COLEGIO NACIONAL TABACUNDO

BACHILLERATO EN CIENCIAS GENERALESTCNICA DE INVESTIGACIN

APROVECHAMIENTO TERMODINMICO PARA EL AHORRO DE ENERGA ELCTRICA.

TUTOR: Lic. Juan Jos MonterosAUTOR: Ronny Morocho

Tabacundo: 15 de Febrero del 2014DECLARACIN

Yo Ronny Morocho, declaro bajo juramento que el trabajo aqu descrito es de mi autora; que no ha sido previamente presentado como proyecto monogrfico; y, he consultado las referencias bibliogrficas que se incluyen en este documento.

Ronny Morocho

CERTIFICACIN

Certifico que el presente trabajo fue desarrollado en su totalidad por Ronny Morocho, bajo mi supervisin

___________________Lic. Juan Jos MonterosTUTOR DE MONORAFIA

FORMULARIO DE EVALUACINPARA USO EXCLUSIVO DEL DIRECTOR

TEMA: APROVECHAMIENTO TERMODINMICO PARA EL AHORRO DE ENERGA ELCTRICA.AUTOR(ES):Ronny MorochoCRITERIOS DE EVALUACINNIVEL DE LOGRO

DIRECTORMXIMO

A Formulacin del problema de investigacin 2

B Introduccin 2

C Investigacin 4

D Conocimiento y comprensin del tema 4

E Argumento razonado 4

F Aplicacin de habilidades de anlisis y evaluacin apropiadas para la asignatura 4

G Uso de un lenguaje apropiado para la asignatura 4

H Conclusiones 2

I Presentacin formal 4

J Resumen 2

K Valoracin global 4

TOTAL36

NOTA FINAL

________________________Juan Jos MonterosDIRECTOR DEL PROYECTO

AGRADECIMIENTOS

Agradezco a los maestros del Colegio Nacional Tabacundo los cuales han sido un pilares importantes en mi desarrollo acadmico, sus enseanzas transmitidas y sus valores han sido de gran ayuda para poder culminar este trabajo monogrfico.

DEDICATORIA

El presente trabajo monogrfico est dedicado a toda mi familia especialmente a mi hermano que han sido el motor fundamental que me ha impulsadoseguir adelante; gracias a su apoyo continuo he incondicional he podido culminar una etapa ms en mi vida.

JUSTIFICACIN

El desarrollo del presente trabajo de investigacin es para obtener el Ttulo de Bachiller En Ciencias Generales y a la vez dar a conocer sobre los recursos naturales que tenemos a la mano, al pueblo de Tabacundo.

A lo largo del tiempo se ha buscado diversos mtodos para el ahorro de energa, para ello se han producido grandes inventos los cuales son muy costosos para adquirirlos y no estn al alcance de todos.

Para ello me he planteado una pregunta, Por qu no usar recursos naturales que son gratuitos para el ahorro de energa elctrica? El aprovechamiento del sol sera un gran recurso para el ahorro de energa.

En el Ecuador existen muchos lugares en donde se podra implementar proyectos para el ahorro de energa elctrica gracias a sus estados climticos, uno de ellos es el calor que emite el sol la cual se podra aprovechar al momento de tomar un bao de agua caliente , producindonos un ahorro de energa elctrica.

Por eso me ha surgido la necesidad de realizar este tema porque a diario la mayora de personas en sus hogares toman un bao de agua caliente la cual esta consume energa elctrica , conllevndonos a un consumo anual de electricidad y esto nos lleva a un gasto elevado al momento de pagar la planilla de luz.

INTRODUCCIN

El presente trabajo investigativo tiene un contenido muy complejo y fcil de comprender, en el primer captulo encontraremos una breve resea histrica,para pasar al estudio de la materia, tomos y molculas queIntervienen en la formacin de la electricidad.

