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ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO
CURSO DE NIVELACIÓN SENESCYT
PROYECTO DE INTEGRACIÓN DE SABERES

TÍTULO DEL PRO...
INDICE
Portada……………………………………………………………………………………..…1
Introducción…………………………………………………………………………………..3
CAPITULO I
1. El Problem...
4.4.1
4.4.2
4.4.3
4.4.4

Procedimiento………………………………………………………….31
Cálculos………………………………………………………………...33
Tabla de Velocidad y...
INTRODUCCIÓN:
Hoy en día el problema de la contaminación
planeta tierra. Cada vez el
tecnológico y

afecta a todos los hab...
CAPITULO I
1. El problema
1.1 Tema: Carro a escala que funciona con energía solar.
1.2 Objetivos
1.2.1

Objetivo General:
...
1.5 Justificación
Al desechar las pilas con el resto de la basura domiciliaria, siendo vertidos en
basureros y en otros ca...
1.7 Alcances y Limitaciones
Alcances:
Aprovechar los rayos solares los cuales convertidos en energía reemplazan el uso
de ...
CAPITULO II
2. Marco Referencial
2.1 Marco teórico
2.1.1 Pilas y baterías
La pila es un generador portátil de energía eléc...
Pilas de óxido de plata

Las baterías de óxido de plata, se usan con frecuencia en relojes, juguetes y
diversos aparatos d...
El hecho de sustituir metales vírgenes por metales reciclados, en la producción de
nuevas pilas y baterías, disminuye el g...
agua superficiales o subterráneos. Otras causas de considerable importancia que
contribuyen a la liberación de esos compon...
chasis o sobre un apoyo rígido, las ruedas deben ser perfectamente redondas y
tener llantas de goma y los ejes deben ser p...
pueden recuperarse al vender los excedentes de energía producidos a la compañía
eléctrica.
Las celdas solares generalmente...
2.2.4 Funcionamiento de un Carro a Control Remoto
El carro control remoto es un mecanismo integrado por componentes eléctr...
2.2.6 Resistencias en serie
La conexión de resistencias en serie es aquella en la que las resistencias se
disponen unas a ...
2.2.8 Transistores
Un transistor es un aparato que funciona a base de un dispositivo semiconductor
que cuenta con tres ter...
2.3 Marco legal
Sección segunda
Del medio ambiente
Art. 86.- El Estado protegerá el derecho de la población a vivir en un ...
CAPÍTULO III
3. Marco metodológico
3.1 Enfoque metodológico
3.1.1 Técnicas e instrumentos a emplear.
Fase

Técnica

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del carro a escala

Considerar

Cuestionario dirigido a

puntos de vista

los estudiantes

Presentación de ideas
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3.1.2 Plan de Acción
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Información a

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a tratar

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necesarios

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3.1.3 Plan de Trabajo
Fase /Actividad 1: DIAGNÓSTICO
Competencia a desarrollar: La habilidad de ser críticos, sintetizar i...
Fase /Actividad 2: PLANTEAMIENTO
Competencia a desarrollar: La habilidad de poder generar soluciones a los planteamientos
...
Introducción a
Tipos de

Realizar una

la

lectura

investigación

comunicación

Internet

NatalyTacuri

Martes
10/12/2013...
3.1.4 Tiempo estimado

Matriz de control del Proyecto
Fase/
Act.

Programación Semanal

Responsable

Descripción
1

2

3

...
13.3% queman

60% tiran 26.66% guardan

PREGUNTA 2

quemas

tiras
guardas

3-¿qué tipo de pilas usa más frecuentemente?
86...
60% SI

40% NO

PREGUNTA 4

si

no

5-¿usted cree que las pilas causan daños a:
46.66% ambiente

33.33% ambiente y salud

...
13.33 % ENTRE 1 Y 3

66.66%

ENTRE 3 Y 6

20% MAS

PREGUNTA 6

entre 1 y 3
entre 3 y 6
mas

7-¿qué piensa que debe hacerse...
8- si existiera un lugar que reciba y recicle pilas agotadas ¿usted las llevaría?
73.33%

SI

26.66% NO

PREGUNTA 8

si
no...
4 Propuesta del proyecto
4.1 Estudio diagnóstico
Mediante la temática del proyecto se llegó a la conclusión de que la soci...
Dado que es factible la elaboración del proyecto, se ha decidido construir el carro a
escala que tiene como finalidad demo...


Cortar la base de plástico en la cual se localiza las llantas con sus respectivos
motores.



Hacer el diseño para la ...


Realizar líneas de corte.



Con la ayuda de una caladora manual cortar la madera siguiendo las líneas
de corte previa...


Para obtener la potencia del motor.



Velocidad del carro.



Aceleración del carro.

34
4.4.3 Tabla de velocidad y aceleración del carro
TIEMPO
2.34 s
6.2 s
12.5 s
18.7 s

DISTANCIA
1m
5m
10 m
15 m

VELOCIDAD
0...
Conclusiones
La utilización de pilas y baterías se reduce en un gran porcentaje gracias a
que la celda solar aprovecha la ...
Linkografia:
http://es.wikipedia.org/wiki/Celda_Solar_Graetzel
http://www.dforceblog.com/2008/07/18/que-es-una-celda-solar...
ANEXO 1
Composición de diversos tipos de pilas y baterías

38
ANEXO 2
Modelo de la encuesta

39
ENCUESTA
1-¿cuántas pilas se encuentran en su casa?
muchas
pocas

ninguna

2-cuando las pilas se agotan las:
quemas
tiras
...
41
ANEXO 3
Materiales utilizados en la elaboración del carro

42
Madera MDF (90x60 cm)

Arco de sierra para madera (sierra de pelo)

Lija # 180 y 400

43
Goma blanca

Piro grabador (clavo al rojo vivo)

Tornillos y destornillador de estrella }

44
Taladro

Pintura para madera MDF

Sellador de laca

45
Laca transparente brillante

Celda solar de 6 Voltios

Carrocería de plástico desmontada

46
ANEXO 4
Planos del carro

47
ANEXO 5
Elaboración del carro

48
Bosquejo de la carrocería

Aplicación de medidas a la madera

Lijar la madera

49
Unir las piezas

Conectar la celda solar a los circuitos del carro

 Cálculos

50
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Pis carro que funciona con energia solar

