras de hierro, atrae cierta cantidad; pero si introducimos una barra de hiero dulce en el interior del solenoide, atrae mayor cantidad, por que al magnetismo propio del solenoide se suma el inducido de la barra de hierro. En esa propiedad se basan los electroimanes, que solo son, como veremos mas adelante, solenoides con núcleos de hierro o de otras aleaciones especiales. Si se realiza el espectro del solenoide, primero sin núcleo y luego con él, se comprobará que en el segundo caso el número de líneas de fuerza es mucho mayor.
Líneas de flujo magnético con núcleo de hierro La bobina se alimentará con un transformador o una batería. VII ETAPAS QUE COMPRENDE EL PROYECTO Se deberá recolectar la información referente al tema. - Se construirá una bobina usando alambre para bobinado de unas 500 vueltas - Se construirá un modelo de grúa mecánica de alambre acerado. - Se construirá un transformador de 220 a 12 V. VIII TIEMPO APROXIMADO DE DURACION ACTIVIDADES
INICIO
TERMINO
PLANIFICACIÓN
10-5-03
7-7-03
IMPLEMENTACION
7-7-03
14-7-03
RECOLECCION DE
14-7-03
25-7-03
26-7-03
30-7-03
1-8-03
15-8-03
DATOS INTERPRETACION DE DATOS INFORME
IX PRESUPUESTO 1 bobina
5,00
alambre de acero
5,00
soldadura
20,00
1 transformador
38,00
1 interruptor de pulso
3,00
1 enchufe
2,00
madera
3,00
movilidad
5,00
imprevistos
10,00
impresion del informe
20,00
total
S/.121,00
X CONCLUSIONES -Este proyecto permitirá construir una grúa magnética a bajo costo. - Nos permitirá seleccionar materiales ferromagnéticos para se utilizados en la industria de la fundición o del acero. - Esta grúa tiene la limitación que solamente levantara materiales ferromagnéticos. XI BIBLIOGRAFIA 1 ALONSO-FINN FISICA FUNDAMENTAL UNIVERSITARIA EDIT REVERTE YAVORSKI, A.AA. DETLAF "MANUAL DE FISICA" EDITORIA MIR MOSCU. Pauling, Linus "Quimica General"1963. séptima edición. Editorial Aguilar
PROYECTO 16 DETERMINACION DEL INDICE DE REFRACCION DE UNA SOLUCION DE AGUA AZUCARADA PRODUCIDA POR LA COOPERATIVA LAREDO USANDO EL LASER ESQUEMA DE PLAN DE PROYECTO I PARTE INFORMATIVA 1.1 Nombre del proyecto "DETERMINACION DEL INDICE DE REFRACCION DE UNA SOLUCION DE AGUA AZUCARADA PRODUCIDA POR LA COOPERATIVA LAREDO USANDO EL LASER ESQUEMA DE PLAN DE PROYECTO 1.2 Nombre de las alumnas responsables del proyecto: 1.3 COLEGIO:"ANTENOR ORREGO "LAREDO" 1.3.1 GRADO Y SECCION 5to " E " 1.4 Area del proyecto: Física 1.6 Año lectivo: 1998 1.7 Profesora: 1.8 ASESOR: prof. WILKER GARCIA ROMERO Docente UNT Av. Antenor Orrego Mz B3 Lote 15 tel 674036-Cel 642766 II METODOLOGIA 2.1 METODO QUE SE UTILIZARA Se utilizará el método científico para la el planeamiento de todo el proceso de investigación. 2.2 MATERIALES O INSTRUMENTOS Un puntero LASER vidrio lamina de latón 1 cuarto oscuro 2
espejos s
1/8 de pintura negra para pizarra
Terokal 2.3 MUESTRA Se utilizara como muestra una solución de agua azucarada para determinar el índice de refracción de una solución. 2.4 TRATAMIENTO DE DATOS Se utilizará muestras de agua potable y se le añadirá azúcar ver que ocurre con su índice de refracción cuyo caudal se ira regulando con un medidor de flujo. III PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ¿Cómo depende el índice de refracción de una solución acuosa de azúcar con respecto a la concentración de azúcar? IV OBJETIVOS - Construir un medidor del índice de refracción de una solución acuosa de azúcar usando el rayo láser - Utilizar el LASER con fines pacíficos. - Enseñar a los estudiantes los beneficios que puede brindarnos la luz emitida por un rayo LASER. IV IMPORTANCIA DEL PROBLEMA Hasta la fecha en la ciudad de trujillo se han construido Sistemas de emisión LASER ultravioleta sin averiguar su eficiencia. En la Universidad de Trujillo se ha construido un sistema LASER de tipo ultravioleta construida por el Prof Cirilo Medina en el Laboratorio de Fisica de Laseres en la UNT. LUZ LASER La luz que emite una bombilla común es incoherente, o sea se trata de luz con muchas fases de vibración (y muchas frecuencias). Esta luz es tan incoherente como las pisadas sobre el piso de un auditorio cuando una turba de gente sale a toda prisa y en desorden. La luz incoherente es caótica. Dentro de un haz de luz, la interferencia es desenfrenada y el haz se abre en el abanico a unos cuantos metros haciéndose mas y mas ancho y cada vez menos intenso conforme aumenta la distancia.
