LA ELABORACIÓN DEL INFORME FINAL
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Nombre del proyecto de investigación:
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ECOLLUVIAS |
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Nombre completo de la institución educativa y la sede a la que pertenecen: |
INSTITUCION EDUCATIVA JESUS MARIA ORMAZA |
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PARA EL GRUPO DE INVESTIGACIÓN |
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Contenido: 1.TÍTULO: Nombre de la investigación ECOLLUVIAS
Índice: 1. Titulo
10.bibliografía 11.agradecimientos 12.Anexos
2. RESUMEN
El prototipo de este proyecto ha tenido mucha acogida en los escenarios donde se ha expuesto (desde un centro comercial, coliseo de la Institución y dos universidades). La posibilidad de generar energía eléctrica, mediante la utilización de agua lluvia con un sistema simple y un circuito base, es atrayente y permite una alternativa diferente para lugares retirados, comunidades rurales y/o para hogares con escasos recursos. De otro lado, el agua potabilizada genera un mayor aprovechamiento, completando el ciclo con la bomba ariete que posibilita la reutilización de aguas sobrantes (se aprovecha incluso el agua residual de la propia bomba).
Se introdujo un multiplicador de voltaje, para tener mayor aprovechamiento de la electricidad producida, a la vez que se imprime una nueva turbina de Pelton con 3 cm de ancha para maximizar el aprovechamiento del agua, que llega a la turbina con una velocidad de 3,81 m/s. La caja soporte fue cambiada de una carcasa de un monitor a una caja hecha en acrílico. Pues además de mejorar la presentación nos facilita la visualización del funcionamiento y manipulación del tubo del agua y el eje de la rueda.
En el sistema de la bomba ariete, se cambió el resorte del matillo y quedó con facilidad de graduación. La estructura en andamios, pasó a madera de esqueleto, hasta llegar a ser de cuartón para mayor estabilidad del peso aproximado de 20 kilogramos a los 3 metros de altura, reforzándose con anclajes de atornillar para seguridad del sistema y del operario.
3.INTRODUCCIÓN
Exposición de los antecedentes, el marco referencial, las razones que motivaron el trabajo (situación problemática o precisión del problema, los objetivos y las hipótesis.
La generación de energía eléctrica mediante la utilización de agua lluvia es una opción viable y atrayente, además permite una alternativa diferente para lugares retirados, comunidades rurales y/o para hogares con escasos recursos. La diversidad geográfica y las abundantes lluvias en unas zonas, como la ausencia de las mismas en otras proyectan un escenario importante para el protagonismo de Ecolluvias. El diseño e implementación de una planta que genere energía eléctrica y purifique el agua lluvia para las poblaciones marginadas geográficamente y económicamente, ayudaría también al cuidado del recurso hídrico, evitaría más contaminación y sería muy amigable con el medio ambiente en general. Almacenar y manipular en forma higiénica el agua, además de tener los espacios e instrumentos sanitarios básicos que permitan adecuadas prácticas higiénicas de forma personal, familiar y social es una necesidad imperante a nivel regional y global. Para el buen uso del agua lluvia, es necesario protegerla, manteniéndola limpia y evitando su contaminación con sustancias químicas, residuos de insectos u otros animales como también residuos de procedencia humana. De ahí la recomendación de implementar acciones a nivel casero para consumo humano de agua lluvia. Para mejorar la calidad del agua se pueden aplicar tres métodos diferentes: Clarificación (No puede ser turbia- se debe sedimentar o decantar-), Filtración (separación de partículas en suspensión en fase sólida de un fluido-depende de los poros del medio filtrante, la velocidad de filtración y la capacidad de remoción de dichas partículas-) y Desinfección (es la eliminación de los microorganismos transmisores que se presentan en el agua – puede hervirse el agua o tratarse adecuada y cuidadosamente con cloro-) .
4.ESTAR EN LA ONDA
El grupo de investigación está conformado por 33 estudiantes y 2 profesores. 30 estudiantes pertenecen al grado 9° D y los otros tres pertenecen a grado 10° D (Modalidad de conservación de recursos Naturales) Se eligió el grado 9°D por su compromiso académico y deseos de investigar. Entre los tres estudiantes de 10°D se encuentra Daniel Otálora Ramírez, quién lleva más de tres años como integrante del grupo de robótica ambiental de la institución. Cabe anotar que el estudiante Jhon Breynner Losada Amaya, que desarrollaba la función de fotógrafo en el grupo de investigación se retiró del grupo por dificultades personales y fue reemplazado por Sebastián Sánchez Bedoya de 10°D.
El grupo posee 13 niñas, 20 niños y 2 profesores.
5.PERTURBACIÓN DE LA ONDA Para llegar a esta pregunta previamente realizamos una oleada de preguntas para ir orientando nuestra investigación y así definir lo que queríamos indagar, fue entonces como llegamos a esta pregunta:
¿Se podrá utilizar el agua lluvia para la generación de energía y emplearla para el consumo humano?