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Pis carro que funciona con energia solar

  1. 1. ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO CURSO DE NIVELACIÓN SENESCYT PROYECTO DE INTEGRACIÓN DE SABERES TÍTULO DEL PROYECTO: ELABORACIÓN DE UN CARRO A ESCALA QUE FUNCIONE CON ENERGIA SOLAR INTEGRANTES DEL GRUPO: MIGUEL RUIZ NATALY TACURI MIRELLA MEDINA CESAR ZHINDON DANILO YANCHATIPAN NOMBRE DEL TUTOR: ING: MARIA ISABEL UBIDIA FECHA DE PRESENTACIÓN: LUNES 27 DE ENERO DEL 2014 1
  2. 2. INDICE Portada……………………………………………………………………………………..…1 Introducción…………………………………………………………………………………..3 CAPITULO I 1. El Problema………………………………………………………………………….…...5 1.1 Tema………………………………………………………………………………..5 1.2 Objetivos……………………………………………………………………..........5 1.2.1 Objetivo General…………………………………………………..........5 1.2.2 Objetivos Específicos……………………………………………….....5 1.3 Planteamiento del Problema……………………………………………………..5 1.4 Formulación del Problema……………………………………………………….5 1.5 Justificación………………………………………………………………………..6 1.6 Hipótesis……………………………………………………………………...........6 1.7 Alcances y Limitaciones………………………………………………………….7 CAPITULO II 2. Marco Referencial………………………………………………………………………8 2.1 Marco Teórico…………………………………………………………………….8 2.2 Marco Conceptual………………………………………………………………11 2.3 Marco Legal………………………………………………………………..........17 CAPITULO III 3. Marco Metodológico………………………………………………………………….18 3.1 Enfoque Metodológico…………………………………………………………18 3.1.1 Técnicas de Instrumentos a Emplear………………………………18 3.1.2 Plan de Acción…………………………………………………...……20 3.1.3 Matriz del Plan de Trabajo…………………………………………...22 3.1.4 Tiempo estimado del Proyecto………………………………………25 3.2 Técnica de Recolección de Datos…………………………………………….25 3.3 Técnica de Procesamiento y Análisis de Datos……………………………..25 CAPITULO IV 4. Propuesta del Proyecto………………………………………………………………30 4.1 Estudio del Diagnostico………………………………………………………..30 4.2 Factibilidad………………………………………………………………………30 4.3 Diseño de la Propuesta……………………………………………………......30 4.3.1 Materiales……………………………………………………………...31 4.4 Aplicación Práctica de la Propuesta………………………………………….31 2
  3. 3. 4.4.1 4.4.2 4.4.3 4.4.4 Procedimiento………………………………………………………….31 Cálculos………………………………………………………………...33 Tabla de Velocidad y Aceleración del Carro……………………….35 Tabla de Desaceleración del Carro………………………………….35 CONCLUSIONES………………………………………………………………………….36 RECOMENDACIONES……………………………………………………………..........36 LINKOGRAFIA……………………………………………………………………………..37 ANEXOS……………………………………………………………………………………38 3
  4. 4. INTRODUCCIÓN: Hoy en día el problema de la contaminación planeta tierra. Cada vez el tecnológico y afecta a todos los habitantes del mundo se contamina más y más debido al avance a las necesidades que implica la vida. Algunos contaminantes frecuentes son: El ruido, la contaminación de la basura en el suelo, el alto índice de smock en el aire, una gran fuente de contaminación son las baterías comunes, estas contaminan en gran manera ya que las pilas, contienen componentes químicos que para el ambiente son muy contraproducentes y al dejar de funcionar las pilas es muy difícil eliminar o reciclar estos residuos que tardan miles de años para desintegrarse, la mayoría de los juguetes contienen pilas que contaminan en gran manera por eso hoy se plantea una alternativa agradable al ambiente. La idea de realizar grandes cantidades de trabajo utilizando muy poca potencia, es exactamente lo que es la eficiencia. Esto se logra, gracias a que el auto solar utiliza en su construcción materiales muy ligeros y resistentes, logrando obtener el menor peso para una estructura, también, se reducen al máximo las pérdidas mecánicas por fricción en rodamientos. 4
  5. 5. CAPITULO I 1. El problema 1.1 Tema: Carro a escala que funciona con energía solar. 1.2 Objetivos 1.2.1 Objetivo General: Elaborar un carro a escala que funcione con energía solar 1.2.2 Objetivos específicos  Reducir la contaminación ambiental evitando el uso excesivo de baterías y pilas.  Aprovechar la luz solar como una fuente de energía menos contaminante para contribuir con el medio ambiente.  Concientizar a la sociedad de la importancia que tiene el ahorro de energía mediante la elaboración de este prototipo.  Demostrar que si es posible elaborar juguetes que funcionen con energía solar sin ocasionar un gasto económico innecesario, pues se lo puede realizar de manera artesanal. 1.3 Planteamiento del Problema Mediante este proyecto se busca reducir el uso de baterías ya que al agotarse son desechadas y causan contaminación ambiental. Aprovechar una fuente de energía natural, además de la eléctrica y con baterías, queremos aprovechar al sol como un medio de energía y que sirva para ayudar a la conservación del medio ambiente. Con este método sepretende tener una vida más saludable ya que este tipo de contaminación afecta a la salud de los seres vivos. 1.4 Formulación del problema ¿Pueden los paneles solares reemplazar las baterías convencionales y llegar a ser una de las formas para proteger el medio ambiente? 5