Aún cuando filtremos el haz para hacerlo monocromático (o sea de una sola frecuencia), sigue siendo incoherente ya que las ondas están fuera de fase e interfieren unas con otras. La más leve diferencia de direcciones hace que el haz se abra conforme aumente la distancia.
La luz compuesta de ondas de la misma frecuencia y longitud de onda, sigue estando fuera de fase. Decimos que la luz, fase y dirección es coherente. Dentro del haz, las ondas no interfieren. Solo un haz de luz coherente es capaz de propagarse sin dispersión ni difusión. Se puede producir luz coherente por medio de un láser (cuyo nombre es el acrónimo de LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION. En un láser, la onda de luz emitida por un átomo estimula a un átomo vecino a emitir otra onda de luz en tal forma que las crestas de ambas ondas coincidan. Estas ondas estimulan a su vez a otros átomos, hasta que se produce una haz de luz coherente. El fenómeno difiere mucho de la emisión estimulada para concentrar cierta fracción de la energía suministrada(en general, mucho menos del 1 por ciento) en delgado haz de luz coherente. Como cualquier aparato, el láser no puede emitir más energía de la que recibe.
Existe una gran variedad de laceres con una amplia gama de aplicaciones en ramos como la construcción, la comunicación, la medicina y la investigación de las fuentes de energía. Las cajas registradoras de las tiendas de víveres leen los códigos de los productos por medio de luz láser y en los discos de video, la luz láser hace las veces de aguja de fonógrafo óptica. Uno de los mas sorprendentes productos de la luz láser es el holograma.
Para determinar el índice de refracción debemos iluminar la solución de azúcar con el láser y medir el ángulo de refracción REFRACCION DE LA LUZ Los estanques y las piscinas se ven menos profundos de lo
que son. Un lápiz en un vaso de agua se ve torcido, el aire sobre una estufa caliente reverbera y las estrellas titilan. Estos efectos se deben al cambio en la rapidez de la luz y, por tanto, al cambio de dirección de la misma cuando pasa de un medio a otro. En otras palabras, se deben a la refracción de la luz La Fig. muestra los rayos y frentes de onda de la luz que se refracta al pasar del aire al agua. (Los frentes de onda serían curvos si la fuente de luz estuviese cerca, como sucede con los frentes de onda en el agua, cerca del lugar donde cae una piedra. Si suponemos que la fuente de luz es el Sol, entonces se encuentra tan alejada que los frentes de onda son prácticamente líneas rectas) Observa que las partes izquierda de los frentes de onda son las primeras en perder rapidez al penetrar en el agua. El rayo de luz refractado, perpendicular a los frentes de onda refractados está mas cerca de la normal que el rayo incidente.
El cociente de la rapidez de la luz en el vacío entre la rapidez de la luz en un material dado se llama índice de refracción La ley cuantitativa de la reflexión, conocida como ley de Snell, fue obtenida por vez primera en 1621 por W. Snell, astrónomo y matemático holandés. Según la ley de Snell,
nsenΘ = n′senθ
donde n y n' son los índices de refracción de los medios considerados y θ y θ′12 son los ángulos de incidencia y de refracción , respectivamente. Si conoces tres de estos valores puedes obtener el cuarto a partir de esta relación. IMPORTANCIA: Gracias al conocimiento del índice de refracción podemos determinar el grado de concentración de azúcar sin necesidad de analizarla químicamente, lo cual nos tomaría demasiado tiempo. Utilizando el rayo láser podremos obtener el índice de refracción de una sustancia transparente de manera exacta. PROCEDIMIENTO Colocar la muestra en un recipiente de vidrio transparente, de forma cúbica, colocar un transportador debajo del recipiente de vidrio y medir el ángulo de incidencia y el ángulo de refracción. Reemplazar en la ecuación anterior y teniendo en cuenta que el índice d refracción del aire es 1 se obtiene el índice de refracción de la sustancia problema. VII ETAPAS QUE COMPRENDE EL PROYECTO TIEMPO DE DURACION DEL PROYECTO 1 Recopilación de datos 1 semana registro de datos: 1 semana análisis de los datos 2 semanas comunicación de los resultados 2 semanas VIII TIEMPO APROXIMADO DE DURACION 4 semanas INICIO 15-7-99 TERMINO 15-8-99 IX PRESUPUESTO 1 puntero láser
S/.180,00
2 de espejos (si es posible rotos) vidrio
10,00
10,00
4 barras de silicona
4,00
1 base de madera de 1cmx50x1m
15,00
total S/.219,00 CONCLUSIONES: Este proyecto no permite verificar las leyes de Snell en lo referente a la refracción - Nos permite determinar el índice de refracción de una solución de azúcar lo que nos permitirá determinar su grado ce concentración. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Alonso FINN FISICA VOL II FISICA FUNDAMENTAL UNIVERSITARIA CAMPOS Y ONDAS ED.REVERTE HEWITT PAUL "FISICA CONCEPTUAL" Editorial Addison Wesley edición 1998.