Dentro del captulo dos, tendremos todo el concepto que abarca laElectricidad, la corriente elctrica, tipos de corriente (continua y alterna),Diferentes formas de producir Electricidad, tambin en este captulo nos referimos a las diversas Aplicaciones del Efecto Calorfico y sus inconvenientes.

En el captulo tres veremos los circuitos elctricos simples, en serie, enParalelo, en donde se los define y se los explica detalladamente, y por ltimo en el captulo cuatro veremos algunos consejos y formas para el ahorro energtico.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Lograr el mayor aprovechamiento solar para el ahorro de energa elctrica.

OBJETIVOS ESPECFICOS

1.- Definir acciones para el ahorro de energa elctrica en remplazo con el calor solar.

2.-Determinar cuan eficiente resulta calentar el agua en el interior de tubos de acero para el uso en duchas de bao.

3.-Presentar un sistema que caliente agua sin necesidad de corriente elctrica.

NDICEPortada........iDeclaracin..................................................................iiCertificacin....iiiFormulario de Evaluacin............ivAgradecimientos.vDedicatoria..viJustificacin....viiIntroduccin.viiObjetivos..ixndice........xCaptulo I1. Resea Histrica de la Electricidad......1,2Captulo II2. Electricidad....32.1Corriente Elctrica......42.2 Corriente Continua....42.3 Corriente Alterna52.4 Aplicaciones del Efecto Calorfico...5,62.5 Inconvenientes de Efecto Trmico..6Captulo III3. Ley de Ohm......73.1 Circuitos Elctricos.83.2 Circuito en Serie.93.3 Circuito en Paralelo....9Captulo IV4. Formas de Ahorro Energtico.10,11Resumen12Anexos13,14Bibliografas15Webgrafa16

CAPITULO I

1.Resea Histrica de la Electricidad

La historia de la electricidad se refiere al estudio y uso humano de la electricidad, al descubrimiento de sus leyes como fenmeno fsico y a la invencin de artefactos para su uso prctico.El fenmeno en s, fuera de su relacin con el observador humano, no tiene historia; y si se la considerase como parte de la historia natural, tendra tanta como el tiempo, el espacio, la materia y la energa. Como tambin se denomina electricidad a la rama de la ciencia que estudia el fenmeno y a la rama de la tecnologa que lo aplica, la historia de la electricidad es la rama de la historia de la ciencia y de la historia de la tecnologa que se ocupa de su surgimiento y evolucin.Uno de sus hitos iniciales puede situarse hacia el ao 600a.C., cuando el filsofo griegoTales de Mileto observ que frotando una varilla de mbar con una piel o con lana, se obtenan pequeas cargasque atraan pequeos objetos, y frotando mucho tiempo poda causar la aparicin de una chispa. Cerca de la antigua ciudad griega de Magnesia se encontraban las denominadas piedras de Magnesia, que incluan magnetita. Los antiguos griegos observaron que los trozos de este material se atraan entre s, y tambin a pequeos objetos de hierro. Las palabras magneto y magnetismo derivan de ese topnimo.La electricidad evolucion histricamente desde la simple percepcin del fenmeno, a su tratamiento cientfico, que no se hara sistemtico hasta el siglo XVIII. Se registraron a lo largo de la Edad Antigua y Media otras observaciones aisladas y simples especulaciones, as como intuiciones mdicas (uso de peces elctricos en enfermedades como la gota y el dolor de cabeza) referidas por autores como Plinio el Viejo y Escribonio Largo, u objetos arqueolgicos de interpretacin discutible, como la Batera de Bagdad, un objeto encontrado en Irak en 1938, fechado alrededor de 250a.C., que se asemeja a una celda electroqumica. No se han encontrado documentos que evidencien su utilizacin, aunque hay otras descripciones anacrnicas de dispositivos elctricos en muros egipcios y escritos antiguos.La electrificacin no slo fue un proceso tcnico, sino un verdadero cambio social de implicaciones extraordinarias, comenzando por el alumbrado y siguiendo por todo tipo de procesos industriales y de comunicaciones. Lenin, durante la Revolucin bolchevique, defini el socialismo como la suma de la electrificacin y el poder de los soviets, pero fue sobre todo la sociedad de consumo que naci en los pases capitalistas, la que dependi en mayor medida de la utilizacin domstica de la electricidad en los electrodomsticos, y fue en estos pases donde la retroalimentacin entre ciencia, tecnologa y sociedad desarroll las complejas estructuras que permitieron los actuales sistemas de I+D e I+D+I, en que la iniciativa pblica y privada se interpenetran, y las figuras individuales se difuminan en los equipos de investigacin.La energa elctrica es esencial para la sociedad de la informacin de la tercera revolucin industrial que se viene produciendo desde la segunda mitad del siglo XX .nicamente puede comparrsele en importancia la motorizacin dependiente del petrleo Ambos procesos exigieron cantidades cada vez mayores de energa, lo que est en el origen de la crisis energtica y medioambiental y de la bsqueda de nuevas fuentes de energa, la mayora con inmediata utilizacin elctrica. Los problemas que tiene la electricidad para su almacenamiento y transporte a largas distancias, y para la autonoma de los aparatos mviles, son retos tcnicos an no resueltos de forma suficientemente eficaz.