  6. 6. 1.5 Justificación Al desechar las pilas con el resto de la basura domiciliaria, siendo vertidos en basureros y en otros casos a terrenos baldíos, estas pilas sufren eldeterioro de sus cáscaras afectadas internamente por sus componentes y externamente por la acción climática y por el proceso de fermentación de la basura especialmente la materia orgánica, cuando esta tiene una temperatura de 70 grados centígrados actúa como un reactor de la contaminación al deteriorar la cascara se produce el derrame de los electrolitos internos de las baterías y esta arrastra los metales pesados. Estos metales fluyen por el suelo contaminando toda forma de vida (vegetal y animal) Las baterías no solo dañan el ambiente sino que también afectan la salud y son capaces de contaminar hasta 5000 litros de agua y eso es poco para la gran potencia, por alguna razón se las sigue usando aunque son muy útiles son muy dañinas y podemos reparar eso con nuevas fuentes de energía renovable lo cual disminuye la contaminación del medio ambiente. 1.6 Hipótesis La tecnología avanza de acorde a las necesidades que tiene el ser humano pero la misma no considera técnicas apropiadas las cuales no ocasionen daños irreversibles para el entorno. El medio ambiente se ha visto afectado en los últimos años por el uso excesivo, de pilas y baterías los que significan un aporte negativo para el ecosistema y para los habitantes. Implementar un método innovador como es la utilización de una celda solar para aprovechar la energía calorífica proporcionada por el sol, el mismo que es una fuente inagotable y muy poco aprovechada como medio para obtener energía.Se sujeta a los avances tecnológicos no solo pensado para el desarrollo de la humanidad además toma en cuenta los problemas ambientales de hoy en día. 6
  7. 7. 1.7 Alcances y Limitaciones Alcances: Aprovechar los rayos solares los cuales convertidos en energía reemplazan el uso de baterías que tienen poca duración y alta contaminación. Mientras más voltaje tenga el panel solar y el motor mayor será la velocidad del carro a escala. Limitaciones: Cuanto más liviano sea el carro, mayor aceleración alcanzará ( por la segunda ley de Newton, la aceleración es inversamente proporcional a la masa). La resistencia provocada por el viento disminuye la velocidad del carro. Mientras más área de contacto tenga el carro con el viento y mientras mayor sea la velocidad del viento, mayor será la influencia del viento sobre él. La fricción entre los engranajes, las ruedas y del contacto de las llantas con la pista también disminuyen la velocidad del carro. 7
  8. 8. CAPITULO II 2. Marco Referencial 2.1 Marco teórico 2.1.1 Pilas y baterías La pila es un generador portátil de energía eléctrica obtenida mediante la transformación de energía química. Pueden ser de forma cilíndrica, prismática o de forma de botones, dependiendo de la finalidad a la cual se la destine. Existen muchos tipos de pilas que se pueden clasificar inicialmente en dos grandes grupos: Primariaso pilas que una vez agotadas no es posible recuperar el estado de carga. Secundariaso baterías, en las que la transformación de la energía química en eléctrica es reversible, por lo que se pueden recargar. Por tanto la cantidad de residuos generados es mucho menor. 2.1.2 Tipos de baterías y pilas La mayoría de tipos de las baterías y pilas se pueden reciclar. De todas formas, algunas de ellas se reciclan más fácilmente que otras, tales como las baterías de plomo y ácido, de las cuales se recicla casi el 90%;2 y las pilas de botón, por su valor y la toxicidad de sus componentes. Otros tipos, como las alcalinas y las recargables, también pueden ser reciclados. Baterías de plomo y ácido Estas baterías incluyen las: baterías de automóvil, de carritos de golf, sistemas de alimentación ininterrumpida, baterías de maquinaria industrial, baterías de motocicletas, y otras baterías comerciales. Pueden ser normales de plomo ácido, selladas de plomo ácido, de tipo gel, o de matriz absorbente. Estas se reciclan trozándolas, neutralizando su ácido, y separando los polímeros del plomo. Los materiales recuperados se usan para diversos fines, incluyendo la fabricación de baterías y pilas nuevas. 8
  9. 9. Pilas de óxido de plata Las baterías de óxido de plata, se usan con frecuencia en relojes, juguetes y diversos aparatos de uso médico, las mismas contienen una pequeña cantidad de mercurio. En la mayoría de las jurisdicciones existen legislaciones que regulan la forma de manejo y desecho de las pilas de óxido de plata para reducir en la medida de lo posible la liberación de mercurio al medio ambiente. Las pilas de óxido de plata se pueden reciclar para recuperar el contenido de mercurio. 2.1.3 Composición de diversos tipos de pilas y baterías(ver anexo 1) 2.1.4 ¿Por qué reciclar las Pilas y Baterías? Cuando las pilas se tiran a la basura doméstica, suelen terminar en el vertedero. Allí se oxidan y como consecuencia, el mercurio se libera contaminando el suelo y pudiendo llegar a mezclarse con las aguas o se convierte en metilmercurio, compuesto bio-acumulable de elevada toxicidad. Se han descubierto acumulaciones de mercurio en peces, para quienes esta sustancia no resulta tóxica dado que cuentan con un enlace proteínico que fija el mercurio a sus tejidos sin que dañe sus órganos vitales. Pero, cuando los seres humanos ingieren los peces, el mercurio se libera, recupera su toxicidad y le provoca, a mediano o largo plazo, daños en los tejidos cerebrales y en el sistema nervioso central. Lo mismo ocurre con el cadmio que contamina las aguas y el aire e ingresa a los cultivos. El cuerpo humano tarda décadas en eliminarlo y su absorción continuada puede producir serias lesiones renales, carcinomas, problemas pulmonares y en el hígado. Otra razón importante para reciclar las pilas y baterías es que éstas pueden ser consideradas como una fuente de materias prima secundaria ya que de ellas se puede recuperar el níquel, cobalto y plata. 9
