Heladera eólica

Resumen

Para poblar la Patagonia, el Gobierno Nacional
promulgó la ley 19.640, provocando que varias industrias,
tanto extranjeras como nacionales, vinieran a la provincia a
instalarse y generar nuevos puestos de trabajo. Debido a esto,
muchas familias emigraron de sus provincias (inmigración
interna), o de países limítrofes de Argentina
(inmigración externa) a la Isla Grande de Tierra del
Fuego.

Debido a la falta de viviendas y a los grandes costos de
los alquileres y ventas de terrenos, más de mil doscientas
familias se asentaron en terrenos de la margen sur, del
Río Grande, construyendo artesanalmente precarias casillas
que, por la ilegalidad del hecho, carecen de los servicios
primarios, tales como agua potable, electricidad, redes
cloacales, etc.

Las mayorías de las viviendas están
conectadas clandestinamente a las redes eléctricas en
forma ilegal y peligrosa.

La tensión o potencia eléctrica no es
suficiente y ha provocado quemaduras de televisores, motores de
heladeras, etc.

Varias de las familias poseen mini generadores
eléctricos de 220 voltios, que funcionan con nafta, los
que no pueden mantener muchas horas su producción, ya que
se recalientan y funden el motor, esto imposibilita que la
heladera sea conectada las 24 horas y así mantener la
cadena de frío en los alimentos esenciales, como son las
carnes y los lácteos, a una temperatura de entre 1° a
8°C.

Atendiendo a esta problemática detectada se
decidió investigar y construir, de ser posible, un objeto
tecnológico que mantuviera la "cadena de frio" al cual se
le denominó "Heladera Eólica". Ésta
proporcionaría una solución económica y
ecológica, ya que usa la energía eólica como
fuente limpia y abundante para que, por medio del enfriamiento
por evaporación, se mantengan los alimentos en ella
contenidos a bajas temperaturas.

Introducción

Objetivo: solucionar la problemática inicial que
consta en mantener refrigerados los alimentos básicos
(lácteos y carne) que requieren cadena de frío, a
fin de preservar la salud de las familias que habitan en el
asentamiento (impacto socio-comunitario). También puede
ser aprovechado por viviendas rurales o de campo que no posean
energía eléctrica y como alternativa para las
viviendas en la ciudad, cuyas familias quieran ahorrar
energía eléctrica en invierno aprovechando las
bajas temperaturas.

Se enmarca en el cuidado del medio ambiente, ahorrando
grandes cantidades de energía y usando energías
limpias (energía eólica), también se
usó de soporte los contenidos del espacio de
Tecnología: Proyecto Tecnológico, Análisis
de Objeto (Características de Materiales Conductores de
Calor), Producción de servicio, Micro-emprendimientos, uso
de termómetros (Instrumentación y
Control).

DESARROLLO:

Detección
de problemática

A fin de involucrarse en una problemática
socio-comunitaria y su mejor solución, se procedió
a entrevistar en su casa a la Sra. Miriam Ponti , presidenta de
uno de los barrios (el barrio Unidos) enclavado en el
asentamiento.

Entrevista a Miriam Ponti
1

La presidenta indicó varias
problemáticas que sufren los vecinos: falta de calles
pavimentadas, falta de servicios básico (gas, cloaca, agua
potable por red, servicio de recolección de residuos ,
etc.), también remarcó los problemas de humedad que
vive el barrio por la suba de la napa freática en
invierno, con la consecuencia de la presencia de humedad en el
ambiente las 24 horas, lo que produce enfermedadades respiratoria
agudas y otras problemáticas, por ejemplo relato que se le
cayó y arruino todo el revestimiento de durlock en sus
paredes internas, y también se le quemó el
televisor al encenderlo, ya que en la mañana aparece un
rocío (pequeñas gotas de agua) sobre los objetos de
la casilla, eso aparentemente produjo un corto circuito, al ser
el agua conductora de la electricidad.