CAPITULO II

2. Electricidad

La electricidad abarca aquellos fenmenos fsicos que hacen referencia a los efectos producidos por las cargas elctricas, tanto en reposo como en movimiento. La electricidad se manifiesta como una fuerza de atraccin cuando dos cuerpos con cargas elctricas de signo opuesto, estn lo suficientemente prximos.Es sabido que los electrones y los protones poseen cargas elctricas elementales; la carga del electrn es igual a la del protn, pero de signo contrario; la carga del electrn se le considera como negativo y a la del protn como positiva.Dentro del estudio de la electricidad, cabe mencionar tambin al magnetismo, el mismo que se ocupa de aquellos fenmenos fsicos, en lo que relaciona a los campos magnticos y a los efectos que estos campos producen en los cuerpos. El magnetismo aparece siempre que existan cargas elctricas en movimiento, y por eso es considerado una parte de la electricidad.En otras palabras diremos que la electricidad es una manifestacin fsica que tiene que ver con las modificaciones que se den en las partes ms pequeas de la materia, hablamos de los tomos y ms concretamente del electrn.

2.1 Corriente Elctrica.

Una corriente elctrica se define como el desplazamiento de cargas elctricas (electrones) a lo largo de un conductor. Si se unen mediante un conductor dos cuerpos cargados, los electrones pasan de un cuerpo a otro hasta que ambos estn al mismo potencial elctrico (tensin), establecindose una corriente transitoria.Para que la corriente sea permanente entre dos puntos unidos por un conductor, debe existir una diferencia de potencial permanente, es decir un campo elctrico, originndose as la corriente elctrica.Para que esto ocurra se necesita de un generador elctrico, que es una mquina que transforma la energa mecnica en energa elctrica, tambin se necesita un dispositivo que mantenga una diferencia de potencial entre sus polos, siendo el polo negativo el generador, el de mayor potencial, y el polo positivo de menor potencial.

2.2 Corriente Continua.

Es el flujo continuo de electrones a travs de un conductor entre dos puntos de distinto potencial. A diferencia de la corriente alterna, en la corriente continua las cargas elctricas circulan siempre en la misma direccin. Aunque comnmente se identifica la corriente continua con la corriente constante, es continua toda corriente que mantenga siempre la misma polaridad. Tambin cuando los electrones se mueven siempre en el mismo sentido, el flujo se denomina corriente continua y va del polo positivo al negativo.La corriente continua es la que proporcionan las bateras de acumuladores, pilas, dinamos y clulas fotovolticas, etc.;su smbolo de representacin es CC -. Una corriente continua se caracteriza por que los electrones libres se mueven siempre en una misma direccin por el conductor y con una intensidad constante.Las aplicaciones de la corriente continua son muy variadas, se la utiliza en baos electrolticos, alimentacin de aparatos electrnicos, traccin elctrica de un vehculo, tranvas, etc., y en muchas cosas ms.