  10. 10. El hecho de sustituir metales vírgenes por metales reciclados, en la producción de nuevas pilas y baterías, disminuye el gasto energético y los impactos ambientales negativos derivados de la extracción de nuevos minerales. Si se usa cadmio y níquel reciclados se exige un 46% y un 75% menos de energía primaria respectivamente, que al extraer y refinar los mismos metales pero vírgenes. En el caso del zinc, la relación de energía necesaria para el reciclado y la extracción de material virgen son de 2,2 a 8. Otra ventaja importante del reciclaje con respecto a la extracción de recursos es que en la producción primaria de metales se emite el 10% de las emisiones mundiales de CO2. 2.1.5 Barreras al reciclaje 3 Alto consumo de energía requerido por el proceso usado en las plantas de reciclado de pilas. 4 Costosos tratamientos posteriores para recobrar el resto de los componentes. 5 Distintos tratamientos para cada tipo de pila o batería 6 Altos costos de inversión para plantas de pequeña escala no permiten financiar proyectos en mercados acotados 2.1.6 Tiempo de biodegradación de pilas El tiempo de biodegradación de las pilas es de más de 1 000 años. Las pilas contienen elementos altamente contaminantes y que no se degradan fácilmente. Se destaca su contenido de mercurio, zinc, cromo, arsénico, plomo o cadmio. A los 50 años de desechada comienza su degradación, pero seguirán siendo nocivos durante más de mil años. En términos generales, las pilas, al ser desechadas se oxidan con el paso del tiempo por la descomposición de sus elementos y de la materia orgánica que las circunda, lo que provoca daños a la carcasa o envoltura y, por consiguiente, la liberación al ambiente de sus componentes tóxicos a los suelos cercanos y a los cuerpos de 10
  11. 11. agua superficiales o subterráneos. Otras causas de considerable importancia que contribuyen a la liberación de esos componentes son los incendios de los basureros o la quema intencional de basura, lo cual resulta en una liberación significativa de esos contaminantes al aire. 2.1.7 Diferencia entre panel solar y panel fotovoltaico Un panel solar es un módulo que aprovecha la energía de la radiación solar. El término comprende a los colectores solares utilizados para producir agua caliente (usualmente doméstica) y a los paneles fotovoltaicos utilizados para generar electricidad. Los paneles fotovoltaicos: están formados por numerosas celdas que convierten la luz en electricidad. Las celdas a veces son llamadas células fotovoltaicas, del griego "fotos", luz. Estas celdas dependen del efecto fotovoltaico por el que la energía luminosa produce cargas positiva y negativa en dos semiconductores próximos de diferente tipo, produciendo así un campo eléctrico capaz de generar una corriente. Los paneles fotovoltaicos, además de producir energía que puede alimentar una red eléctrica terrestre, pueden emplearse en vehículos eléctricos y barcos solares 2.1.8 ¿Qué es madera MDF? MDF significa madera de "fibra vulcanizada de densidad media"(medium densityfiberboard). Es una madera compuesta de pedazos de fibra de madera aglomerados con pegamento, resina, presión y calor. La madera MDF es usada para hacer muchos objetos para almacenar y pisos. 2.2 Marco conceptual 2.2.1 Factores que disminuyen la velocidad del carrito solar. - Peso - Resistencia del viento - Fricción La fuerza de fricción depende de las características de la superficie en contacto (entre engranajes, en las ruedas y entre la llanta y el suelo). y de la masa del carro. Por lo tanto, el peso del carro debe ser el menor posible, se debe evitar elementos que aumenten la resistencia del aire (por ejemplo, puertas abiertas, carteles perpendiculares a la dirección del viento), los engranajes deben tener poca fricción (usar engranajes de plástico o aluminio) y deben estar montadas firmemente al 11
  12. 12. chasis o sobre un apoyo rígido, las ruedas deben ser perfectamente redondas y tener llantas de goma y los ejes deben ser perfectamente paralelos y bien apoyados. 2.2.2 Condensador electrolítico Un condensador electrolítico es un tipo de condensador que usa un líquido iónico conductor como una de sus placas. Típicamente con más capacidad por unidad de volumen que otros tipos de condensadores, son valiosos en circuitos eléctricos con relativa alta corriente y baja frecuencia. Este es especialmente el caso en los filtros de alimentadores de corriente, donde se usan para almacenar la carga, y moderar el voltaje de salida las fluctuaciones de corriente en la salida rectificada. También son muy usados en los circuitos que deben conducir corriente continua pero no corriente alterna. Los condensadores electrolíticos pueden tener mucha capacitancia, permitiendo la construirán de filtros de muy baja frecuencia. 2.2.3 Celda solar o celda fotovoltaica Es un instrumento que genera electricidad directamente de la luz visible, debido al efecto fotovoltaico. Para poder generar energía útil, se deben interconectar un cierto número de celdas para formar un panel solar, también conocido como un módulo fotovoltaico. Generalmente, la cantidad de poder que se genera con un panel solar es de 12 voltios, los cuales se pueden utilizar de manera independiente o como conjunto en una red. El número de celdas solares o el tamaño del panel solar lo determina la cantidad de luz disponible, y la energía requerida. La cantidad de energía generada por una celda solar es determinada por la cantidad de luz que cae directamente sobre ella, lo cual a su vez esta determinado por el clima y la hora del día. En la mayoría de los casos resulta necesario almacenar la energía generada, para así hacer mejor uso de las celdas solares. Es posible conectar una red o arreglo de paneles de energía solar, conformados por celdas solares o celdas fotovoltaicas, a la red eléctrica para asistir a los paneles solares cuando la energía requerida es mayor a la energía generada. Estos costos 12