6.SUPERPOSICIÓN DE LAS ONDAS
¿Cómo utilizar el agua lluvia para la generación de electricidad? y ¿cómo adecuarla para el consumo humano? Esta fase se desarrolló mediante la construcción del prototipo y la inscripción en la convocatoria del programa Ondas a cargo de los docentes. Esta investigación es importante porque contribuye al cuidado del medio ambiente además esta articulado al PEI y la modalidad lo que permite que varios grados se involucren con la investigación, se motiven a participar y a dejar salir todo su potencial, esta investigación podrá beneficiar a muchas personas no solo del proyecto sino también de la comunidad educativa en general, es un análisis a nuevos conocimientos desde de todo lo que conlleva realizar una investigación y sus posibles conclusiones. Se espera beneficiar principalmente a las personas de bajos recursos a los cuales no se les facilita pagar altos precios de la factura de agua teniendo en cuenta que la mayoría de los estudiantes estamos ubicados en estratos 1 y 2.
Es importante porque contribuye al cuidado del medio ambiente además esta articulado al PEI y la modalidad lo que permite que varios grados se involucren con la investigación, se motiven a participar y a dejar salir todo su potencial, esta investigación podrá beneficiar a muchas personas no solo del proyecto sino también de la comunidad educativa en general, es un análisis a nuevos conocimientos desde de todo lo que conlleva realizar una investigación y sus posibles conclusiones.
A quién beneficia: espera beneficia principalmente a las personas de bajos recursos a los cuales no se les facilita pagar altos precios de la factura de agua teniendo en cuenta que la mayoría de los estudiantes estamos ubicados en estratos 1 y 2.
. 7.TRAYECTORIA DE INDAGACIÓN Objetivo general: Diseñar un prototipo con un sistema simple y un circuito base que pueda utilizar el agua lluvia para la generación de energía. Objetivos específicos:
El camino a seguir es trazado para resolver dos cuestionamientos: ¿Cómo utilizar el agua lluvia para la generación de electricidad? y ¿cómo adecuarla para el consumo humano? Actividad 1: Reunión con la asesora Natalia Parra. Puesta en común con la profesora Jacqueline González Rayo, la coordinadora Liliana Duque y el profesor Benjamín Asmed Martínez Quintero. Actividad2: Taller sobre Trayectorias. Asesora, los dos Profesores, estudiantes de grado 9°D y 3estudiantes de grado 10°D. Una vez definido el prototipo y su objeto de aplicación social, se traza el plan de trabajo Actividad 3: Compartir conocimientos de robótica ambiental con la Institución Educativa del retiro, en compañía de las dos profesoras y la asesora. Actividad 4: Definición de roles del grupo de investigación, definición del nombre del grupo de investigación y nombre del proyecto. Actividad 5: Compartir conocimientos de robótica ambiental con la Institución Educativa María Dolorosa, en compañía del profesor Freddy Barrios Vanegas, 23 estudiantes y la asesora Natalia Parra. Actividad 6: Clase y grupos de trabajo en el aula de artes con los demás compañeros. Definición del logotipo. Asisten el grupo de investigación, los dos profesores y asesora. Actividad 7: Compartir conocimientos de robótica ambiental con la Institución Educativa Ciudadela Cuba en compañía del profesor de Tecnología Gustavo, 18 estudiantes de grado 7° y la asesora. Actividad 8: Exposición del diseño y planeación de visitas a empresa de energía y secretaría de salud departamental. Actividad 9: Puesta en común del proyecto. Exposición de avances en el laboratorio de física, mediante la utilización de basura electrónica. Impresión de primera turbina de Pelton. Actividad 10: Exposición al colegio del primer prototipo, usando material reciclado y andamios. Lugar Coliseo de la Institución. Actividades 11-12: Visita a la empresa de energía y puesta en común de avances a ingenieros de la empresa de energía en el laboratorio de física. Actividad 13: Exposición del prototipo en el centro comercial Victoria Plaza. Previa impresión de segunda turbina de Pelton. Actividad 14: Ajuste al prototipo en laboratorio de física. Realización de tolva en acrílico y adecuación multiplicador de voltaje. Actividad 15: Exposición en Universidad Católica Actividad 16: Exposición en Universidad Autónoma de las Américas. Actividad 17: Puesta a punto del grupo de investigación con preguntas de la encuesta Actividad 18. Visita a la U.T.P. del grupo de Investigación y conferencias en el planetario. Actividad 19 Visita y exposición del grupo base (de 10°D) en la Universidad Antonio Nariño. Actividad 20: Exposición en U.T.P.