2.3Corriente Alterna

Este tipo de corriente se caracteriza porque el flujo de electrones se mueve por el conductor de en un sentido y en otro, por esta razn el valor de la corriente se hace variable, ya que, el generador produce peridicamente cambios en la polaridad de sus terminales de salida.Utilizada genricamente, la CA se refiere a la forma en la cual la electricidad llega a los hogares y a las empresas. Sin embargo, las seales de audio y de radio transmitidas por los cables elctricos, son tambin ejemplos de corriente alterna. Debido a que la corriente altera es ms fcil de producir, y de trasportar, su campo de aplicacin es ms amplio que el de la corriente continua.

2.4 Aplicaciones del Efecto Calorfico

Numerosas experiencias permiten demostrar que el paso de la corriente elctrica por un conductor, supone un desprendimiento de calor en ste. El calor desprendido pro el efecto Joule tiene mltiples aplicaciones, de la que pasamos a enunciar algunas:Elementos de caldeo: Estn formados por resistencias preparadas para transformar la energa elctrica en calor, generalmente se construyen de ferronquel o nicrom, arrollando el hilo en forma de hlice y este a su vez alrededor del material aislante y refractario al calor. Como la resistencia del hilo es grade se consigue que el efecto Joule (R.I) sea alto, con ello, obtenemos una cantidad de calor importante.Este efecto se lo utiliza para la fabricacin de estufas, placas de cocina, hornos, planchas elctricas, secadoras, calentadores elctricos de agua, soldadores, etctera.Los elementos de caldeo se fabrican, por lo general, con hilos de aleaciones metlicas resistivas cubiertos por materiales aislantes que soportan altas temperaturas. El elemento bsico del control de temperatura que suelen poseer la mayora de los aparatos calefactores es el termostato.

2.5 Inconvenientes del Efecto Trmico

El efecto trmico se vuelve indeseable cuando no es esperado, estos casos se dan:-En el calentamiento de conductores en las lneas elctricas, lo que nos condiciona la seccin de los conductores en funcin de la intensidad de la corriente que los atraviesa.- En los conductores que forman los bobinados de transformadores, motores y generadores, que nos limita su potencial nominal.- En resistencias que tiene la misin de limitar corriente y tensin, al ser conectados en serie con la carga, por ejemplo en restatos, potencimetros, resistores en circuito electrnicos, entre otros.- En ciertos fallos, como el cortocircuito y la sobrecarga, que puede llegar a daar las instalaciones elctricas, si no se emplea la proteccin adecuada.

CAPITULO III

3. Ley de Ohm

Mientras experimentaba con circuitos elctricos, George Simon Ohm (1787-1854) descubri que existe una relacin definible con precisin entre la corriente, el voltaje y la resistencia. Todos los conductores ofrecen cierta resistencia al flujo de corriente, y si se quiere que la corriente fluya a travs de esa resistencia, se debe aplicar presin elctrica (voltaje o tensin) al circuito.La cantidad de presin o voltaje aplicado, depende de la resistencia del circuito y la cantidad de flujo de corriente que se desee. Si la resistencia del circuito permanece constante, entonces al aumentar el voltaje aumenta la corriente; por otra parte, si el voltaje permanece inalterable, al aumentar la resistencia, disminuye la corriente; expresado en forma ms simple, "La corriente vara directamente con el voltaje e inversamente con la resistencia".En otras palabras la ley de Ohm se enuncia del siguiente modo:La corriente I, es directamente proporcional al voltaje E, e inversamente proporcional a la resistencia R", de donde tenemos que:I: E/R que expresa, que la corriente I es igual al voltaje E, dividido entre la resistencia R.Tambin existen dos variantes tiles en la ley de Ohm que son:R: E/I que expresa, que la resistencia R es igual al voltaje E, dividido entre lacorriente I, y que, E=I x Rque expresa, que el voltaje E es igual ala corriente I, multiplicada por la resistencia R.La unidad de resistencia en el sistema internacional se denomina ohmio.Ohmio es la resistencia de un conductor que bajo una diferencia de potencial de un voltio permite el paso de un amperio