  13. 13. pueden recuperarse al vender los excedentes de energía producidos a la compañía eléctrica. Las celdas solares generalmente esta hechas a base de silicón, el mismo material que se utiliza para transistores y circuitos integrados. El silicón es tratado para que cuando le llegue la luz, se liberen los electrones, generando una corriente eléctrica. o Celdas solares amorfas La tecnología amorfa es comúnmente utilizada en los paneles solares pequeños, como en las calculadoras y lámparas de jardín, aunque cada vez son más usadas para paneles de mayor tamaño. Están conformadas de una película de Silicon depositada sobre otra lámina de materiales como el acero. El panel se forma de una sola pieza y las celdas individuales no son tan visibles como en otro tipo de paneles. La eficiencia de los paneles solares de celdas amorfas no es tan alta como la de aquellos paneles conformados por celdas solares individuales. o Celdas solares cristalinas Las celdas solares cristalinas se interconectan unas con otras para formar paneles solares. Cada celda solar produce un voltaje individual de 0.5 a 0.6 volts, se requieren 36 celdas solares o celdas fotovoltaicas para producir un circuito abierto de cera de 20 volts. El cual es suficiente para cargar una batería de 12 volts. Las celdas solares mono cristalina, se cortan de una sola pieza de cristal de silicón, mientras que las celdas solares poli cristalinas se hacen a base de múltiples cristales. 13
  14. 14. 2.2.4 Funcionamiento de un Carro a Control Remoto El carro control remoto es un mecanismo integrado por componentes eléctricos y mecánicos, que le permiten desplazarse hacia adelante y hacia atrás. Éste carrito control remoto está diseñado para moverse conforme a un sistema de circuitos y motores que le indican hacia qué dirección debe moverse, pudiendo ser hacia adelante o hacia atrás. El carro control remoto funciona gracias a 2 motores, uno le permiten avanzar hacia adelante y el otro retroceder. Las llantas del carro se mueven en sentido contrario y los motores se activan de manera inversa, (cuando uno opera el otro está inactivo) la encargada de hacer el carrito avanzar es la carga positiva y quien se encarga de hacerlo retroceder es la carga negativa. El carro control remoto es controlado por un dispositivo de mando a distancia o control remoto que permite encender y apagar el interruptor para controlar sus movimientos. La gran mayoría de estos controles remoto se comunican con el carrito vía señales infrarroja y su fuente de energía son pilas tipo AA, AAA o de botón. 2.2.5 Almacenamiento de Energía El almacenamiento de energía comprende los métodos que tiene la humanidad para conservar en la medida de lo posible una cierta parte de la electricidad se almacena en las pilas es decir es energía almacenada de cierta cantidad en cualquier forma, para liberarla cuando se requiera en la misma forma en que se recolectó o en otra diferente. Las formas de energía pueden ser energía potencial(gravitacional, química, elástica, etc.) o energía cinética. Muchos sistemas mecánicos funcionan almacenando energía y consumiéndola lentamente: un ejemplo es el reloj mecánico que almacena en el muelle la energía para ir consumiéndola vía un regulador. En un ordenador los condensadores existentes en un chip almacenan la energía suficiente para que al volver a encenderse tengan la memoria de algunas de las funciones previas. Incluso los alimentos son una forma que la naturaleza tiene de almacenar la energía procedente del Sol. 14
  15. 15. 2.2.6 Resistencias en serie La conexión de resistencias en serie es aquella en la que las resistencias se disponen unas a continuación de otras y se caracteriza porque se conectan los receptores (lámparas, motores, timbres, etc.), uno a continuación de otro y además se reparten el voltaje de la pila entre ellos A diferencia de la conexión de resistencias en paralelo que se disponen de tal manera que los extremos de un lado se unen todos a un punto común y los del otro lado a otro punto común y se caracteriza por estar conectadas a la misma diferencia de potencial mencionada donde origina una misma demanda de corriente eléctrica 2.2.7 Condensadores Es capaz de almacenar energía sustentando un campo eléctrico. Está formado por un par de superficies conductoras, generalmente en forma de láminas o placas, en situación de influencia total (esto es, que todas las líneas de campo eléctrico que parten de una van a parar a la otra) separadas por un material dieléctrico o por el vacío. 15
  16. 16. 2.2.8 Transistores Un transistor es un aparato que funciona a base de un dispositivo semiconductor que cuenta con tres terminales, los que son utilizados como amplificador e interruptor. Una pequeña corriente eléctrica, que es aplicada a uno de los terminales, logra controlar la corriente entre los dos terminales. 2.2.9 Circuitos Integrados También conocido como chip o microchip, es una pastilla pequeña de material semiconductor, de algunos milímetros cuadrados de área, sobre la que se fabrican circuitos electrónicos generalmente mediante fotolitografía y que está protegida dentro de un encapsulado de plástico o cerámica. El encapsulado posee conductores metálicos apropiados para hacer conexión entre la pastilla y un circuito impreso. 16
  17. 17. 2.3 Marco legal Sección segunda Del medio ambiente Art. 86.- El Estado protegerá el derecho de la población a vivir en un medio ambiente sano y ecológicamente equilibrado, que garantice un desarrollo sustentable. Velará para que este derecho no sea afectado y garantizará la preservación de la naturaleza. Se declaran de interés público y se regularán conforme a la ley: 3. La preservación del medio ambiente, la conservación de los ecosistemas, la biodiversidad y la integridad del patrimonio genético del país. 4. La prevención de la contaminación ambiental, la recuperación de los espacios naturales degradados, el manejo sustentable de los recursos naturales y los requisitos que para estos fines deberán cumplir las actividades públicas y privadas. 5. El establecimiento de un sistema nacional de áreas naturales protegidas, que garantice la conservación de la biodiversidad y el mantenimiento de los servicios ecológicos, de conformidad con los convenios y tratados internacionales 17