8.RECORRIDO DE LAS TRAYECTORIAS DE LA INDAGACIÓN
Al principio se pretendía trabajar básicamente con material reciclado, pero para efectos de eficacia, eficiencia y presentación el grupo de investigación aprobó la adquisición de elementos comprados o al fiado para mejor resultado. Después de trabajar inicialmente con andamios prestados, continuamos con una base en varilladle esqueleto, pero por el peso a una altura de tres metros el grupo concluyó que lo mejor era trabajar con cuartón y bases sólidas de madera. De otro lado, se imprimió una nueva turbina de Pelton, con 3 centímetros de ancha. Realizamos talleres con los estudiantes de robótica ambiental educativa para incentivarlos a participar de nuestras experiencias y para que nos dieran buenas ideas para nuestro prototipo. También realizamos un grupo focal con otra institución educativa; el ciudadela cuba para hablar sobre los alcances del proyecto y hasta donde se nos es posible llegar con él en fase 1, así mismo compartimos saberes y experiencias.
9.REFLEXIÓN DE LA ONDA Para el grupo de Investigación ha sido muy grato el proyecto, por la diversidad de espacios visitados, personas y personajes conocidos. En las exposiciones vimos a personas muy interesadas en el proyecto, e incluso por varias ocasiones, en especial en el centro comercial donde la exposición fue abierta al público, insistían en cuanto se vendía. Consideramos que si nos ofrecían comprarlo es porque en realidad cautivaba y se reflejaba su aplicación y utilización. Se insiste en dificultad básica, el tema económico. Es muy difícil trabajar sin recursos. Hallamos un grupo de investigación muy comprometido. Se considera una forma adecuada de generar electricidad. Pero por una u otra razón sino se desea el sistema completo, puede aplicarse la bomba ariete para suministrar agua desde pozo o desde quebrada y/o un rio. De otro lado, la aplicación del filtro también sería muy útil en comunidades distantes o de escasos recursos. Las aplicaciones físicas resaltan por su simpleza, el teorema de conservación de la energía es aplicado cabalmente. La caída libre del agua muestra un ejemplo típico para explicar el movimiento acelerado desde la cinemática o desde las consideraciones de energía. (Como fue visto en clase de grado 10°). La bomba ariete un ejemplo base de fluidos aplicado por muchos años, pero que aún nos sirve como herramienta en la solución de problemas para suministro de agua en partes más elevadas que el caudal base. Recomendamos la utilización de acumuladores y de ser posible una simbiosis con un circuito combinado con energía solar. De ahí que dl suministro de energía puede ser más amplio.
10.BIBLIOGRAFÍA: Física Conceptual Paul G. Hewitt Tercera Edición Conservación de la energía páginas 109-111.
11.AGRADECIMIENTOS: A: Ingeniero Mecánico U.T.P. Luis Derián Zapata Mora Rector Institución Educativa Jesús María Ormaza: Fernando Valencia Lizcano Familias del Grupo Base de investigación por su apoyo incondicional. Nuestra Asesora Natalia, por su entrega, sus aportes, visitas más que resaltadas y aprovechadas, en especial por realizar la difusión de nuestra labor ambiental con la robótica educativa.
ANEXO 1. INSTRUMENTOS PARA HACER LA INDAGACIÓN
LA COMPOSICIÓN DEL INFORME DE INVESTIGACIÓN (Reflexión de la ONDA)
Cuéntale a Luna sobre los hallazgos del proceso de investigación
Las expectativas del grupo frente a la investigación y frente a Ondas fueron más allá de lo imaginado. El poder desempeñar de la mejor manera los roles asignados mostraron una ostensible mejora en la dinámica del grupo. Las cualidades a nivel individual y grupal fueron explotadas al máximo. Es posible que suene redundante, pero aprendimos nuevas formas y maneras de aprender. La información a través del avance del proyecto y del prototipo dejaron un gran aporte propio a nosotros y a nuestra institución, lo que más nos interesa como grupo es volvernos multiplicadores del saber en otros grados y en otras instituciones. Se puede generar energía mediante la utilización de agua lluvia y ser aprovechada al mismo tiempo para el consumo humano. Hallamos una relación intrínseca entre las matemáticas, la física, la química, la robótica ambiental y artes. Las matemáticas en los cálculos y mediciones, la física en la aplicación del Teorema de Conservación de Energía y el manejo de fluidos con la Bomba ariete. La química con el filtro de agua y la cloración para el agua. La robótica con el manejo de material electrónico reciclado y el montaje del circuito. Cabe destacar lo estético en relación con las artes. Es importante anotar que los sistemas también jugaron un papel trascendental, dado que las Turbinas de Pelton fueron impresas en impresoras 3D.y se realizó la presentación en Powtoon y el diseño base en Blender.
Cuéntale a Nacho las dificultades que tuviste en
la investigación y como las has superado.
Xua quiere que le compartas con ella los aprendizajes de la experiencia de investigación
Las fortalezas del grupo de investigación, las quiere conocer Omacha, cuéntaselas!
Teo quiere conocer las recomendaciones que haces para otros investigadores y para el programa Ondas en general.
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