PROYECTO 17 ARBORIZACION DE LAS RIBERAS USO DE LAS AGUAS DEL RIO MOCHE
ESQUEMA DE PLAN DE PROYECTO 1 DATOS INFORMATIVOS
Longman 2da
1.1 Titulo del proyecto "ARBORIZACION DE LAS RIBERAS Y USO DE LAS AGUAS DEL RIO MOCHE" 1.2 Nombres y apellidos de los participantes: 1.3 AñO Y SECCION : 1.4 CATEGORIA: SECUNDARIA 1.5 COLEGIO: "SAN VICENTE DE PAUL" 1.6 PROFESOR ASESOR: 1.7 ASESOR: WILKER HERNAN GARCIA ROMERO PROFESION: FISICO OCUPACION: DOCENTE UNIVERSITARIO UNT 1.8 Area del proyecto: ecología 2. FUNDAMENTACION CIENTIFICA El agua es compuesto químico cuya fórmula es H2O, líquido en estado normal, incolora y si es químicamente pura, inodora e insípida. Su peso y calor específico es igual a 1 y se solidifica a 0° y hierve a 100°C. Una persona que pesa 70 Kg contienen 42 de agua (el 60% de su peso). Las personas en la actualidad consumen un promedio de 500 a 700 litros por habitante. La gente se lava cada vez mas, frecuenta piscinas, etc. El problema de la conducción de las aguas se ha planteado desde la mas remota antigüedad. La tarea principal de los gobernantes babilonios era la construcción y conservación de canales. En Persia, Siria y Chipre se han encontrado restos de acueductos antiquísimos, construcciones en las que fueron maestros sobre todo romanos. Los árabes realizaron una vasta labor hidráulica. En la actualidad no se concibe la creación de una ciudad donde no exista agua en abundancia, y todo núcleo urbano se procura el imprescindible abastecimiento de este elemento, de manera que sea más factible y económica. Nosotros planteamos un proyecto novedoso e interesante basado en la idea que tenían los babilonios de las ciudades jardín, planteando la necesidad urgente de la arborización inmediata de las riberas del río Moche con el fin de evitar la erosión de los
suelos y asimismo construir muros de contención que permitan construir piscigranjas para la crianza de peces ornamentales y para la alimentación (carpa, life, charcoca, etc) 3 OBJETIVOS - Diseñar un proyecto para arborizar las riberas del río Moche. - Construir un sistema de purificación del agua del río Moche utilizando métodos que no dañen el medio ambiente ni destruyan la capa de ozono con agentes químicos. -Diseñar pequeñas piscigranjas para la crianza de peces ornamentales y para el consumo humano. - Enseñar a los estudiantes los beneficios que puede darnos el uso de las aguas del río Moche. -favorecer el filtrado del las aguas del río con el consiguiente disminución del caudal y así evitar los daños a los poblados ribereños. 4 APLICACION 4.1 PEDAGOGICA Enseñar al estudiante la importancia que tienen los árboles como pulmones de oxígeno de la ciudad de Trujillo. Se puede aplicar en la enseñanza a los alumnos a utilizar el aguas de los ríos obtención de agua para riego. Se enseña al estudiante y al público en general a tomar conciencia de la importancia de la preservación del medio ambiente y del agua. 4.2 TECNOLOGICA O INDUSTRIAL -Se puede aplicar en el uso del agua marina para crianza de peces y para sembrar árboles en las cercanías de las aguas del mar previa purificación. -Se puede aplicar a la obtención de agua para riego en zonas donde no hay agua para consumo directo o también para reducir los niveles de contaminación del agua de los ríos -Se pueden obtener insumos para la agricultura tales como fertilizantes de los restos de materia que queda cuando se limpia el agua del río Moche. 5. RECURSOS 5.1 HUMANOS
Alumnos participantes del proyecto un profesor asesor del proyecto un asesor del proyecto docente UNT 5.2 MATERIALES 1 mesa grande 1 m de tubería de plástico de 1/2 pulgada de diámetro cartón No 12 junco tecnopor pintura de diferentes colores triplay cola sintética terokal carrizo junco 1 bolsa de cemento listones pequeños de madera trozos de triplay 5.3 ECONOMICO:PRESUPUESTO peces pequeñitos de colores 10,00 pintura 20,00 1/4 de terokal 10,00 1 bolsa de cemento 20,00 junco 3,00 carrizo 1,00 listones pequeños de madera 2,00 trozos de triplay 5,00 Tecnopor 9,00 mano de obra 30,00 movilidad 20,00 total S/. 140,00
