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Defensa proyecto investigación. Proyecto Ali Anwar 2021 - Contenido educativo

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Subido el 8 de marzo de 2022 por Ies villadevaldemoro valdemoro

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Buenas tardes, soy Alí Anuar y en esta presentación voy a hablar sobre el tema del proyecto, que son los nanogeneradores. 00:00:00
Bien, la idea de este proyecto surge a raíz de la situación actual en la que nos encontramos. 00:00:07
Estamos en una situación de transición energética. 00:00:11
No estamos abandonando el uso de los combustibles fósiles, debido a que son limitados y que contaminan el medio ambiente, al uso de las energías renovables. 00:00:14
El problema de estas es que, pues, dependen de la climatología y esta no la controlamos. 00:00:21
De tal manera que habrá momentos donde tengamos menos energía de la que demandemos. 00:00:25
demandemos y eso provocaría un colapso de nuestro sistema de vida actual. Y es ahí 00:00:28
donde entran los nanogeneradores. Pero antes de hablar de por qué los nanogeneradores 00:00:33
como nanogeneradores pueden ayudar a solucionar este problema, primero vamos a ver qué son. 00:00:37
Bien, los nanogeneradores son dispositivos que transforman la energía resuelva del ambiente 00:00:44
en energía eléctrica y llevan el perfil fonano debido a que generan cantidades de 00:00:47
energía mucho más pequeñas que los generadores tradicionales que alimentan nuestra red eléctrica. 00:00:52
Tienen tres partes 00:00:56
La más importante es el transductor 00:00:58
Que es esta parte que transforma la energía residual del ambiente 00:00:59
En energía eléctrica 00:01:02
Luego también tenemos 00:01:03
Lo que sería el sistema de almacenamiento de energía 00:01:06
Para almacenar la energía transformada 00:01:07
Y luego tenemos el sistema de control 00:01:10
Que controla la entrada de dicha energía 00:01:12
Al sistema de almacenamiento 00:01:13
Estos almacenamientos pueden aprovechar distintos efectos 00:01:15
Para transformar la energía residual del ambiente 00:01:18
En energía eléctrica 00:01:20
Y es por eso que tenemos para esto 00:01:21
Tenemos los almacenadores piezoeléctricos 00:01:22
los cuales generan una corriente eléctrica de deformarse. 00:01:25
Luego también tendríamos los nanoceneradores criboeléctricos, 00:01:28
en los cuales se genera una diferencia de potencial al hacer fricción entre dos materiales. 00:01:30
Tenemos los nanoceneradores criboeléctricos, 00:01:35
en los cuales se genera una corriente eléctrica al variar la temperatura. 00:01:37
Y también tendríamos los nanoceneradores termoeléctricos, 00:01:41
en los cuales si tenemos dos metales unidos por dos extremos, 00:01:43
si en un extremo hay más temperatura que en el resto, 00:01:47
y en otro extremo hay menos temperatura que en el resto, 00:01:49
pues se genera una corriente eléctrica que hay que aprovechar. 00:01:52
Y luego también tendríamos las células solares, en las cuales se aprovecha el efecto fotovoltaico, donde la luz al incidir se desprenden electrones y huecos, que acaban creando una diferencia de potencial que aprovechamos, y los analógicos electromagnéticos, que se rigen por las leyes de Faraday, y que donde el movimiento de un campo magnético induce una corriente eléctrica en el estado que aprovechamos. 00:01:55
Además, de estos nanogeneradores también tendríamos los híbridos, los cuales convían varios de estos tipos, 00:02:16
lo cual los hace muy versátiles para las aplicaciones, que es de lo siguiente que vamos a hablar. 00:02:21
En cuanto a las aplicaciones, pues tenemos en primer lugar la generación de energía a pequeña escala, 00:02:26
donde nuestros pasos pueden alimentar desde las luces de esta sala hasta cargar pequeños dispositivos como un MP3. 00:02:30
Dentro de esta línea también tenemos lo que serían los sensores autoalimentados. 00:02:36
La diferencia con los sensores convencionales es que los sensores convencionales requieren de un circuito externo que los vaya alimentando para que funcionen. 00:02:39
