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https://www.innovacioneducativa.unam.mx:8443/jspui/handle/123456789/7640| Título : | Desarrollo de prácticas de solar térmica y materias afines. |
| Autor : | PEREZ RABAGO, CARLOS ALBERTO GARCIA VALLADARES, OCTAVIO |
| Fecha de publicación : | 2020 |
| Resumen : | En el mapa curricular de la Licenciatura en Energías Renovables (LIER), se encuentra la materia de “Solar Térmica II” perteneciente al octavo semestres. Dicha materia, contemplan actividades de laboratorio. Actualmente, académicos del IER han hecho un esfuerzo valioso en el desarrollo e implementación de prácticas de laboratorio para cubrir el programa de esta materia. Por otra parte, este tipo de prácticas son muy útiles en otras materias de otras carreras como, por ejemplo, transferencia de calor y producción de energía renovables, por sitar algunas. Sin embargo, aún falta trabajo por desarrollar para cubrir de manera adecuada el programa de dicha materia. Sobre todo, en lo que concierne al desarrollo de prototipos de bajo costo que la LIER pueda adquirir sin una gran inversión. Así mismo, sería conveniente el desarrollo de prácticas, o la adecuación de las ya existentes, de manera que ocuparan equipos de bajo costo o equipos que ya se encuentran disponibles en otros laboratorios de la LIER. Por otra parte, este tipo de prácticas pueden ser de mucho interés para otro tipo de ingenierías como, por ejemplo, Ingeniería Mecánica en el área de transferencia de calor, o por ejemplo, Ingeniería Ambiental, en tecnologías de energías renovables. El desarrollo de nuevas actividades didácticas de laboratorio y la modificación de algunas existentes, permitirá mejorar el desempeño docente de la LIER, En particular en lo referente a la materia de Solar Térmica II. Lo anterior repercutirá de manera directa en el desempeño académico de los estudiantes de octavo semestre de la LIER. Desarrollar un programa de prácticas experimentales, así como, el diseño de los prototipos empleados en dichas prácticas para complementar el curso de Solar Térmica II impartido en la LIER y carreras afines. |
| URI : | https://www.innovacioneducativa.unam.mx:8443/jspui/handle/123456789/7640 |
| metadata.dc.contributor.responsible: | PEREZ RABAGO, CARLOS ALBERTO |
| metadata.dcterms.callforproject: | 2020 |
| metadata.dc.coverage.temporal: | 2020-2022 |
| metadata.dcterms.educationLevel: | nivel superior |
| metadata.dcterms.educationLevel.SEP: | Licenciatura |
| metadata.dc.description.objective: | Objetivo general: Desarrollar un conjunto de prácticas de laboratorio, así como diseñar los prototipos empleados en dichas prácticas, para complementar el curso de Solar Térmica II, impartida en la carrera de la licenciatura en energías renovables (LIER). Objetivos específicos: "• Diseñar actividades experimentales relacionadas con la materia de Solar Térmica II de la Licenciatura en Energías Renovables. • Diseñar y construir prototipos que sirvan para las actividades experimentales de la Solar Térmica II y materias afines. • Diseñar una práctica con cada actividad experimental propuesta para la materia de Solar Térmica II y materias afines. • Evaluar la viabilidad y desempeño, ante grupo, de las prácticas diseñadas para la materia de Solar Térmica II y modificar según las observaciones realizadas por los profesores que implementen estas prácticas en sus cursos. • Elaborar un manual de cada una de las prácticas de laboratorio desarrolladas para Solar Térmica II." |