PLAN DE INVESTIGACION 6.1 REALIDAD PROBLEMATICA Hasta la fecha en la ciudad de Trujillo no se han construido sistemas de defensa en las riberas del río moche las aguas muchas veces de desperdician de manera irresponsable y su caudal erosiona las tierras de cultivo y en épocas de verano cuando el "fenómeno del niño" alcanza máximos niveles los poblados aledaños son inundados por las aguas del río, por lo que es necesario plantear una solución a este problema. 6.2 PROBLEMA ¿Cómo cambia el caudal de las aguas del río si en sus riberas se construyen piscigranjas y se siembra con árboles? 6.3 HIPOTESIS h1.El caudal de las aguas disminuye h2. El caudal de las aguas aumenta 6.4 OBJETIVOS Y METAS - Pretendemos determinar el efecto que tendría el sembrar árboles frutales en las riberas del río y construir piscigranjas como sistemas de defensa y contención de los ríos. - Utilizar la fuerza de los árboles para disminuir el caudal de las aguas del río moche de la ciudad de Trujillo. - Disminuir el caudal del río Moche por filtración. - Enseñar a los estudiantes los beneficios que puede brindarnos el cuidar nuestro medio ambiente. 6.5 METODOLOGIA Se utilizará el método experimental para contrastar las hipótesis. Se utilizará el método científico para el planeamiento de todo el proceso de investigación. 6.5.1.PROCEDIMIENTO
Construir una maqueta en la que se muestre el río moche y las piscinas para la crianza de peces 1. Depositar las aguas del río moche . 2. Construir pequeñas casitas de cartón. 3. Sembrar árboles de cartón a lo largo del curso del río 4. Purificar el agua del río y llenar los desechos a un depósito. 5. Construir las piscinas para simular las pozas para crianzas de peces. 6. Pintar la maqueta con colores apropiados.
6.6 CONCLUSIONES -Este proyecto nos permite aprender la importancia que tienen los árboles para evitar la erosión de los suelos por los ríos
- La filtración de las aguas disminuye el caudal del río -Mejora nivel del aguas subterráneas para obtener agua para las grandes ciudades a partir del subsuelo. 6.7 BIBLIOGRÁFIA Alonso FINN FISICA VOL II FISICA FUNDAMENTAL UNIVERSITARIA CAMPOS Y ONDAS ED.REVERTE Jaks. "Energía solar y desarrollo" 1996. Yavorsky y A.Detlaff "Manual de Física" Editorial Mir Moscú. Hewitt Paul G. "FISICA CONCEPTUAL" Ed. Addison Wesley Longman
PROYECTO 18 III.
PLAN DE PROYECTO EDUCATIVO
DATOS INFORMATIVOS
1998.
1.
TITULO: MEDIDAS ALTERNATIVAS PARA PREVENIR LOS DAÑOS OCASIONADOS POR LA COMBUSTIÓN DE LOS GASES PROVENIENTES DE CAMISEA
2.
AUTORES: ALUMNOS DEL 5to “B”
3.
PROFESORA RESPONSABLE DEL PROYECTO:
1.4 Nivel: SECUNDARIA 1.5 Colegio: ASESOR: WILKER GARCIA ROMERO CATEDRATICO UNT TELEF 935150 DIRECCION AVENIDA ANTENOR ORREGO MZ. B3 LOTE 15 COOVICORTI
DESCRIPCION DEL PROYECTO INTRODUCCION En el presente proyecto tratamos de presentar algunas de las medidas alternativas que debe tomarse para evitar los daños producidos por el CO2 en la atmósfera. Gracias al proyecto del gas de Camisea el Perú va a tener una forma alternativa de producir energía. Sin embargo se van a producir una serie de daños principalmente a la atmósfera como resultado de la combustión del gas natural y el calentamiento global de la tierra. Por lo que planteamos tomar las medidas necesarias para evitar los consiguientes daños a la atmósfera para evitar la destrucción de la vida por efecto invernadero y evitar el calentamiento global de la tierra. Uno de los problemas de actualidad que tiene la humanidad, es la destrucción de la capa de ozono, la cual es un escudo que nos protege de la radiación ultravioleta que proviene del sol. Esta capa que esta compuesta principalmente de oxigeno triatómico esta siendo destruida por la acción de contaminantes tales como el anhídrido carbónico
y los compuestos llamados fluorocarbonados. Las recientes olas de calor ya que la destrucción de la capa de ozono produce calentamiento global de la tierra, han producido mas de 10000 muertes de en Francia y otros tantos mas en Alemania. Por lo es necesario tomar conciencia de los efectos que estamos produciendo en la capa de ozono y así evitar su destrucción y evitar daños mayores, tales como mayor calentamiento de la tierra, derretimiento de la antártica, cáncer a la piel, etc. Debemos enseñar a nuestros compañeros a como evitar la destrucción de la capa de ozono. 2.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA: ¿Qué medidas alternativas debemos tomar para evitar los daños a la atmósfera como resultado de la combustión de los gases provenientes de Camisea? 2.2 FORMULACIÓN DE LA HIPÓTESIS Hipótesis 1 Debemos cambiar de forma de generación de electricidad utilizando energía eólica, solar o hidroeléctrica. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION -
Enseñar a nuestros compañeros la importancia que tiene la atmósfera en nuestro medio ambiente y en la vida sobre el planeta.