También al preguntarle cómo conservan los
alimentos los vecinos que no poseen heladera, relató que
algunos los sumergen en el agua que la Municipalidad les provee
(tachos de 200 lts.) .Pero en el invierno con las bajas
temperaturas se congelan y la leche se corta, siendo imposible
consumirla como tal.

Se le hicieron varias preguntas, que consta en carpeta
de campo, y decidimos elaborar una encuesta de grilla cerrada,
para hablar con los vecinos y tener más claro el
panorama.

INVESTIGACION: Para recolectar
información se recurrió a las siguientes
fuentes:

• Entrevista a profesionales.

• Encuesta

• Experimentación

• Investigación
  bibliográfica

• Internet

Encuesta
cerrada.Preguntas:

• 1) ¿Qué material
  aislante posee su vivienda?

• a) Telgopor (polietileno
  expandido) b) nylon + lana de vidrio c) wichy o nylón
  d) nada

• 2) ¿Qué tipo de
  calefacción posse?

• a) Caloramas gas envasado b)
  hornalla + horno ;c) salamandra d)estufa
  eléctrica

• 3) ¿Cómo mantienen
  los alimentos que requieren cadena de frío (carne,
  lácteos, etc.)?

• a) Heladera eléctrica b) en
  tacho de agua c) intemperie d) ninguna

• 4) ¿Qué tipo de
  energía eléctrica posee?

• a) Energía eléctrica
  red b) generador c) ninguna

• 5) ¿Posee Humedad en la
  vivienda?

• a) si b) no c) no
  sé

• 6) Daños por humedad (si es
  positivo)

• a) daños
  físicos

• b) daños
  materiales

• c) otros

• 7) Cantidad de personas por
  vivienda

• a) 1-4 b) 1-7 c)
  más

• 8) Cantidad de integrantes por
  edades

• a) Niños b) adolecentes c)
  adulto 3era edad

• 9) ¿Tiene conocimiento de
  cuáles son los alimentos que requieren cadena de
  frio?

• a) Si b) no

• 10) ¿Qué material
  predominan en su vivienda?

• a) Madera b) chapa C)
  construcción cemento d) otros

• 11) Dimensiones de
  vivienda.

• a) 4×4 b) 5×6 c) 6×6

Se procedió a encuestar a cincuenta
familias del asentamiento.

Alumnos encuestadores en el Barrio
Mirador (3º Bienes y Servicios)

Resultados de la
Encuesta

Pregunta 1: ¿Qué
material aislante posee su vivienda?

Pregunta 2: ¿Qué tipo
de calefacción posee?

Pregunta 3: ¿Cómo
mantiene los alimentos que requieren cadena de frio
(lácteos, carne, etc.)?

Pregunta 4: ¿Qué tipo
de Energía Eléctrica posee?

Pregunta 5: ¿Hay humedad en
su vivienda?

Pregunta 6: ¿Qué
daños le genera?

Pregunta 7: Cantidad de personas por
vivienda.

Pregunta 8: Cantidad de personas por
edades.

Pregunta 9: ¿Tiene
conocimiento de cuáles son los alimentos que requieren
cadena de frio?

Pregunta 10: ¿Qué material
predomina en su vivienda?

Pregunta 11: Dimensiones de la
vivienda

Problemática

Conclusiones de encuestas

Se eligió trabajar sobre la
problemática de la cadena de frio en los alimentos
básicos: leche en sachet, pescado y carne, ya que si bien
la mayoría de la gente posee energía
eléctrica (78%)la tensión o potencia no es la
adecuada o suficiente, ya que casi todos los barrios están
colgados ( con el consentimiento implícito de la
cooperativa eléctrica) de la red en forma deficitaria y
peligrosa, y el mantenimiento de la cadena de frio es imposible
de realizar, siendo propicia la descomposición de
alimentos con el peligro latente para los habitantes que consumen
dichos productos.Es importante también subrayar que
más del 40% de las viviendas encuestadas manifestaron que
las edades predominantes de sus habitantes eran niños,
siendo éste un grupo de riesgo altamente susceptible a las
intoxicaciones alimentarias.

