Escuela Subtte. Luís Cruz Martínez: usando la radiación solar para mejorar nuestra calidad de vida

Los estudiantes del Liceo quisieron aprovechar la energía solar que no tiene costo y utilizar botellas de plástico que se tiran a la basura. La idea, en términos simples, consiste en crear un pequeño invernadero en cada botella y pasar por dentro de la misma una manguera de riego (polietileno). De esta manera, el calor que queda atrapado en la botella y que luego es absorbido por la manguera (que es negra) se transfiere al agua y así se puede calentarla y ahorrar combustible como gas, electricidad o leña.

Asignaturas y objetivos de aprendizaje

Ciencias Naturales:

OA 8: Analizar las fuerzas eléctricas
OA 9: Investigar, explicar y evaluar las tecnologías que permiten la generación de energía eléctrica, como ocurre en pilas o baterías, en paneles fotovoltaicos y en generadores (eólicos, hidroeléctricos o nucleares, entre otros).

OA 11: Desarrollar modelos e investigaciones experimentales que expliquen el calor como un proceso de transferencia de energía térmica entre dos o más cuerpos que están a diferentes temperaturas, o entre una fuente térmica y un objeto.

Tecnología:

OA1: Identificar oportunidades o necesidades personales, grupales o locales que impliquen la creación de un producto tecnológico, reflexionando acerca de sus posibles aportes.

OA3: Diseñar y crear un producto tecnológico que atienda a la oportunidad o necesidad establecida, respetando criterios de eficiencia y sustentabilidad, y utilizando herramientas TIC en distintas etapas del proceso.

OA4: Evaluar el producto tecnológico creado, aplicando criterios propios y técnicos, y proponer mejoras asociadas tanto a los procesos como al producto final.

Historia:

OA 20: Explicar los criterios que definen a una región, considerando factores físicos y humanos que la constituyen (por ejemplo, vegetación, suelo, clima, lengua común, religión, historia, entre otros), y dar ejemplos de distintos tipos de regiones en Chile y en América (culturales, geográficas, económicas, político-administrativas, etc.).
OA 22: Aplicar el concepto de desarrollo para analizar diversos aspectos de las regiones en Chile, considerando el índice de desarrollo humano, la diversidad productiva, de intercambio y de consumo, las ventajas comparativas, la inserción en los mercados internacionales, y el desarrollo sustentable.

Conceptos clave

  • Energía: Capacidad que tiene la materia de producir trabajo en forma de movimiento, luz, calor, etc.
  • Radiación solar: La radiación solar es el conjunto de radiaciones electromagnéticas emitidas por el Sol. El Sol es una estrella que se encuentra a una temperatura media de 6000 K en cuyo interior tienen lugar una serie de reacciones de fusión nuclear que producen una pérdida de masa que se transforma en energía.
  • Transferencia de calor: La transferencia de calor es el proceso de propagación del calor en distintos medios. La parte de la física que estudia estos procesos se llama a su vez Transferencia de calor o Transmisión de calor o transferencia térmica. La transferencia de calor se produce siempre que existe un gradiente térmico o cuando dos sistemas con diferentes temperaturas se ponen en contacto. El proceso persiste hasta alcanzar el equilibrio térmico, es decir, hasta que se igualan las temperaturas.
  • Medio Ambiente : El medio ambiente es el espacio en el que se desarrolla la vida de los seres vivos y que permite la interacción de los mismos. Sin embargo este sistema no solo está conformado por seres vivos, sino también por elementos abióticos (sin vida) y por elementos artificiales.

¿Cómo funciona la energía solar en este proyecto?

¿Cómo podemos utilizar la radiación solar para mejorar nuestra higiene y calidad de vida en nuestra escuela?:

  • La escuela no cuenta con sistema de agua caliente en las duchas de los camarines, por ello los estudiantes no las utilizan en los meses de mayo a octubre. después de las clases de Educación Física o entrenamientos deportivos.

Por eso los estudiantes del Liceo quisieron aprovechar la energía solar que no tiene costo y utilizar botellas de plástico que se tiran a la basura. La idea, en términos simples, consiste en crear un pequeño invernadero en cada botella y pasar por dentro de la misma una manguera de riego (polietileno). De esta manera, el calor que queda atrapado en la botella y que luego es absorbido por la manguera (que es negra) se transfiere al agua y así se puede calentarla y ahorrar combustible como gas, electricidad o leña.

De este modo se construye un dispositivo para calentar agua, para uso sanitario, con energía totalmente renovable. Se estima que una familia tipo de cuatro personas utiliza aproximadamente 80 litros de agua caliente por día en la cocina y en el baño. Uno puede construir este calentador del tamaño que quiera, conforme a la capacidad de agua caliente requerida para el uso diario, porque se arma con columnas de 6 botellas, con 2 metros de manguera cada una.

Se pueden acoplar en paralelo tantas columnas como uno quiera y se utiliza el techo de la casa soporte. Porque una vez construido, este calentador ecológico se coloca en el techo de chapa de la vivienda, y si se carga con 100 litros de agua, el peso debe ser soportado por la estructura del techo.