-
Comprender la influencia que tiene el calentamiento global de la tierra en nuestra vida diaria.
2.4 FUNDAMENTACIÓN DEL PROYECTO CONCEPTOS PREVIOS El Proyecto de Gas de Camisea consiste en captar y conducir el gas natural proveniente de los yacimientos de Camisea a los mercados de la costa peruana y externos. El proyecto está compuesto de tres módulos: i) Explotación de los yacimientos de gas de Camisea, Lote 88. Como parte de la explotación, también se construirá la planta de fraccionamiento en la costa del país. ii) Transporte a través de un gasoducto de 700 Km. de longitud para el transporte del gas natural desde Las Malvinas hasta el City Gate en Lurín y un gasoducto de 540 Km. de longitud para los líquidos del gas hasta Pisco iii) Distribución de gas en Lima y Callao DESARROLLO DEL GAS DE CAMISEA Los yacimientos del Gas de Camisea fueron descubiertos por la Compañía Shell entre los años 1983 y 1987. En 1995 se retomaron las negociaciones con la Compañía Shell-Mobil, en 1998, luego de cumplir con el contrato, la Cía. Shell-Mobil decidió
no continuar con la siguiente etapa, resolviéndose de esta manera el contrato. Hacia el año 2000, Perupetro suscribe el Contrato de Explotación de Gas y Fraccionamiento de Líquidos con el consorcio liderado por Pluspetrol. El Contrato de Transporte de Gas y Líquidos es suscrito con el consorcio liderado por Techint, el cual operará ambos ductos (líquidos y gas) en la fase de operación. La distribución de gas en Lima y Callao está a cargo de Tractebel. La primera parte de este importante proyecto de producción y suministro de hidrocarburos comprende las actividades de diseño y construcción de las instalaciones e infraestructura productiva y de transporte, que permitirá que a mediados del año 2004 se pueda disponer de gas combustible en la costa peruana y en la ciudad capital, así como de importantes volúmenes de combustibles líquidos para consumo en el mercado interno y externo
¿Qué es el gas natural? Es un conjunto de hidrocarburos que se encuentra en estado gaseoso o en disolución con el petróleo. Gas natural asociado - como sub producto del petróleo Gas natural no asociado - sin presencia de petróleo crudo - Gas Húmedo - Camisea, Aguaytia - Gas Seco - Olympic, Sechura Es una de las fuentes de energía mas modernas, limpias y ventajosas que ofrece a los usuarios beneficios importantes en cuanto a costos, calidad y protección del ambiente. Ozono (del griego ozein, 'oler'), forma alotrópica del oxígeno que tiene tres átomos en cada molécula, y cuya fórmula es O3. Es un gas azul pálido de olor fuerte y altamente venenoso. El ozono tiene un punto de ebullición de -111,9 °C, un punto de fusión de -192,5 °C y una densidad de 2,144 g/l. El ozono líquido es de color azul intenso, y fuertemente magnético. El ozono se forma al pasar una chispa eléctrica a través de oxígeno, y produce un olor detectable en las inmediaciones de maquinaria eléctrica. El método comercial de obtención consiste en pasar oxígeno frío y seco a través de una descarga eléctrica silenciosa. El ozono es mucho más activo químicamente que el oxígeno ordinario y es mejor como agente oxidante. Se usa para purificar el agua, esterilizar el aire y blanquear telas, ceras y harina. Sin embargo, el bajo nivel de ozono en la atmósfera, causado por los óxidos de
nitrógeno y los gases orgánicos emitidos por los automóviles y las industrias, constituye un peligro para la salud y puede producir graves daños en las cosechas. CAPA DE OZONO, zona de la atmósfera que abarca entre los 19 y 48 km por encima de la superficie de la Tierra. En ella se producen concentraciones de ozono de hasta 10 partes por millón (ppm). El ozono se forma por acción de la luz solar sobre el oxígeno. Esto lleva ocurriendo muchos millones de años, pero los compuestos naturales de nitrógeno presentes en la atmósfera parecen ser responsables de que la concentración de ozono haya permanecido a un nivel razonablemente estable. Durante varios años, a partir de finales de la década de 1970, los investigadores que trabajaban en la Antártida detectaron una pérdida periódica de ozono en las capas superiores de la atmósfera por encima del continente. El llamado agujero de la capa de ozono aparece durante la primavera antártica, y dura varios meses antes de cerrarse de nuevo. Otros estudios, realizados mediante globos de gran altura y satélites meteorológicos, indicaban que el porcentaje global de ozono en la capa de ozono de la Antártida estaba descendiendo. Vuelos realizados sobre las regiones del Ártico, descubrieron que en ellas se gestaba un problema similar. Estas evidencias llevaron a que, en 1987, varios países firmaran el Protocolo de Montreal sobre las sustancias que agotan la capa de ozono con el fin de intentar reducir, escalonadamente, la producción de CFCs y otras sustancias químicas que destruyen el ozono.
