Proyecto del tercer módulo de física II

Universidad Autónoma del Estado de México

Plantel “Dr. Pablo González Casanova”

Trabajo colaborativo Módulo III

Reporte del funcionamiento del prototipo: Estufa Eco.

Integrantes del equipo:

Camacho Pedroza Brenda Lizeth

Esquivel Esquivel Karen Guadalupe

López Simeón Aldair Cristobal

Martínez Mexicano Alfonso

Michua Garcia Sandra Natziel

Pedraza Rogel Ana Laura

Grupo: 507

Octubre, 2017.

INTRODUCCIÓN

En el presente trabajo se realizó un análisis acerca del funcionamiento del prototipo y se realizó una serie de pruebas para la obtención de datos que nos sirvieron para comprobar una hipótesis ya planteada antes de realizar las pruebas.

El prototipo realizado en este proyecto de investigación fue una estufa ecológica (hecha a partir de materiales reciclados) que funciona gracias al etanol que producimos con un fermentador y un destilador casero.

La elaboración de este prototipo se empezó el semestre pasado, con el fin de producir alguna energía sustentable, el cual le pudiera dar solución a alguna problemática de nuestra comunidad; al ver que los días de tianguis (jueves y domingo) se produce una gran cantidad de residuos orgánicos, así como sólidos, por lo que el equipo decidió trabajar con la elaboración de energía de biomasa, para poder ocupar al menos un porcentaje de esos desechos producidos en el tianguis de Tenancingo.

HIPÓTESIS

Entre mayor sea la cantidad de residuos orgánicos (cáscaras de frutas y verduras), que son producidos en el tianguis de los días jueves y domingo del municipio de Tenancingo,  mayor será la cantidad de mililitros de etanol obtenidos.

●     Contexto del problema: Ambiental.

●     Relación lógica: Entre mejor sea; mayor será.

●     Variables: Cantidad de residuos orgánicos, cantidad de levadura o azúcar, cantidad de etanol obtenida.

PARTE II: ANÁLISIS DE DATOS

FUNCIONAMIENTO DEL PROTOTIPO

El prototipo funciona a partir de la energía de biomasa por lo tanto utilizamos residuos orgánicos (caña de azúcar) los cuales introducimos dentro de un recipiente a un tercio de su capacidad (aproximadamente 10 kilos), después se le agregó azúcar, pudiendo agregarse le también levadura y finalmente se llenó el recipiente con agua (¼ de agua del bote); después se selló y se dejó reposar por 14 días, en esos días se dejó que el producto pasará por un proceso de fermentación, posteriormente se ingresó a un destilador que nosotros mismos fabricamos.

Lo que va a suceder es que los productos de la fermentación alcohólica (etanol y agua) van a destilarse, un destilador es un método de separación de mezclas líquidas que hace uso del punto de ebullición. De los productos de la fermentación el primero en hervir es el etanol (alcohol etílico), pues su punto de ebullición es de 78.4° C a nivel del mar, mientras que el agua hierve a 100°C a nivel del mar. Para evitar que algunas moléculas de agua se mezclen con las de etanol se pasó el gas obtenido a un filtro de combustible fósil (gasolina), que es capaz de atrapar las moléculas de agua dejando pasar las moléculas de etanol y así es como se obtiene el combustible ecológico.

El etanol lo introdujimos dentro de los orificios centrales de una lata que previamente se perforó y se acomodaron dentro de un rin que cuenta con una base de madera forrada con papel aluminio; después se agregó etanol a la base cubierta con aluminio, posteriormente lo encendemos y una vez realizado esto se tiene la estufa ecológica, la cual ocupa energía de biomasa para convertirla en energía calorífica.

Parámetros: Cantidad de residuos orgánicos (kilos), capacidad de un bote de pintura (L) cantidad de levadura o de azúcar (kilos), cantidad de agua (L), tiempo (días) y cantidad de etanol (mL).

Para la prueba se utilizó 10 kilos de residuos orgánicos,  que fueron introducidos en un bote de 19 litros a su tercio de capacidad. Después se le agregó 2  kilos de azúcar y se le agregaron 2.50 litros de agua hasta llenar su capacidad. Dejamos reposar esta mezcla por 10 días  por último se destiló el fermentado obteniendo (x) mL de etanol (x)% Pureza.

Estas son algunas fotos del proceso que se llevó a cabo y mencionó anteriormente, también dejamos el enlace de un video, en el que se puede apreciar la última parte del proceso, y se comprueba que nuestro prototipo es funcional ( https://youtu.be/o1ivFhN90Ro ).

De acuerdo a los datos mencionados para la realización de la prueba, se pueden ver simplificados de la siguiente manera:

(x) kilos de residuos . (x) kilos de azúcar + (x) L de agua = (x) galones del bote de pintura

Esto puede ser expresado en los siguientes porcentajes:

33.33% + x% + x% = 100%

Sustituyendo los datos en la ecuación planteada previamente, esto quedaría de la siguiente manera:

(y) = Días necesarios para completar el proceso de fermentación.

Siendo así nuestras variables:

“x” = Cantidad de residuos

“y” = Tiempo en días

“x” = kilos de residuos + (200 gr. de azúcar) (x) + (25 mililitros) (x)    = Mililitros de etanol obtenidos

                       14 días de proceso de fermentación

(x) + (200) (x) + (25)(x)   = “y”

             14

.

x=	y = mL.
50	807. 14
40	645.71
30	484.28
20	322.857
10	161.42
5	80.71