3.1 Circuitos elctricos

El trmino general de circuito elctrico, se refiere a un sistema o parte de un sistema con unos elementos conductores y sus correspondientes interconexiones, a travs de los cuales se quiere hacer circular una corriente elctrica. Un circuito est formado por elementos o partes activos y pasivos, unidos entre s, por unos conductores.Los elementos activos son las fuentes de energa elctrica para el circuito. Pudiendo ser bateras, generadores de corriente continua o alterna; los elementos pasivos, son las resistencias.Los elementos necesarios para que se forme un circuito elctrico bsico son:Un generador: el mismo que se encarga de generar una diferencia de potencial (tensin) entre sus dos polos.Un conductor: el cual permite que fluyan los electrones de la parte de mayor potencial (polo negativo) a la parte de menor potencial (polo positivo) del circuito.Un receptor: o aparato elctrico que aprovechando el movimiento de los electrones consiga transformar la energa elctrica en energa calorfica, luminosa, motriz, etctera.Un interruptor: se trata de una clavija situada generalmente en medio del conductor, y permite o evita el paso de carga. Si lo permite se dice que el circuito est cerrado. En caso contrario se dice que el circuito est abierto.

3.2 Circuito enserie

En un circuito en serie todos sus componentes o elementos estn conectados terminal con terminal, pasando a travs de cada uno de ellos la misma intensidad de corriente; los componentes del circuito se disponenunos a continuacin de otros, en la que los receptores se representan con el smbolo de las resistencias. Se dice que varios componentes de un circuito elctrico estn conectados en "serie", cuando la totalidad de la corriente pasa por cada uno de ellos necesariamente.La denominacin de resistencia, no implica necesariamente la idea de un accesorio llamado resistencia, instalado con el fin de oponerse al paso de la corriente elctrica, sino que, designa a todo aparato receptor montado en el circuito, como pueden ser, lmparas, motores elctricos, o cualquier otro componente consumidor de energa.En las agrupaciones de varias resistencias conectadas en serie, la intensidad de la corriente es la misma en cualquier punto del circuito, pues los electrones solo tienen un camino, y por ello, estn obligados a pasar en igual cantidad por todas las resistencias.

3.3 Circuito en paralelo

Acoplar varios receptores en paralelo (o derivacin). Es conectar los terminales de dichos terminares entre s, es decir, que el montaje de los receptores en paralelo se caracterizaporque todos ellos estn sometidos a la misma tensin.La tensin total en un circuito paralelo es igual a la tensin en cada rama del mismo, es decir: ET = E1= E2 = E3 tengamos presente que, en un problema para hallar la tensin total, hay que conocer el valor de la corriente total y la resistencia total, si alguno es desconocido habr que hallarlo primero.CAPITULO IV