  18. 18. CAPÍTULO III 3. Marco metodológico 3.1 Enfoque metodológico 3.1.1 Técnicas e instrumentos a emplear. Fase Técnica Instrumento Producto Tiempo Información que sustente Investigación Internet el planteamiento del problema del proyecto Dos días propuesto Considerar puntos de vista Diagnóstico Cuestionario Cuestionario dirigido a Comprobar el buen los estudiantes de la planteamiento del ESPOCH problema Información necesaria Una estudiantes sobre nuestro proyecto semana Internet y Bibliotecas comprender el tema que tratamos Considerar Cuestionario dirigido a puntos de vista los estudiantes Investigación Internet del Marco teórico y Análisis días Dos días Marco conceptual. Información sobre ventajas y desventajas las principales planteada resuelve una beneficiarios ( la problemática en la Dos días Verificar si la solución sociedad) Planteamiento Tres Verificar el planteamiento Cuestionario dirigido a Encuesta días Encuesta a los Información extra para Investigación Tres sociedad Tabulación de resultados Obtener los resultados Un día Un día Verificar si la información Considerar Cuestionario dirigido a obtenida es suficiente puntos de vista los estudiantes para la puesta en Un día marcha de la creación 18
  19. 19. del carro a escala Considerar Cuestionario dirigido a puntos de vista los estudiantes Presentación de ideas para la aprobación del Un día proyecto a realizar Materiales que Investigación Internet, terceras necesitaremos para la personas elaboración del carro a Un día escala Resultados Investigación Planificación Planificación Tiendas electrónicas y carpinterías Información previamente obtenida Costos Un día Primeros avances en la construcción del carro a Dos días escala Información Culminación del carro a Una previamente obtenida escala semana Documento y la Presentación Diapositivas elaboración del carro a Un día. escala finalizado 19
  20. 20. 3.1.2 Plan de Acción Actividades a Información a realizar obtener Investigar sobre el problema que vamos a tratar Realizar un cuestionario Medios de registro de Fecha de Recursos inicio y información culminación Digital.- Lunes Sustentación del Resumen de problema propuesto lo Internet 25/11/2013 Martes investigado Comprobar que el planteamiento del problema es factible 26/11/2013 Digital.- Miércoles Resumen de lo Estudiantes 27/11/2013 Viernes celdas solares Información extra 29/11/2013 Digital.Investigar sobre las investigado Lunes Resumen de lo Internet investigado Investigar sobre el uso de las pilas y baterías Digital.Ventajas y Resumen de Desventajas lo investigado Realizar una Obtener encuesta a la sustentación por sociedad parte de la sociedad Realizar la tabulación de los datos resultantes de la encuesta Miércoles 11/12/2013 Datos previamente obtenidos. Lunes 16/12/2013 Físico.Documento total del Internet Martes 17/12/2013 proyecto Físico.- Resultados 09/12/2013 Documento total del Miércoles Internet proyecto. 18/12/2013 Jueves 19/12/2013 Investigar sobre los Obtener la lista de Físico.- Encuestas y Jueves materiales materiales Documento datos 26/12/2013 20
  21. 21. necesarios total del obtenidos proyecto. Físico.Investigar costos La cantidad a Documento gastar total del proyecto. Planificar la construcción del prototipo Planificar la construcción del carro a escala Presentación del PIS Datos previamente obtenidos Viernes 27/12/2013 Físico.Empezar la Documento Datos Martes elaboración total del obtenidos 02/01/2014 proyecto. Carro a escala Físico.- Datos Viernes terminado Maqueta obtenidos 05/01/2014 Calificación Físico Toda la Lunes investigación 27/01/2014 21
  22. 22. 3.1.3 Plan de Trabajo Fase /Actividad 1: DIAGNÓSTICO Competencia a desarrollar: La habilidad de ser críticos, sintetizar información y que gracias a esquemas de organización lograr el completo entendimiento de un tema. Estrategia Actividad/ Ejes tarea trasversales Investigar Introducción a Tipos de sobre el la lectura problema que Comunicación vamos a tratar Científica de aprendizaje Recursos Responsables Tiempo y Fechas Lunes Internet NatalyTacuri 14/10/2013 Martes 15/10/2013 Procesos de Danilo expansión y Realizar un Habilidades del contracción cuestionario pensamiento Estudiantes Miércoles Yanchatipan 16/10/2013 Viernes de ideas 18/10/2013 Introducción a Cuestionari Esquemas de Realizar una la o realizado organización entrevista Comunicación anteriorme Científica Lunes nte Cesar Zhindon 21/10/2013 Viernes 25/10/2013 Investigar sobre las Esquemas de contaminación Introducción a Lunes Internet y causada por Comunicación Bibliotecas las pilas y organización la Científica Mirella Medina 04/11/2013 Miércoles 06/10/2013 baterías Procesos de expansión y contracción de ideas Investigar sobre las celdas solares Jueves Habilidades del pensamiento Estudiantes Miguel Ruiz 07/11/2013 Viernes 08/11/2013 22
  23. 23. Fase /Actividad 2: PLANTEAMIENTO Competencia a desarrollar: La habilidad de poder generar soluciones a los planteamientos de problemas. Estrategia de Actividad/ Ejes aprendizaje tarea trasversales Investigar Habilidades ventajas y del Proceso de expansión y contracción de ideas Proceso de Recursos Tiempo y Responsables Fechas Miguel Ruiz Lunes Cesar Zhindon 18/11/2013 Cuestionari Danilo Martes o Yanchatipan 19/11/2013 Internet desventajas pensamiento Realizar Habilidades una del encuesta pensamiento Realizar la Introducción Datos tabulación a la arrojados de Comunicació por las resultados n Científica encuestas Expansión y Considerar Habilidades contracción de puntos de del ideas vista pensamiento expansión y contracción de ideas Lectura Crítica y Esquemas de Organización. Miércoles 20/11/2013 Mirella Medina Jueves 21/11/2013 Criterios por parte de los NatalyTacuri Viernes 22/11/2013 estudiantes Fase /Actividad 3: RESULTADOS Competencia a desarrollar: La habilidad de poder ser planificadores para llegar a cumplir un objetivo Procesos de expansión y Actividad/ Ejes contracción tarea trasversales Recursos Responsable Tiempo y s Fechas Mirella Medina Lunes de ideas Considerar Organización puntos de vista Habilidades del Pensamiento Estudiantes 09/12/2013 23