Emisiones de chimeneas industriales El dióxido de carbono, de azufre y otros contaminantes emitidos por las chimeneas de las industrias contribuyen a la contaminación atmosférica. El dióxido de carbono contribuye al calentamiento global, y el dióxido de azufre es la principal causa de la lluvia ácida en el norte y este de Europa y el noreste de Norteamérica.
EFECTOS DE LA CONTAMINACIÓN ATMOSFERICA SOBRE LA METEOROLOGIA Y LA SALUD DE LAS PERSONAS La concentración de los contaminantes se reduce al dispersarse éstos en la atmósfera, proceso que depende de factores climatológicos como la temperatura, la velocidad del viento, el movimiento de sistemas de altas y bajas presiones y la interacción de éstos con la topografía local, por ejemplo las montañas y valles. La temperatura suele decrecer con la altitud, pero cuando una capa de aire frío se asienta bajo una capa de aire caliente produciendo una inversión térmica, la mezcla atmosférica se retarda y los contaminantes se acumulan cerca del suelo. Las inversiones pueden ser duraderas bajo un sistema estacionario de altas presiones unido a una baja velocidad del viento. Un periodo de tan sólo tres días de escasa mezcla atmosférica puede llevar a concentraciones elevadas de productos peligrosos en áreas de alta contaminación y, en casos extremos, producir enfermedades e incluso la muerte. En 1948 una inversión térmica sobre Donora, Pennsylvania, produjo enfermedades respiratorias en más de 6.000 personas ocasionando la muerte de veinte de ellas. En Londres, la contaminación segó entre 3.500 y 4.000 vidas en 1952, y otras 700 en 1962 Los efectos de la exposición a largo plazo a bajas concentraciones de contaminantes no están bien definidos; no obstante, los grupos de riesgo son los niños, los ancianos, los fumadores, los trabajadores expuestos al contacto con materiales tóxicos y quienes padecen enfermedades pulmonares o cardiacas. Otros efectos adversos de la contaminación atmosférica son los daños que pueden sufrir el ganado y las cosechas.
Inversión térmica El smog rodea El Ángel, monumento situado en pleno centro de México D.F. durante una inversión térmica. La contaminación aumenta de forma espectacular cuando una masa de aire frío queda atrapada bajo una de aire caliente, a consecuencia de su situación física, ya que las montañas que rodean la ciudad impiden la circulación del aire.
EFECTO INVERNADERO, término que se aplica al papel que desempeña la atmósfera en el calentamiento de la superficie terrestre. La atmósfera es prácticamente transparente a la radiación solar de onda corta, absorbida por la superficie de la Tierra. Gran parte de esta radiación se vuelve a emitir hacia el espacio exterior con una longitud de onda correspondiente a los rayos infrarrojos, pero es reflejada de vuelta por gases como el dióxido de carbono, el metano, el óxido nitroso, los clorofluorocarbonos (CFC) y el ozono, presentes en la atmósfera. Este efecto de calentamiento es la base de las teorías relacionadas con el calentamiento global. El contenido en dióxido de carbono de la atmósfera se ha incrementado aproximadamente un 30% desde 1750, como consecuencia del uso de combustibles fósiles como el petróleo, el gas y el carbón; la destrucción de bosques tropicales por el método de cortar y quemar también ha sido un factor relevante que ha influido en el ciclo del carbono. El efecto neto de estos incrementos podría ser un aumento global de la temperatura, estimado entre 1,4 y 5,8 ºC entre 1990 y 2100. Este calentamiento puede originar importantes cambios climáticos, afectando a las cosechas y haciendo que suba el nivel de los océanos. De ocurrir esto, millones de personas se verían afectadas por las inundaciones. Se están intentado distintos esfuerzos internacionales para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. En 1997 se reunieron en Kioto representantes de los países integrantes de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático, creada en el seno de la Cumbre sobre la Tierra (véase Cumbre de Río), celebrada en Río de Janeiro en 1992. En el Protocolo de Kioto se estableció que los países desarrollados debían reducir sus emisiones de gases causantes del efecto invernadero en un 5,2% para el año 2012 respecto a las emisiones del año 1990. Sin embargo, este protocolo debe ser ratificado por un 55% de los países desarrollados cuyas emisiones de gases de efecto invernadero sumen el 55% del total. En noviembre de 2000 se celebró en La Haya la VI Conferencia de las Partes de la Convención Marco sobre el Cambio Climático, en la que debían acordarse los reglamentos del Protocolo de Kioto. Sin embargo, no se llegó a un acuerdo y se fijo una nueva cita de la misma para el año 2001. FUENTES Y CONTROL Contaminación atmosférica Los vehículos emiten una serie de contaminantes aéreos que afectan de forma adversa a la salud del ser humano, los animales y las plantas y a la composición química de la atmósfera. Las emisiones de dióxido de carbono e