Se comenzó a investigar formas de enfriamiento
simple, que no requiriesen energías producidas por el
hombre, se consultó a profesores de física. Entre
los cuales estuvo el profesor de Física: Néstor
Cazón, el cual nos propuso analizar el proceso de
enfriamiento por evaporación de la cantimplora, en su
versión original.

Efecto cantimplora

La cantimplora original es de aluminio, buen conductor
de calor y está revestida de un género que tiene
buena absorción y retención de agua, se
observó que por efecto de calor el agua del género
que recubre la cantimplora se evapora, como la inercia de la
evaporación requiere de energía, esta es tomada del
aluminio, superficie esta que está en contacto con el
agua, como es buen conductor de calor, el metal la toma del agua,
produciendo la baja de temperatura o enfriamiento de esta por
evaporacion.

Efecto "piel de gallina"

¿Por qué se siente frio al salir de la
pileta o la ducha, aunque la temperatura ambiente sea mayor de
36°C (temperatura interna del cuerpo humano)?

Se investigó y entrevistó al asesor
científico profesor Cazón, explicó que es
por efecto de la evaporación de las gotitas de agua que
están en la piel. Estas al evaporarse requieren de un
aporte de energía calórica y la toman de la piel, y
esta de las capa de la dermis, produciendo un enfriamiento o
descenso de temperatura, la cual genera la tan conocida piel de
gallina. El efecto termina cuando se evapora toda el agua y el
equilibrio de temperatura en el cuerpo vuelve a la
normalidad.

Conservación de verduras en la
india

El asesor científico relató que en la
India un señor llamado Abba (ganador de un premio
internacional) construyó un objeto tecnológico para
conservar por más tiempo la verdura, para aquellas
personas que no poseían heladera (que en la India son
millones). Este objeto consta de dos vasijas, una se introduce
adentro de otra de mayor tamaño y entre medio de las dos,
se coloca arena fina, que siempre debe estar húmeda. La
vasija externa es de arcilla porosa, a fin de permitir la
evaporación del agua retenida en la arena, y la vasija
interna debe ser de arcilla no porosa, para que el agua no
penetre. Allí adentro herméticamente se guarda la
verdura,

El calor del medio ambiente evapora el agua del objeto,
como esto requiere más energía o humedad la extrae
de la vasija interna y esta, como es conductora de calor, por
conducción la extrae de la verdura, produciendo una baja
de la temperatura, y así logran prolongar la
duración de la verdura en una semana.

Efecto del viento de nuestra zona igual efecto del
sol del norte

Hasta aquí se logró investigar cómo
se baja la temperatura por efecto de la evaporación
por la acción de la radiación solar, pero en
Río Grande, el sol no es tan potente ni tan visible como
en los territorios cercanos al Ecuador.

Observaciones simples y cotidianas en Río
Grande

• La velocidad de secado o evaporación del agua
  por efecto del viento (energía eólica) en la
  superficie de la tierra, luego de haber llovido
  copiosamente.

• Cuando las empresas constructoras pavimentan una
  calle, inmediatamente le colocan un líquido
  blanquecino sobre el hormigón (protector anti
  evaporación) y un nylon de 200 micrones, para evitar
  que se queme el hormigón por la rápida
  evaporación del agua del hormigón, por efecto
  del viento.

Conclusión:

Las experiencias arribas mencionadas llevaron a
asociar que los efectos de la evaporación por
radiación solar son similares a los del viento, este
último recurso es una fuente abundante, limpia y
ecología, presente en nuestro medio, la mayor parte del
año.

¿Qué alimentos básicos
conservar?

Asesoramiento en Alimentación: Cristina
Imperiales, Licenciada en Nutrición nos
recomendó.

Temperaturas ideales para alimentos
básicos:

• 1) 2°C – 4°C para Lácteos,
  principalmente Leche.