  24. 24. Introducción a Tipos de Realizar una la lectura investigación comunicación Internet NatalyTacuri Martes 10/12/2013 científica Esquemas de Investigar Organización organización costos del aprendizaje Danilo Ferreterías Yanchatipan Planificar la puesta en Planificación marcha de la construcción 11/12/2013 Jueves Habilidades del Datos de la pensamiento investigación Miguel Ruiz 12/12/2013 Viernes 13/12/2013 de la maqueta Planificar la Planificación Miércoles puesta en Habilidades del marcha de la pensamiento elaboración Información previamente obtenida Lunes Cesar 06/01/2014 Zhindon Viernes 17/01/2014 Reunión de Reflexión y Presentar el Todos los datos de Resultados proyecto final módulos toda la Todos Lunes 27/01/2014 investigación 24
  25. 25. 3.1.4 Tiempo estimado Matriz de control del Proyecto Fase/ Act. Programación Semanal Responsable Descripción 1 2 3 X X 4 5 6 7 X Tiempo y fecha Medina Mirella DIAGNÓSTICO 2° PLANIFICACIÓN 3° X Ruiz Miguel X RESULTADOS x Elaborado por : Grupo de Ingeniería (CING- 04) x X Firma: 30 Horas TacuriNataly 1° 10 Yanchatipan Horas Danilo 35 Zhindon Horas Cesar Fecha: Lunes 27/01/2014 3.2 Técnica de recolección de datos Se realizó una encuesta a 15 estudiantes de la ESPOCH (ver anexo 2) 3.3 Técnica de procesamiento y análisis de datos 1-¿cuántas pilas se encuentran en su casa? 46.66% muchas 40% pocas 13.3% ningunas PREGUNTA1 muchas pocas ninguna 2-cuando las pilas se agotan las: 25
  26. 26. 13.3% queman 60% tiran 26.66% guardan PREGUNTA 2 quemas tiras guardas 3-¿qué tipo de pilas usa más frecuentemente? 86.66% comunes 13.3% recargables PREGUNTA 3 comunes recargables 4-¿elige una marca en especial en el momento de comprar pilas? 26
  27. 27. 60% SI 40% NO PREGUNTA 4 si no 5-¿usted cree que las pilas causan daños a: 46.66% ambiente 33.33% ambiente y salud 20% ninguna PREGUNTA 5 ambiente salud y ambiente ninguna 6-¿cuántos artefactos con pilas se encuentran en su casa? 27
  28. 28. 13.33 % ENTRE 1 Y 3 66.66% ENTRE 3 Y 6 20% MAS PREGUNTA 6 entre 1 y 3 entre 3 y 6 mas 7-¿qué piensa que debe hacerse cuando las pilas se agotan? 13,3% tirar 60% reciclar 20% enterrarlas o quemarlas 6.66% ponerlas en un lugar seguro para que no se contaminen PREGUNTA 7 tirar reciclar enterrarlas o quemarlas ponerlas en un lugar seguro 28
  29. 29. 8- si existiera un lugar que reciba y recicle pilas agotadas ¿usted las llevaría? 73.33% SI 26.66% NO PREGUNTA 8 si no CAPITULO IV 29
  30. 30. 4 Propuesta del proyecto 4.1 Estudio diagnóstico Mediante la temática del proyecto se llegó a la conclusión de que la sociedad es consciente del daño que provocan las pilas y baterías al medio ambiente sin embargo no buscan alternativas ecológicas para reducir dicha contaminación, olvidando que se pueden utilizar otras fuentes de energía como la luz solar la cual es inagotable. El proyecto integrador de saberes tiene como finalidad analizar los problemas sociales que ocurren en la medida que la ciencia y tecnología avanza, proponiendo posibles soluciones dirigidas a la carrera de ingeniera. Demostrando las capacidades de los estudiantes y manifestando que se puede dar apertura al avance tecnológico implementando técnicas no dañinas para el medio ambiente. 4.2 Factibilidad Tomar conciencia del daño ocasionado al ecosistema no es suficiente para salvaguardar el entorno en cual se desarrolla el ser humano, es por ello que se está poniendo en práctica un método para obtener energía, ya propuesto anteriormente; pero que no ha tenido la importancia necesaria para ser implementada en la sociedad. La implementación de una célula fotovoltaica en un carro a escala es una pequeña muestra de lo que se puede realizar para reducir contaminación que cada día se va incrementando causando daños irreversibles al planeta. Este proyecto es factible realizarlo debido a que se utiliza un medio natural para obtener energía, el cual no tiene costo, ni una limitación para su uso, además se lo elabora de forma artesanal utilizando madera MDF. 4.3 Diseño de la propuesta 30
  31. 31. Dado que es factible la elaboración del proyecto, se ha decidido construir el carro a escala que tiene como finalidad demostrar el funcionamiento del carro a escala mediante el uso de energía solar transformada en energía eléctrica con la ayuda de una celda solar y principalmente servirá como aplicativo de la investigación que se llevó a cabo. Dando a conocer el objetivo principal del proyecto. 4.3.1 Materiales  Madera MDF de 90X60 cm  Sierra de arco para madera  Celda solar de 6 Voltios  Multímetro  Goma blanca  Papel de lija  Tornillos  Destornillador  Sellador de laca  Pintura para madera  Laca transparente brillante 4.4 Aplicación práctica de la propuesta (ver anexo 4) 4.4.1 Procedimiento  Adquirir un carro a control remoto  Desmontar la carrocería de plástico a un carro que funciona con control remoto.  Desprender la placa de circuito eléctrico. 31
