Resumen

Ante la urgente necesidad global de fuentes de energía sustentables, el etanol se presenta como una alternativa prometedora con importantes beneficios ambientales. Derivado de materiales vegetales como maíz, caña de azúcar y pasto varilla, el etanol es un combustible renovable que genera bajas emisiones de carbono.

Una de sus principales ventajas es que proviene de biomasa que se puede reponer anualmente, a diferencia de los combustibles fósiles finitos. Esto lo posiciona como un actor clave en la transición hacia un futuro energético más sostenible. Además, las plantas utilizadas para producir etanol absorben dióxido de carbono durante su crecimiento, lo que compensa las emisiones generadas durante su combustión, ayudando a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y mitigar el cambio climático.

Por otro lado, los combustibles fósiles, como el carbón y el petróleo, no solo son finitos, sino que también generan importantes cantidades de contaminación atmosférica y residuos de CO2, contribuyendo al efecto de la lluvia ácida. En cambio, el etanol ofrece una solución más limpia para satisfacer la creciente demanda energética.

En conclusión, el etanol es una opción viable y sostenible en la búsqueda de alternativas a los combustibles fósiles tradicionales.

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

Hoy en día el gasto de energía, no sustentable, es exagerado y en promedio, para lo que más lo usamos es para la iluminación de las calles, así que a nuestro equipo se nos ha ocurrido la  idea de hacer que esto sea algo más sustentable. Después de una investigación extensa llegamos al etanol, ¿que es el etanol? El etanol es una  sustancia que se extrae de la caña de azúcar, de hecho se utiliza para muchos combustibles de automóviles. La sustancia es como un alcohol purificado, así que es mucho más fuerte que un alcohol normal, por lo que es más potente, además que es sustentable ya que no genera CO2 a diferencia de otros combustibles.

Antecedentes

“El monto total estimado de los costos por agotamiento y degradación ambiental en 2022 ascendió a 1.2 billones de pesos corrientes, equivalente a 4.1 por ciento del producto interno bruto (PIB) nacional. En 2021 sumó 1.1 billones de pesos, que representaron 4.6 por ciento del PIB.“ 

“Es el medio por el cual toda persona puede denunciar ante las autoridades municipales competentes, cualquier hecho, acto u omisión que produzca o pueda producir DESEQUILIBRIO ECOLÓGICO O DAÑOS AL AMBIENTE O A LOS RECURSOS NATURALES, o contravenga las disposiciones de este Ordenamiento.“

“Los vehículos automotores (clasificados dentro de las fuentes móviles carreteras) generaron, en 2008, la mayor parte de las emisiones antropogénicas (73.3% del total). Este tipo de fuentes móviles carreteras emitían principalmente CO (89.6% del CO total emitido por todas las fuentes), NOx (62.5%) y COV (43.1%; Figura 5.3). Las fuentes de área (17.1% del total de contaminantes de las fuentes antropogénicas) produjeron principalmente CO y COV resultado principalmente de la combustión doméstica. Les siguieron las fuentes fijas (8.6% del total de contaminantes emitidos por fuentes  antropogénicas), quienes produjeron la mayor parte del SO2 en el país (96.9%), principalmente por la generación de energía eléctrica y la industria del petróleo y petroquímica.”

Objetivo

Diseñar un sistema que utilice energía termoeléctrica para producir energía eléctrica

Objetivos específico

Crear un modelo termoeléctrico a menor escala que genere con el de 4 a 5 voltios. 

Construir un modelo de la misma tecnología con piezas a la medida.

Justificación

Escogimos este tema ya que la contaminación al día de hoy es uno de los mayores problemas de la humanidad y las luces de la calle es uno de los problemas más grandes porque no todos son sustentables.

Nuestro sistema es el ideal para esto ya que genera muy pocos químicos además de menos contaminantes a diferencia de otras fuentes de energía pero nuestro sistema genera; dióxido de carbono y agua (en vapor)

Hipótesis

Nuestra hipótesis se basa en lo siguiente, el etanol que es un combustible sustentable calentara un compartimento que activará una válvula por el movimiento de partículas debido al calor. Luego esta válvula está conectada a una rueda que con el movimiento producirá energía.