• 2) 0°C y 2°C para carnes (frescas sin
  lavar)

• 3) 2°C y 4°C para polenta y fideos
  (cocinados)

Estos alimentos deben encontrarse apartados entre
sí, para no generar contaminación cruzada. Los
alimentos deben ser lavados en el momento de cocción, sino
el proceso de putrefacción se adelanta.

Los alimentos que deben consumir menores de dos
años son mantecas y cremas (grasas) para el mejor
desarrollo del cerebro (Sistema Neurológico).

De dos años en adelante, pueden consumir dentro
de las carnes; pescado de mar, cordero, pollo, carne vacuna. Los
vegetarianos pueden reemplazar estas carnes con legumbres
(lenteja, poroto, etc.), huevos, frutas secas y
semillas.

Se aconseja consumir:

-Cereales: arroz, pan, fideos y polenta.

-Hortalizas: zanahoria, cebolla, papa,
tomate.

-Frutas: principalmente cítricos y
manzanas.

Consejos: -Conservar la higiene
lavándose las manos. -No dejar la comida cocinada a
temperatura ambiente más de media hora (cualquier
comida)

Conclusión de la licenciada:

"Es un proyecto muy conveniente e interesante no solo
para la gente de los asentamientos sino para aquellos lugares que
no poseen red eléctrica, casas de fin de semana por
ejemplo".

Diseño de
la heladera eólica

Surge de lo investigado la idea de construir una
heladera eólica que, por medio de la evaporación
por efecto del viento, enfríe los alimentos por un
mecanismo similar al efecto cantimplora.

Transmisión de calor: en los espacios de
Tecnología de Control e Instrumentación de control,
se coloca la lupa en:

• a) las formas de transmisión de calor
  (convección, conducción y
  radiación)

• b) materiales conductores y no conductores del
  calor

• c) asepsia e higiene en el receptáculo
  donde se alojarán los alimentos para ser
  enfriados.

Experimentos

• 1) Enfriamiento por
  evaporación: En el aula, con la presencia del
  asesor científico profesor Néstor Cazón,
  se llevó a cabo esta experimentación. Se
  dividieron todos los alumnos en tres grupos y por medio de
  dos termómetros y dos recipientes de chapa (envases de
  puré de tomate) por grupo, se procedió a tomar
  la temperatura ambiente (21°C), se sumergió el
  termómetro en la lata que contenía alcohol y
  después de 5 minutos se expuso al medio ambiente. Se
  observó que la temperatura marcada por el
  termómetro descendió a 15°C, arrojando una
  Diferencia de temperatura (At) de 6°C.

Primera conclusión: todos los líquidos
cuando evaporan enfrían siempre

• 2) Humedad
  relativa: Se utilizaron dos termómetros: uno
  seco (Ts) y otro húmedo (Th). A este último se
  lo envolvió en un trozo de servilleta,
  sujetándolo con una bandita de goma. Con el seco se
  midió la temperatura ambiente (Ts= 18°C) y con el
  húmedo lo introducimos en la lata con agua, cuando se
  sacó al medio ambiente la medición fue de
  15°C.

Luego se ingresó a la tabla
Psicométrica, en TH (primer columna vertical)con el
valor del termómetro de bulbo húmedo 15°C, y en
forma horizontal con el valor que arroja la diferencia entre
(Ts-Th)=3, donde se interceptan estos dos valores en forma
ortogonal da el valor de la Humedad relativa, que en este caso
fue de 67%.Este experimento se realizó dentro del aula,
luego otro día se procedió a efectuarlo en el patio
exterior de la escuela y en forma simultánea en el
interior del aula , en el exterior estaba con neblina pero arrojo
valores de humedad relativa menores que en el aula, donde la
temperatura era mayor. Concluimos que al ser 20 personas
exhalando vapor de agua en un ambiente chico, en
comparación al exterior la humedad relativa era mayor y
por ende menor la evaporación

Segunda Conclusión: Cuanto
menos humedad tenga el ambiente, mayor será el grado de
Evaporación, esto es Humedad Relativa.