  32. 32.  Cortar la base de plástico en la cual se localiza las llantas con sus respectivos motores.  Hacer el diseño para la base de madera en la cual se coloca los motores en la parte delantera los que dan la dirección al carro y en la parte trasera el motor que proporciona el avance o retroceso del carro.  Diseñar el bosquejo de la carrocería.  Medir el voltaje del panel con ayuda de un multímetro  Aplicar las medidas correspondientes a la madera (MDF); teniendo en cuenta las conexiones debidas en el interior del carro puesto que las cuatro pilas van conectadas en serie para generar los seis voltios necesarios para mover el carro, la celda solar está conectada a las pilas en paralelo; estas pilas cumplen el papel de acumuladores puesto que ya son usadas y la energía de la celda se guardara directamente en las pilas recargándolas constantemente, siempre y cuando esta esté expuesta a la luz solar. 32
  33. 33.  Realizar líneas de corte.  Con la ayuda de una caladora manual cortar la madera siguiendo las líneas de corte previamente establecidas, considerando aplicar una fuerza leve al seguir una línea recta y aumentar la misma cuando se desea girar.  Una vez cortadas las piezas se procede a pegarlas con goma blanca.  Lijar la madera utilizando papel de lija # 120 o 180.  Pulir la misma con papel de lija # 400.  Para dar color utilizar tintes (cerezo).  Para cubrir las imperfecciones utilizar sellador de laca.  Dejar secar el sellador y proceder a lijar con papel de lija # 400.  Utilizando un paño limpiar los residuos.  Para finalizar pasar laca transparente brillante. 4.4.2 Cálculos Revoluciones por minuto (RPM) 180 RPM 33
  34. 34.  Para obtener la potencia del motor.  Velocidad del carro.  Aceleración del carro. 34
  35. 35. 4.4.3 Tabla de velocidad y aceleración del carro TIEMPO 2.34 s 6.2 s 12.5 s 18.7 s DISTANCIA 1m 5m 10 m 15 m VELOCIDAD 0.42 m/s 0.806 m/s 0.8 m/s 0.802 m/s ACELERACIÓN 0.17 m/s2 0.13 m/s2 0.064 m/s2 0.042 m/s2 4.4.4 Tabla de desaceleración del carro TIEMPO QUE DURA LA DESACELERACIÓN 1.29 s 2.35 s 3.73 s 4.2 s DISTANCIA QUE DESACELERA DESACELERACIÓN 48.7 cm 1.29 m 1.42 m 1.54m 0.0882 m/s2 0.0649 m/s2 0.032 m/s2 0.0214 m/s2 35
  36. 36. Conclusiones La utilización de pilas y baterías se reduce en un gran porcentaje gracias a que la celda solar aprovecha la energía calorífica producida por el sol y la transforma en eléctrica, evitando el uso excesivo de pilas y baterías, siendo estas un contaminante principal del ecosistema. La energía calorífica absorbida por el panel solar, transformada en energía eléctrica se almacena directamente en las pilas usadas cumpliendo el papel de acumulador, proporcionando al mismo un tiempo indefinido de uso. se logró elaborar un carro a escala de manera artesanal cumpliendo con el objetivo principal, siendo amigables con el ecosistema. Recomendaciones Se recomienda dejar el carro en el sol durante 6 horas para que este tenga suficiente energía para que pueda funcionar Es fundamental considerar que el voltaje del motor del carro sea igual al de la celda solar. El proyecto realizado no debe quedarse plasmado solo en un modelo, másbien las empresas de juguetes deberíanimplementar este método de obtención de energía solar que no contamina el medio ambiente. 36
  37. 37. Linkografia: http://es.wikipedia.org/wiki/Celda_Solar_Graetzel http://www.dforceblog.com/2008/07/18/que-es-una-celda-solar/ http://www.google.com.ec/url?sa=t&rct=j&q=tipos%20de%20pilas%20y%20ba terias&source=web&cd=1&cad=rja&sqi=2&ved=0CCYQFjAA&url=http%3A%2 F%2Fecoabc2.galeon.com%2Faficiones1058548.html&ei=aSXkUoOOsfFsAT5t4CoBA&usg=AFQjCNH8_LlelHCpmGvPZkGqNQ3XE9wbw&bvm=bv.59930103,d.cWc http://www.google.com.ec/url?sa=t&rct=j&q=contaminacion%20de%20las%20 pilas&source=web&cd=5&cad=rja&sqi=2&ved=0CDEQFjAE&url=http%3A%2F %2Fwww.chispita.cl%2Fmedio-ambiente%2Fpor-que-las-pilascontaminan.html&ei=gyXkUonfK9LJsQTitIGoCw&usg=AFQjCNFY4fZAQDsDl LrB4WT_Ln4AD3Ze0w&bvm=bv.59930103,d.cWc http://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctrica http://www.google.com.ec/url?sa=t&rct=j&q=tiempo%20de%20degradaci%C3 %B3n%20de%20las%20pilas&source=web&cd=1&cad=rja&sqi=2&ved=0CCY QFjAA&url=http%3A%2F%2Fes.answers.yahoo.com%2Fquestion%2Findex% 3Fqid%3D20090818150406AAFg34x&ei=2iXkUv33C4OsQTqt4KgCw&usg=AFQjCNFW_UkM04ZbMBveS-iaj79LDCGMSg http://www.ecuaworld.com.ec/ecuador_constitucion.htm 37
  38. 38. ANEXO 1 Composición de diversos tipos de pilas y baterías 38
  39. 39. ANEXO 2 Modelo de la encuesta 39
  40. 40. ENCUESTA 1-¿cuántas pilas se encuentran en su casa? muchas pocas ninguna 2-cuando las pilas se agotan las: quemas tiras guardas 3-¿qué tipo de pilas usa más frecuentemente? pilas comunes pilas recargables 4-¿elige una marca en especial en el momento de comprar pilas? ¿cuál? si no marcas: energizer, duracell, kodak 5-¿usted cree que las pilas causan daños a: ambiente salud ambas ninguna 6-¿cuántos artefactos con pilas se encuentran en su casa? entre 1 y 3 entre 3 y6 menos más 7-¿qué piensa que debe hacerse cuando las pilas se agotan? *tirar *reciclar *guardarlas *enterrarlas o quemarlas *ponerlas en un lugar seguro para que no contaminen 8- si existiera un lugar que reciba y recicle pilas agotadas ¿usted las llevaría? si no 40
  41. 41. 41
  42. 42. ANEXO 3 Materiales utilizados en la elaboración del carro 42
  43. 43. Madera MDF (90x60 cm) Arco de sierra para madera (sierra de pelo) Lija # 180 y 400 43
  44. 44. Goma blanca Piro grabador (clavo al rojo vivo) Tornillos y destornillador de estrella } 44
  45. 45. Taladro Pintura para madera MDF Sellador de laca 45
  46. 46. Laca transparente brillante Celda solar de 6 Voltios Carrocería de plástico desmontada 46
  47. 47. ANEXO 4 Planos del carro 47
  48. 48. ANEXO 5 Elaboración del carro 48
  49. 49. Bosquejo de la carrocería Aplicación de medidas a la madera Lijar la madera 49
  50. 50. Unir las piezas Conectar la celda solar a los circuitos del carro  Cálculos 50

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