| metadata.dc.description.strategies: | Se realizará una revisión de los contenidos de la retícula de la materia de solar térmica II para identificar los temas que no son tratados en la parte experimental de la materia. Se propondrán actividades innovadoras o mejoras en las ya existentes que cubran la mayor parte de los temas tratados en la materia de Solar Térmica II Se propondrán actividades innovadoras que cubran algunos temas de la materia de Solar Térmica II. Cada actividad propuesta será evaluada ante grupo para verificar la viabilidad de su implementación y, en su caso, se identificarán los nichos de oportunidad de mejora. Se implementarán las mejoras, modificaciones y/o adecuaciones de las actividades evaluadas. Se agruparan los prototipos a desarrollar en dos: equipos de baja y alta temperatura Se diseñaran y construirán los prototipos empleados para las practicas. Se desarrollará un manual preliminar de cada actividad propuesta y se implementará en la plataforma "Classroom Google" |
| metadata.dc.description.goals: | Primer año: Revisión de las actividades experimentales que se realizan en las materia de Solar Térmica II en baja temperatura. Diseño de cuatro prácticas de laboratorio correspondientes a baja temperatura el cual se presenta en un manual. Construcción de cuatro prototipos utilizados en cuatro de las prácticas diseñadas para baja temperatura. Elaboración del manual de cuatro prácticas de laboratorio de la materia de Solar Térmica II. Evaluación ante grupo de al menos dos prácticas diseñadas para la materia de Solar Térmica II. Los prototipos propuestos para el primer año son: 1. Un sextante solar con un Gimbal 2. Un colector solar plano móvil, a nivel didáctico 3. Calentador Solar de aire 4. Desarrollo de un prototipo calentador Solar sin carcaza Segundo año: Diseño de cinco prácticas de laboratorio correspondientes a la materia de solar térmica II de alta temperatura. Construcción de cinco prototipos utilizados en el mismo numero de las prácticas diseñadas para la materia de Solar Térmica II. Elaboración del manual de las prácticas de laboratorio de alta temperatura. Evaluación ante grupo de a lo más, dos prácticas diseñadas para la materia de Solar Térmica. Evaluación ante grupo de las cuatro prácticas diseñadas para la materia de Solar Térmica II. Los prototipos propuestos para el segundo año, los cuales comprenden los equipos de alta temperatura, los cuales son: 1. Prototipo didáctico de canal parabólico donde se pueda ver la distribución de flujo modelada con el trazado de rayos (TR) 2. Prototipo didáctico de concentrador Fresnel 3. Desarrollo de una práctica de producción de electricidad con una celda termoeléctrica en una lente de Fresnel. 4. Desarrollo de una práctica de control del seguimiento del prototipo de canal parabólico 5. Desarrollo de un prototipo de mini helióstato para realizar prácticas seguimiento Segundo año: Diseño de cinco prácticas de laboratorio correspondientes a la materia de solar térmica II de alta temperatura. Construcción de cinco prototipos utilizados en el mismo numero de las prácticas diseñadas para la materia de Solar Térmica II. Elaboración del manual de las prácticas de laboratorio de alta temperatura. Evaluación ante grupo de a lo más, dos prácticas diseñadas para la materia de Solar Térmica. Evaluación ante grupo de las cuatro prácticas diseñadas para la materia de Solar Térmica II. Los prototipos propuestos para el segundo año, los cuales comprenden los equipos de alta temperatura, los cuales son: 1. Prototipo didáctico de canal parabólico donde se pueda ver la distribución de flujo modelada con el trazado de rayos (TR) 2. Prototipo didáctico de concentrador Fresnel 3. Desarrollo de una práctica de producción de electricidad con una celda termoeléctrica en una lente de Fresnel. 4. Desarrollo de una práctica de control del seguimiento del prototipo de canal parabólico 5. Desarrollo de un prototipo de mini helióstato para realizar prácticas seguimiento |