Si logramos generar una energía más sustentable y rápida vamos a poder producir 4, 5 a 7 volts

Método (materiales y procedimiento)

Material, equipo y sustancias

• 2 mecanismos termoeléctricos 
• Etanol (50 ml)
• 2 lámparas de 15 a 20 cm de 4 voltios
• Piezas de fábrica montables
• Encendedor
• Cartón
• Hojas de papel

Materiales de StarPower (modelo para ensamblar)

• Radio del círculo = 2.7 cm
• Base de menor escala = 15.8 cm x 5.8cm 

Procedimiento

Nuestro procedimiento fue: 

1. Se manda a hacer mecanismos de energía termoeléctrica
2. Conseguir las piezas en StarPower para poder armar un mecanismo propio
3. Se acopla los mecanismos a una maqueta y se implementa las luces 

Galería Método

Resultados

Máquina 1

2.5 ml x  4.30 mins

-Máquina 2

10 ml x 14 mins x 4.70 a 5 voltios

Máquina 3 

28 ml / 2 = 14 ml x 14 mins x 6 a 7 voltios

*Se presentan resultados en forma de imágenes en el protocolo impreso*

Galería Resultados

Discusión

Análisis e interpretación de resultados

En conclusión nuestros resultados nos mostraron que, efectivamente sí se puede generar energía termoeléctrica a través del etanol, gracias a nuestros modelos pudimos observar diferentes resultados. En nuestro primer modelo pudimos observar que gracias a su tamaño produce una cantidad promedio de 5 voltios. 

Manera más sustentable utilizando etanol ya que es una sustancia menos contaminante para el ambiente. 

En conclusión, las lámparas ¿públicas alimentadas por etanol presentan una solución sostenible. El etanol, derivado de cañas de azúcar, nos muestra una alternativa respetuosa con el medio ambiente contra las fuentes de energía que generalmente se usan. El uso de luces públicas que funcionan con etanol no sólo reduce la necesidad de energías no renovables sino que también ayuda a reducir las emisiones de carbono. 

Además,  la producción de etanol permite una mayor seguridad energética en las comunidades locales. De forma que la sociedad sigue dando importancia a la sostenibilidad, la exploración de tecnologías innovadoras como las lámparas públicas a base de etanol se hacen cruciales para crear entornos urbanos más verdes y ecológico

Conclusiones

¡Nuestro experimento salió con éxito!

Después de varias pruebas, salimos con un gran éxito en nuestro experimento

Así salieron nuestros resultados…

Máquina 1

2.5 ml x  4.30 mins

Máquina 2

• 10 ml x 14 no lo  mins x 4.70 a 5 voltios

Máquina 3 

28 ml / 2 = 14 ml x 14 mins x 6 a 7 voltios 

Cabe aclarar que los resultados varían mucho dependiendo la condición climática, pero más o menos en promedio los resultados son los que aparecen arriba de este texto.

Bibliografía

1 https://apps1.semarnat.gob.mx:8443/dgeia/informe15/tema/cap5.html#

APA: Gobierno de méxico (2024) Atmósfera

2 https://www.eafit.edu.co/escuelas/administracion/consultorio-contable/Documents/CT%20Costos%20ambientales.pdf 

APA: Universidad EAFIT (2024) consultorio combustible / costos ambientales

3 https://pldistribucion.com.ar/web/producto/alcohol-etilico-etanol/#:~:text=El%20etanol%20es%20un%20líquido,de%20su%20cadena%20de%20carbono.

APA: Performance lube distribución (2024) alcohol etilico-etanol

4 https://www.starpowereurope.com/en/company

APA: Starpower (2024) About starpower

5  https://www.wattco.com/es/casestudy/la-termoelectricidad/

APA: “Nolas, G., Sharp, J., & Goldsmid, J. (2013). Thermoelectrics: Basic Principles and New Materials Developments. Nueva York: Springer Science and Business Media.”

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Method Gallery

Results

Results Gallery

Discussion

Conclusions

Bibliography