Estos no lo requieren, lo cual hace que sean más cómodos, ya que requieren un menor coste debido a que no pueden prescindir de ese circuito externo, 00:02:47
además de que necesitan menos espacio y no requieren ir cargándolos, lo cual los hace muy cómodos. 00:02:55
Y estos sensores se pueden usar para muchas aplicaciones, como puede ser el que se muestra en la imagen donde se emite la frecuencia caloriata. 00:03:00
Además de aplicaciones de energía a pequeña escala, también tenemos aplicaciones de energía a gran escala, 00:03:07
sobre todo aprovechando lo que se conoce como la energía azul. 00:03:11
La energía azul es la energía que hay en mares y océanos, la de las corrientes marinas y de las olas. 00:03:14
Y se calcula que aproximadamente se desperdician en esta energía unos 32 teravatios al año, 00:03:20
lo cual a día de hoy duplica la demanda mundial de energía. 00:03:25
El problema que se tiene indiguamente con este tipo de energía es que se usan mal los generadores electromagnéticos. 00:03:29
El problema de estos es que requieren grandes infraestructuras como estas y que tienen una muy baja eficiencia a bajas frecuencias, como se muestra en este gráfico, donde los señales retomadicos son los EMG. 00:03:33
Ahora bien, con los nanogeneradores la cosa cambia, ya que tienen una mayor eficiencia a bajas frecuencias, como se muestra en el gráfico de la línea azul, y tienen un menor coste de fabricación y de mantenimiento. 00:03:44
Visto esto, ya podemos pasar a los ensayos plásticos que se han realizado en este trabajo. 00:03:56
En este proyecto se han realizado dos nanogeneradores, uno piezoeléctrico y otro triboeléctrico. 00:04:00
Con las características de que se han usado materiales caseros accesibles a cualquier persona 00:04:04
y técnicas de fabricación también bastante simples y que cualquier persona puede llevar a cabo en sus hogares. 00:04:09
Para ello se han usado los siguientes materiales. 00:04:15
Los electrodos se han hecho mediante dos monedas de 2 céntimos y dos cables. 00:04:17
Luego se ha usado un multímetro para medir la corriente eléctrica 00:04:21
y luego se han usado materiales que están en naranja para el nanogenerador triboeléctrico, 00:04:24
siendo estos el cuero sintético, el teflón y el papel de aluminio 00:04:27
que son los materiales con los que se ha ejercido fricción 00:04:30
y luego tendríamos el azúcar de caña como el material piezoeléctrico 00:04:33
y la jeringa de 20 mililitros que es el recipiente de este azúcar 00:04:36
y que se han usado estos materiales azules para tener el nanogenador piezoeléctrico 00:04:39
Visto esto ya podemos pasar a la fabricación 00:04:44
El primer nanogenador que se hizo fue el piezoeléctrico 00:04:47
Para ello se cogieron las dos monedas, se perforaron y se soldaron los cables 00:04:49
para poder así hacer los electrodos 00:04:53
Luego, lo que se hizo fue introducir uno de los electrodos en la jeringa, se puso encima azúcar y sobre el azúcar se puso el otro electrodo, quedando así el azúcar encerrado entre los dos electrodos, como se muestra en el montaje. 00:04:54
Después de este nanogenerador se hizo el nanogenerador triboeléctrico. En este se reutilizaron los electrodos ya hechos y lo que se hizo fue recubrirlos de los materiales anteriormente mencionados, 00:05:08
teniendo así al teflón como material 00:05:19
que va a acumular cargas negativas 00:05:21
y luego como material que va a acumular cargas positivas 00:05:23
tenemos en un ensayo que usamos 00:05:25
el cuero sintético y en el otro el aluminio 00:05:27
debido a que ambos materiales eran de fácil acceso 00:05:29
eran bastante accesibles 00:05:31
y pues queríamos ver también la velocidad 00:05:33
de la silla hidroeléctrica que está en el anexo del trabajo 00:05:35
de esta manera ya podemos pasar a lo que serían las pruebas 00:05:38
primero se hicieron las pruebas del nanogenerador piezoeléctrico 00:05:41
en estas pruebas como se puede observar 00:05:44