hidrocarburos, dos de los principales contaminantes liberados por los automóviles, contribuyen al calentamiento global. La presencia de niveles elevados de estos productos hacen que la radiación reflejada quede atrapada en la atmósfera, haciendo subir lentamente la temperatura de la misma. La combustión de carbón, petróleo y gasolina es el origen de buena parte de los contaminantes atmosféricos. Más de un 80% del dióxido de azufre, un 50% de los óxidos de nitrógeno, y de un 30 a un 40% de las partículas en suspensión emitidos a la atmósfera en Estados Unidos proceden de las centrales eléctricas que queman combustibles fósiles, las calderas industriales y las calefacciones. Un 80% del monóxido de carbono y un 40% de los óxidos de nitrógeno e hidrocarburos emitidos proceden de la combustión de la gasolina y el gasóleo en los motores de los coches y camiones. Otras importantes fuentes de contaminación son la siderurgia y las acerías, las fundiciones de cinc, plomo y cobre, las incineradoras municipales, las refinerías de petróleo, las fábricas de cemento y las fábricas de ácido nítrico y sulfúrico. Entre los materiales que participan en un proceso químico o de combustión puede haber ya contaminantes (como el plomo de la gasolina), o éstos pueden aparecer como resultado del propio proceso. El monóxido de carbono, por ejemplo, es un producto típico de los motores de explosión. Los métodos de control de la contaminación atmosférica incluyen la eliminación del producto peligroso antes de su uso, la eliminación del contaminante una vez formado, o la alteración del proceso para que no produzca el contaminante o lo haga en cantidades inapreciables. Los contaminantes producidos por los automóviles pueden controlarse consiguiendo una combustión lo más completa posible de la gasolina, haciendo circular de nuevo los gases del depósito, el carburador y el cárter, y convirtiendo los gases de escape en productos inocuos por medio de catalizadores .Las partículas emitidas por las industrias pueden eliminarse por medio de ciclones, precipitadores electrostáticos y filtros. Los gases contaminantes pueden almacenarse en líquidos o sólidos, o incinerarse para producir sustancias inocuas. EFECTOS A GRAN ESCALA Emisiones de chimeneas industriales El dióxido de carbono, de azufre y otros contaminantes emitidos por las chimeneas de las industrias contribuyen a la contaminación atmosférica. El dióxido de carbono contribuye al calentamiento global, y el dióxido de azufre es la principal causa de la lluvia ácida en el norte y este de Europa y el noreste de Norteamérica.
Las altas chimeneas de las industrias no reducen la cantidad de contaminantes, simplemente los emiten a mayor altura, reduciendo así su concentración in situ. Estos contaminantes pueden ser transportados a gran distancia y producir sus efectos adversos en áreas muy alejadas del lugar donde tuvo lugar la emisión. El pH o acidez relativa de muchos lagos de agua dulce se ha visto alterado hasta tal punto que han quedado destruidas poblaciones enteras de peces. En Europa se han observado estos efectos, y así, por ejemplo, Suecia ha visto afectada la capacidad de sustentar peces de muchos de sus lagos. Las emisiones de dióxido de azufre y la subsiguiente formación de ácido sulfúrico pueden ser también responsables del ataque sufrido por las calizas y el mármol a grandes distancias. El creciente consumo de carbón y petróleo desde finales de la década de 1940 ha llevado a concentraciones cada vez mayores de dióxido de carbono. El efecto invernadero resultante, que permite la entrada de la energía solar, pero reduce la reemisión de rayos infrarrojos al espacio exterior, genera una tendencia al calentamiento que podría afectar al clima global y llevar al deshielo parcial de los casquetes polares. Es concebible que un aumento de la cubierta nubosa o la absorción del dióxido de carbono por los océanos pudieran poner freno al efecto invernadero antes de que se llegara a la fase del deshielo polar. No obstante, los informes publicados en la década de 1980 indican que el efecto invernadero es un hecho y que las naciones del mundo deberían tomar medidas inmediatamente para ponerle solución. Al 25 de agosto del 2003 se han reportado mas de 10000 muertos en Francia debido a la ola de calor lo cual nos da una idea de la magnitud del problema MEDIDAS GUBERNAMENTALES Muchos países tienen normas sobre la calidad del aire con respecto a las sustancias peligrosas que pueda contener. Estas normativas marcan los niveles máximos de concentración que permiten garantizar la salud pública. También se han establecido normas para limitar las emisiones contaminantes del aire que producen las diferentes fuentes de contaminación. Sin embargo, la naturaleza de este problema no podrá resolverse sin un acuerdo internacional. En marzo de 1985, en una convención auspiciada por las Naciones Unidas, 49 países acordaron proteger la capa de ozono. En el Protocolo de Montreal, renegociado en 1990, se solicita la eliminación progresiva de ciertos clorocarbonos y fluorocarbonos antes del año 2000 y ofrece ayuda a los países en vías de desarrollo para realizar esta transición.