4. Formas de ahorro energtico

Ahorro energtico es la accin que consiste en disminuir la intensidad del forzante radiactivo con el fin de reducir los efectos potenciales del calentamiento global. La mitigacin se distingue de la adaptacin, que implica actuar para minimizar los efectos del calentamiento global. Muy a menudo, la mitigacin supone la reduccin de las concentraciones de gases de efecto invernadero, ya sea mediante la reduccin de sus fuentes o aumentando su almacenamiento.Formas de ahorro:Ahorro Energtico en IluminacinAprovecha la luz del da.Apaga las luces al salir de las habitaciones. No dejes luces permanentemente encendidas. Coloca bombillas fluorescentes compactas en lugar de las habituales bombillas incandescentes, al menos en los lugares donde ms tiempo se utilizan (cuarto de estar, dormitorios, cuarto de bao, cocina...) Ganars en calidad y cantidad de luz: duran 8 - 10 veces ms. Aunque el precio de este tipo de bombillas es mayor que el de las tradicionales, debido a su bajo consumo elctrico se amortizan rpidamente. Contina utilizando tubos fluorescentes donde los tengas, ya que consumen mucho menos que las bombillas tradicionales, pero ten en cuenta que consumen ms energa en el momento de encenderlos. No los instales en habitaciones donde haya que encender y apagar la luz con frecuencia. Utiliza pintura blanca o de colores claros y brillantes para techos, paredes y muebles. Reflejan y distribuyen mejor la luz.

Respecto a la luz, es conveniente ir sustituyendo todas las lmparas de la casa de incandescencia a bajo consumo, o mejor todava, tecnologa LED.El gasto en luz viene fundamentalmente por los electrodomsticos, la luz y el aire acondicionado. Para conseguir ahorrar dinero en el gasto de electricidad.Apaga todo lo que no ests utilizando.Ahorro Energtico en Calefaccin - Agua caliente - Aire AcondicionadoAsla tu vivienda para conseguir un ahorro energtico en calefaccin (orden de importancia: techo, paredes, suelo) Pero evita hacerlo con las espumas que contienen gases perjudiciales para la capa de ozono! Existen materiales aislantes alternativos como la fibra de vidrio, la lana mineral, el corcho, la perlita... Pon ventanas o cristales dobles, o aislantes. Verifica los cierres de puertas y ventanas, y tapa las grietas en paredes o techos, para que no escape el calor. Pon aislante alrededor de los depsitos y tuberas del agua caliente siguiendo toda esta serie de consejos comprobaras el gran ahorro energtico del cual te puedes beneficiar

RESUMEN

La electricidad es uno de los ms grandes descubrimientos tecnolgicos y hoy en la actualidad ha pasado a ser uno de los recursos indispensables en la vida de una persona, ya que en la actualidad la mayora de electrodomsticos, maquinas industriales, televisores, celulares entre otros funcionan a base de electricidad, solo el imaginarse un mundo sin electricidad sera fatal para la humanidad en general , pero tambin existen varias formas para lograr obtener nuestra propia energa elctrica con recursosnaturales que tenemos a la mano, si todos en el mundo usaran recursos naturales que pueden ser renovables o si tan solo aprovechramos los estados climticos (calor solar, viento, lluvia) lograramos producir nuestra propia energa elctrica y estuvisemos en un problema muy grande que estamos viviendo da a da y es el calentamiento global. Pero, el aprovechamiento de los estados climticos no son la nica forma de obtener energa elctrica tambin existen otros mtodos como: el encender un LED con solo un limn verde o la obtencin de energa elctrica con estircol de animales y entre otros mtodos pero es ms factible es el aprovechamiento de los estados climticos que nos ofrece la naturaleza.

ANEXOSCorriente alterna (CA) y Corriente continua (CC)

Conversin de corriente alterna en continuaMuchos aparatos necesitan corriente continua para funcionar, sobre todos los que llevan electrnica (equipos audiovisuales, ordenadores, etc). para ello se utilizan fuentes de alimentacin que rectifican y convierten la tensin a una adecuada.Rectificacin de la tensin en corriente continua.Este proceso de rectificacin, se realizaba antiguamente mediante dispositivos llamados rectificadores, basados en el empleo de tubos de vaco y actualmente, de forma casi general incluso en usos de alta potencia, mediante diodos semiconductores o tiristores.

Generador de corriente alterna

Circuito Elctrico

Circuito en Serie

Circuito en Paralelo

BIBLIOGRAFAS

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