| metadata.dc.description.selfAssessment: | A la conclusión del proyecto se lograron desarrollar cuatro prácticas de laboratorio, cinco prototipos de los cuales se podrán desarrollar nuevas prácticas con estos mismos equipos. Por otra parte, al largo de aplicación de las prácticas durante tres semestres, en condiciones de distanciamiento social, se generaron una serie de videos tutoriales de las prácticas desarrollados por los propios alumnos, los cuales se presentan en la pagina web https://sites.google.com/ier.unam.mx/solar-termica-ii/kit-didacticos. Por ultimo, como parte de los trabajos del proyecto, se desarrollaron dos tesis una a nivel de maestría titulada “Sistema IoT para el monitoreo de colectores solares planos”, y otra más a nivel de maestría titulada “Sistema de Seguimiento Solar Y Caracterización Térmica de un Concentrador Cilíndrico Parabólico Didáctico”, ambias tesis ya están en proceso de revisión y se espera que se titulen los dos alumnos al finalizar este semestre. |
| metadata.dc.description.goalsAchieved: | Los objetivos del proyecto se dividieron en dos principales grupos relacionados entre sí. Las prácticas de laboratorio y el desarrollo de los prototipos de los equipos para la realización de las mismas. Para divulgar los resultados del proyecto se monto una pagina web. PRÁCTICAS En este proyecto se diseñaron cinco prácticas de laboratorio para la materia solar térmica II, de las cuales tres fueron aplicadas en el curso del semestre 2021-1 a los cuatro alumnos que se inscribieron a la materia. Al ser un grupo de alumnos muy pequeño permitió que cada uno de los alumnos al menos contara con todos los materiales de una práctica y la realizaran extramuros de manera colaborativa con el resto de sus compañeros a través de videoconferencia. Por otra parte, se diseñaron al menos una práctica la cual se pudo realizar con componentes y materiales de fácil acceso para cualquier alumno. Por último, se busco que los alumnos a la hora de estar realizando sus prácticas y al estar siendo colaborativos con el resto de sus compañeros a través de videoconferencias. Se les pidió que generen un video tipo tutorial con una duración no mayor a cinco minutos, donde se muestre el procedimiento que se llevo a cabo durante la elaboración de la práctica. PROTOTIPOS + Calentador solar de 0.2 m2 con termotanque de 4.5 litros Con la finalidad de contar con un calentador solar de agua de pequeño tamaño, sin sacrificar su rendimiento térmico y con todas las características de absortancia, cubierta de vidrio, aislamiento y conducción. +Canal parabólico didáctico El prototipo consiste en un sistema de concentración de cilindro parabólico de 0.58 m2 con fines didácticos. El cual cuenta con un sistema de seguimiento con un grado de libertad en dirección este-oeste, así como un sistema de adquisición de valores de temperaturas a la entrada y salida del receptor. Por último, el receptor se compone un tubo de cobre con un recubrimiento de alta absortividad, concéntrico a un tubo de mucho mayor diámetro de borosilicato el cual tiene alta transmisividad de la radiación. + Sistema de adquisición de datos (DAQ) adqusición de temperaturas, radiación global y flujo de agua con Arduino. + Concentrador solar cilíndrico parabólico con tubo evacuado y heat-pipe El prototipo consiste en un sistema de concentración de cilindro parabólico de 0.26 m2 con fines didácticos. El concentrador cuenta con una distancia focal de 0.132 m y un ángulo de borde de 90°. El concentrador se acopló a un receptor de tubo evacuado con caloriductos (heat-pipe) donde la fuente de energía al final de este heat-pipe. PAGINA WEB Y VIDEO DE PRÁCTICAS Para mostrar un reservorio tanto de las fichas técnicas de los prototipos, las prácticas de laboratorio, así como los videos de las prácticas que se realizaron a lo largo de los tres semestres que se llevo el proyecto, se realizo una pagina web con toda esta información https://sites.google.com/ier.unam.mx/solar-termica-ii/kit-didacticos |
| metadata.dcterms.provenance: | Instituto de Energías Renovables (IER) |
| metadata.dc.subject.DGAPA: | Ingenierías |
| metadata.dc.type: | Proyecto PAPIME |
| metadata.dc.contributor.coresponsible: | GARCIA VALLADARES, OCTAVIO |
| Aparece en las colecciones: | 1. Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías |
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