III. ANTECEDENTES DEL PROBLEMA La idea de desarrollar un proyecto para estudiantes de educación secundaria acerca de la destrucción de la capa de ozono surgió gracias a las conversaciones que tuvimos con el Lic. Wilker García, docente de la Universidad Nacional de Trujillo quien colaboró con nosotros en el desarrollo del presente proyecto. El problema de mejorar el proceso de enseñanza aprendizaje particularmente en la influencia que tiene la contaminación ambienta por CO2 en la vida sobre nuestro planeta ha llevado al planteamiento del presente proyecto. Como el gas de Camisea es Gas natural y su combustión produce anhídrido carbónico debemos desarrollar algunas medidas alternativas para evitar la destrucción de la atmósfera IV METODOLOGIA 4.1 METODO -
Utilizaremos el método científico para verificar y contrastar nuestras hipótesis
4.2 PROCEDIMIENTO Debemos construir una planta de gas que va a representar el gas de Camisea en Las Malvinas donde se produce propano, butano, nafta y diesel. Luego debemos construir una maqueta en donde tengamos a la
capa
de
ozono
hecha de
representada
por
casas,
contaminación
ambiental
papel celofán, una ciudad,
automóviles,
representada
el
por
el
humo
de
la
humo
de
una
colilla de pabilo. Se construirá una pequeña fábrica para explicar
como
es que se produce la contaminación debida a las fabricas Debemos explicar a nuestros compañeros la importancia que tiene la capa de ozono en nuestra vida diaria. Debemos ser muy claros en los efectos que tendría la destrucción de la capa de ozono sobre la Antártica la cual es como un sistema de refrigeración. De la tierra. Sin ella la vida en la tierra seria imposible y el calentamiento global
seria
desaparecería.
inminente
a
tal
punto
que
la
vida
Península Antártica La antártica desapareceria debido al calentamiento global de la tierra si es que no tomamos las medidas correctivas necesarias para evitar la destrucción de la capa de ozono. La península Antártica es el hogar del pingüino de Adelia, que pasa gran parte de su vida en las banquisas de las aguas cercanas a la península y regresa a la tierra firme para aparearse. La península constituye el extremo más septentrional de la Antártida y se extiende más allá del círculo polar antártico, hacia Sudamérica.
V CRONOGRAMA DE TRABAJO ETAPAS FUENTES Elaboración del proyecto por escrito Desarrollo del Trabajo Exposición y conclusión del trabajo
DURACION 1 1 1 1
semana semana semana semana
VI MATERIALES Y PRESUPUESTO Botella vacía de gaseosa 1triplay 20,00 cola
sintética
2,00 alambre
mellizo
4,00 listones
de
madera
20,00 Silicona 4,00 Cartulina 10,00 Pintura 10,0
cromocote
Pilas 4,00 Portapilas 5,00 movilidad 10,00 mano
de
obra
90,00 total 180,00 CONCLUSIONES MEDIDAS ALTERNATIVAS: - Se deben cambiar los hábitos de consumo de energía de todo la
humanidad
es
decir
se
deben
utilizar
energías
menos
contaminantes, tales como la energía eólica o solar. - Se debe cambiar todo el sistema de transporte a sistemas de
transporte
eléctricos
por
ejemplo
el
sistema
transporte debe ser por medio de trenes eléctricos. -
Se debe construir sistemas de generación de energía
hidroeléctrica. VII REFERENCIA BIBLIOGRAFICA ALONSO-FINN FISICA II EDIT
ADISON WESLEY
Mentor enciclopedia Temática estudiantil Océano 1999 Halliday FISICA Vol II Edit Adison Wesley 1980 Kittell Electromagnetismo basico Edit Alahambra 1990
1985
de
ESQUEMA DEL PROYECTO PARQUE EOLICO
CIUDAD Y CONTAMINACON
PLANTA DE GAS NATURAL