tenemos unos 118 milivoltios 00:05:46
de salida sin presionar el azúcar. 00:05:48
Y una vez presionado tenemos 105 milivoltios. 00:05:53
Ahora bien, estos resultados hay que explicarlos bastante. 00:05:55
Ya que hicimos unas primeras pruebas con el nanogenador anteriormente descrito fuera de cámaras. 00:05:58
Y se vio que este no se deformaba y que al no deformarse no generaba una corriente eléctrica. 00:06:05
Ahora bien, lo que se hizo para remediar esto fue añadir algo de agua. 00:06:09
Al añadir algo de agua, el azúcar se adquiría propiedades generales a las del barro 00:06:13
y era más deformable, de esta manera generaba una corriente eléctrica. 00:06:17
De esta manera, sus menos 118 milivoltios iniciales eran los eléctrolitos que se forman en el agua 00:06:21
y luego tendríamos una corriente eléctrica de 13 milivoltios que hace que al final el multímetro indique sus menos 105 milivoltios. 00:06:26
Después de estas pruebas se hicieron las pruebas de nanogenerador tibioeléctrico 00:06:35
donde se hizo fricción entre los dos materiales unas 10 veces 00:06:38
y luego se anotó el resultado que indicaba el multímetro en una hoja 00:06:42
Esto se realizó durante 20 veces. 00:06:46
De esta manera podríamos ver la media del rendimiento que ofrecían estos anogeneradores 00:06:48
y así poder tener una idea más acertada del rendimiento que tienen. 00:06:53
Y tendríamos los siguientes resultados. 00:06:59
Tenemos como que el generador que más produce, el anogenerador fisiolítrico, con 13 milivoltios. 00:07:01
Si desde este tenemos con 1,93 milivoltios, 00:07:06
anogenerador fisiolítrico con electrodo de cuero. 00:07:09
Y finalmente, con 0,81 milivoltios, al nanogenerador fibroeléctrico con el electrodo de aluminio. 00:07:11
Estos estos eran los esperados, ya que en la serie fibroeléctrica, pues el cuero acumula más cargas positivas que el aluminio. 00:07:19
Además, ya como conclusión de esta parte de práctica, se puede ver que si bien es posible realizar nanogeneradores con materiales caseros y técnicas artesanales, 00:07:27
en la realidad son muy poco eficientes 00:07:35
y nos rentan, ya que estamos hablando 00:07:38
apenas del orden de milivoltios, lo cual no sirve 00:07:40
para satisfacer ninguna de nuestras necesidades 00:07:42
Ahora bien, con materiales 00:07:44
más avanzados, con materiales mejor preparados 00:07:46
para generación de electricidad y con técnicas 00:07:48
más avanzadas, pues 00:07:50
se pueden obtener unos rendimientos muy superiores 00:07:52
estamos hablando de que la mayoría de nanogeneradores 00:07:54
superan la barrera del voltio 00:07:56
dejando en muy mal lugar a estos 00:07:57
Ya, para concluir lo que sería 00:08:00
el trabajo, pues 00:08:03
si bien falta bastante tiempo para ver 00:08:05
estos nanogeneradores en nuestro día a día 00:08:08
son una tecnología bastante prometedora 00:08:10
y que tiene una gran cantidad de aplicaciones 00:08:12
como hemos podido ver, además 00:08:14
se está empezando a aplicar en nuestro 00:08:15
día a día, mediante ciertos proyectos 00:08:18
como por ejemplo, se están empezando a hacer calles 00:08:20
con baldosas, piezas eléctricas 00:08:22
en las cuales se genera 00:08:24
una corriente eléctrica cuando la gente pisa 00:08:26
y también por ejemplo 00:08:28
en Israel hay un proyecto de 00:08:30
Una autopista donde se usan materiales piezoeléctricos en la carretera y una vez pasados los coches se genera una corriente eléctrica que alimenta las luces. 00:08:32
Y dicho esto, si ya se puede dar por finalizar mi presentación, gracias por su atención y ahora estaré a disposición del tribunal para las preguntas que crea pertinentes. 00:08:43
Subido por:
Ies villadevaldemoro valdemoro
Licencia:
Todos los derechos reservados
Visualizaciones:
143
Fecha:
8 de marzo de 2022 - 20:39
Visibilidad:
Público
Centro:
IES VILLA DE VALDEMORO
Duración:
08′ 52″
Relación de aspecto:
1.78:1
Resolución:
1280x720 píxeles
Tamaño:
81.14 MBytes

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