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Marco Teórico - PROICO 142214

En la región de influencia de Villa Mercedes, dedicada a los cultivos extensivos y a la ganadería, se requiere extraer y purificar aguas subterráneas para la alimentación del ganado y de los propios habitantes rurales. Los actuales procedimientos empleados para la extracción de agua, cilindros con pistones y suela de cuero, varillas extremadamente largas para mover dichos pistones etc., tienen por estas características importantes desventajas que se suscitan a la hora de efectuar su reparación o mantenimiento. El costo es en consecuencia elevado y esto trae como resultado numerosos casos de abandono de las instalaciones y con ello el de la actividad. Por esta causa se desarrolla un dispositivo que no tenga partes móviles en su funcionamiento para que los costos de mantenimiento y reparación se reduzcan notablemente, permitiendo además que sea el mismo personal rural el que lo lleve a cabo dicha tarea. Una bomba de aire comprimido reúne estas condiciones y el compresor se acciona mediante paneles fotovoltaicos o generadores turbinas eólicos reduciendo así los gastos en combustible y acarreo de este, dado que la mayor parte de la región rural carece de energía eléctrica convencional. Adicionalmente se está trabajando en el desarrollo de un prototipo de bomba electromagnética con alimentación de energía solar y eólica. En conclusión todos estos estudios y los ensayos practicados tienen como objetivo formar un equipo alimentado con paneles solares o generadores eólicos (para la generación de energía eléctrica), baterías (para almacenamiento de dicha energía), conversor y un Controlador Electrónico de Tiempos para comandar los tiempos de carga y de descarga de la cámara, que accione un dispositivo simple, de bajo mantenimiento, de bajo costo para la extracción de agua.

Como en numerosos casos, el agua que se extraen son salobres, parte de esta deberá ser purificada. Existen diversos procedimientos para extraer las sales: filtrado a través de membranas o por destilación, etc. En lo referido a destilación se puede trabajar con el uso de energías alternativas y por combinación con las energías tradicionales.

Particularmente, la carrera de Ingeniería Agronómica dependiente de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Económico Agropecuarias (FICA) perteneciente a la Universidad Nacional de San Luis, utiliza en sus laboratorios agua destilada para la preparación de soluciones, limpieza de equipos, material de laboratorio, etc. Este insumo se obtiene mediante el uso de destiladores eléctricos o se compra a proveedores.

Para esta producción en laboratorio, se dispone de equipos compactos operados con energía eléctrica y refrigeración con agua de la red. Para la generación de un litro de agua se necesita, aproximadamente, de 1 KWh, de energía eléctrica y de 20 a 25 litros de agua de red, que normalmente es arrojada a la red cloacal. Este último costo, para regiones como la de San Luis, que posee escasos recursos de agua, es sumamente elevado e irracional. (Fasulo et. al 2004). Debe tenerse en cuenta el mal uso del recurso agua, ya que la que se utiliza es agua tratada (filtrada, clorada, etc.). Debería analizarse la posibilidad de que los fabricantes – proveedores de destiladores eléctricos ofrecieran pequeñas torres de enfriamiento junto con el equipo.

Además del uso de una energía alternativa, la ventaja de los destiladores solares es que trabajan a bajas temperaturas, por lo que la evaporación es lenta (sin turbulencia), lo que implica un producto sin gotas (pequeñas) de agua sin destilar.

Este proceso conduce a valores bajos de conductancia del agua destilada mediante energía solar, pudiendo ser menor a 4-5 microsiemens.

Teniendo en cuenta la calidad del agua obtenible, el uso de energía solar y la no utilización de agua de enfriamiento se realizó la fabricación de un destilador solar de 1 m2 (aproximadamente) de área de recepción de radiación. Por otra parte, en la medida de las necesidades de consumo, el equipo se construyó con la posibilidad de conectarse en serie o en paralelo. Al realizar la construcción modular permite la variación de la capacidad de producción.

En referencia a las fuentes de energía a utilizar la radiación solar que llega a la superficie de la Tierra y su interacción con la atmósfera, viene siendo estudiada intensamente desde mediados del siglo veinte existiendo abundante bibliografía. En particular las formulaciones y algoritmos desarrollados para la generación de datos de radiación global a partir de la heliofanía, radiación horaria horizontal y en planos inclinados a partir de datos de la radiación global diaria horizontal, etc.

La base teórica del dispositivo de extracción de agua corresponde a la Mecánica de los Fluidos. En particular la Hidrostática explica su principio de funcionamiento. En cuanto a los cálculos de tiempos, caudales y potencia la Dinámica de los Fluidos provee las ecuaciones necesarias.

Se trabajará con especial énfasis en el estudio minucioso y comparativo entre ambos tipos de energía renovables y en el desarrollo de la electrónica necesaria para su mejor utilización y aprovechamiento en nuestra zona.

Por otro lado, el aprendizaje conceptual y significativo de las ciencias experimentales es un objetivo absolutamente prioritario en aquellas sociedades que apuntan a un desarrollo nacional sostenido, y a mantener o alcanzar una situación de liderazgo mundial basado en el desarrollo tecnológico.

Primeramente, entre las razones que hacen a la baja utilización de las energías renovables, se identifican los problemas de falta de conocimiento de la población, y falta de formación de los profesionales que potencialmente estarían capacitados para trabajar en su aprovechamiento (Kandpal y Garg, 1998). La formación de profesionales en el área de energías renovables surge entonces como una tarea impostergable para todos aquellos que se dediquen a la investigación y desarrollo en estos temas, teniendo sobre todo en cuenta que los estudiantes que van a egresar de las universidades serán los futuros ingenieros, arquitectos, educadores, políticos y clase dirigente en general de un futuro inmediato (Grimnes, 1999).

A la tecnología la entendemos como el conjunto ordenado de conocimientos utilizados en la producción y comercialización de bienes y servicios. Se destaca que el conjunto de conocimientos que definen una cierta tecnología está integrado no sólo por conocimientos científicos provenientes de las ciencias fácticas, formales o sociales, sino también por conocimientos empíricos. Es fundamental la aplicación de principios racionales, en el control o reordenamiento del espacio; la materia, la energía, la informática y los recursos humanos; son fines y funciones relacionadas con necesidades humanas.

Si bien la ciencia y la tecnología tuvieron su origen y desarrollo inicial por carriles diferentes (fruto de la separación entre mente -conocimiento racional- -conocimiento práctico-) es hoy indudable su interrelación. La continua expansión de la investigación científica dedicada a la exploración de los secretos de la naturaleza y a su control para su utilización social, es un estímulo cada vez más importante para el desarrollo tecnológico. Recíprocamente la tecnología ha posibilitado la apertura de nuevos campos del conocimiento y acelerado el desenvolvimiento de otros.

El acontecer tecnológico transcurre en el espacio de las estructuras productivas de bienes y servicios, por ello los programas de política científica y tecnológica deberán ser coherentes con las circunstancias socio-políticas y económicas de la sociedad. La concientización de esta situación, por toda la sociedad o por la gran mayoría de los individuos que la conforman, indica la clara necesidad de que el sistema educativo produzca una cultura que incorpore el racionalismo de la ciencia y de la técnica.

El presente proyecto  tiene intención de lograr el dictado de cursos de posgrado y especialización en el área de energías alternativas, tanto para docentes y profesionales a nivel de posgrado, como de asignaturas optativas, a nivel de grado, para las distintas carreras de ingeniería. Es necesario partir en la enseñanza del nivel de desarrollo mental e intelectual del educando, conectando los conocimientos previos con los materiales de aprendizaje, para lograr la construcción de aprendizajes significativos.

   
 


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