Otros
experimentos

Se procedió dentro del aula y en el
patio exterior a realizar tres tipos de
experimentación.

Experimento 1Enfriamiento
aire-agua:- 2 envases iguales revestidos con paño de
algodón humedecidos hasta casi saturar en agua – 2 tapas
de polietileno expandido (telgopor) como aislación
térmica, con un orificio en el centro de la tapa para
introducir el termómetro.- 2 termómetros-
Reloj

Envase A: lleno de agua de la
canilla

Envase B: sin agua

Procedimiento:- Se prepararon los envases
llenando el Envase A con agua. Luego se colocaron las tapas de
telgopor, se les introdujeron los termómetros y se los
revistió externamente con paños de algodón
casi saturados de agua.- Se registraron las temperaturas que
median ambos termómetros en intervalos de 5
minutos.

Tabla y gráficos de
resultados (se utilizó el programa de
Excel):

Interpretación: Se observa que en el
envase A, lleno de agua, el ambiente interno experimenta el
enfriamiento producido por la evaporación del agua del
paño, pero no logra un enfriamiento importante (-1ºC)
por absorber la temperatura ambiente (NO es un buen aislante); en
el envase B se registran variaciones más significativas
(-4ºC) ya que el enfriamiento de la evaporación es
mantenido por la aislación óptima del
aire.

Experimento 2.Enfriamiento con
ventilación:- 2 envases iguales revestidos con paño
de algodón humedecidos hasta casi saturar en agua.- 2
tapas de polietileno expandido (telgopor) como aislación
térmica, con un orificio en el centro de la tapa para
introducir el termómetro.- 2 termómetros-
Reloj

Envase C: sin agua.

Envase D: sin agua y con un ventilador
(simulando la corriente de aire por tiraje forzado).

Procedimiento:- Se prepararon los envases
con sus paños humedecidos, los termómetros y las
tapas aislantes,- Se colocó y encendió un
pequeño ventilador junto al envase D.- Se registraron las
temperaturas en intervalos de tiempo de 5 minutos.

Tablas y gráficos de
resultados:

Interpretación: En las
gráficas y en la tabla se observa que en el envase C (con
ventilador) se registraron temperaturas más bajas que en
el envase D.

Experimento 3. Enfriamiento con dos
superficies distintas:- 2 envases de tamaños desiguales
revestidos con paño de algodón humedecidos hasta
casi saturar en agua- 2 tapas de polietileno expandido
(telgopor), como aislación térmica, con un orificio
en el centro de la tapa para introducir el termómetro.- 2
termómetros- Reloj

Envase E: envase grande

Envase F: envase más
chico

Esta experimentación se
replicó en el patio exterior del colegio.

Procedimiento:- Se prepararon los envases
con el paño alrededor, se los tapó y se les
colocó el termómetro.- Se registraron las
temperaturas de ambos envases en intervalos de 5
minutos.

Tablas y gráficos de
resultados:

Interpretación: Si bien la
temperatura final de ambos envases es la misma, se observa en la
gráfica del envase E (más grande, mayor superficie
en contacto con el paño) que la temperatura tiende a
descender a medida que transcurre el tiempo. En el envase F (de
menor tamaño) no sucede esto sino que luego de un descenso
rápido la temperatura se estanca en un valor fijo y no
varía.

Análisis y
despiece de una heladera eléctrica

Se rescató una heladera usada y se
procedió a desarmarla para analizar sus
materiales,

Tecnologías de control e
Instrumentación de Control, sensores, sistemas de
enfriamiento y forma de funcionamiento, en el aula taller, con el
fin de partir de una idea para proyectar y diseñar la
cocina eólica.

Búsqueda en el basural de una
heladera

Análisis de una
heladera

Diseño de
la heladera eólica