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Semillero
Ciencia Tecnología
Sociedad y Ambiente
PROYECTOS DE
GRADO PROM
2015
Colegio Marco Antonio
Carreño Silva
"El que quiere interesar a los demás debe provocarlos"
Salvador Dalí
CONTENIDO
SEMILLERO CTSA 1
PLANTEAMIENTO DE PROYECTOS 2
ORELLANAS 3
INVERNADERO 5
ILUMACION POR BOTELLAS 8 CON AGUA
CALEFACTOR SOLAR 10
CALENTADOR DE AGUA SOLAR 13
BIODIGESTOR 16
SEMILLERO CIENCIA TECNOLOGIA SOCIEDAD
Y AMBIENTE
Mediante la estrategia de resolución de proble-mas el semillero busca que los estudiantes desa-rrollen habilidades, destrezas y soluciones frente
a situaciones que afecten nuestro planeta.
Como resultado se evidencio el enriquecimiento en la formación académica gracias a la
integración de conocimientos de áreas como lo son física, matemáticas, biología, química,
ciencias sociales, economía, entre otras. El desa-rrollo de la estrategia propuesta se
materializo por medio de trabajo formativo, con fin de que el estudiante de la institución
educativa Marco Antonio Carreño Silva se destaque por ser un individuo integro,
autónomo y reflexivo que aportara a la sociedad medios para mejorar su calidad de vida.
Proporcionar las herramientas adecuadas fue parte del proceso que se alcanzó con el apoyo de los tutores Leonardo Salinas Estudiante de licenciatura en física de la universidad distrital y Heriberto Parra Docente del área de físi-ca, quienes orientaron con sus conocimientos
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CIENCIA
La ciencia no es solo
una colección de leyes,
un catálogo de hechos
sin mutua relación. Es
una creación del
espíritu humano con
sus ideas y conceptos
libremente inventadas
Albert Einstein
TECNOLOGIA
El progreso tecnológico
simplemente nos ha
proporcionado medios
más eficaces para ir
hacia atrás.
Aldous Huxley
SOCIEDAD
Si no hubiera sido
inventada la sociedad,
el hombre hubiera
seguido siendo una
bestía salvaje, o, lo que
viene a ser lo mismo,
un santo.
Mijail Bakunin
AMBIENTE
Una ecología saludable es la base para una economía saludable
Claudine Schneide
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PLANTEAMIENTO DE PROYECTOS
Como semillero se encargaron temas en que el humano y su entorno natural sean beneficiados con la implementación de energías renovables,
determinando así que hay un alto interés por me-jorar el uso de la huerta del colegio Marco An-
tonio Carreño Silva Cede A .
El desarrollo de la propuesta se baso en la producción de alimentos orgánicos ya que nos ga-rantiza una vida saludable y a su vez permite
desarrollar actividades socioeconómicas que faci-liten el autoconsumo amigable con el medio am-
biente.
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Actividades desarrolladas
• El cultivo de Hongos comestibles Orellana fue escogido ya que se puede realizar de forma
artesanal y sin grandes costos, además permitió integrar los proyectos Invernadero, calentador de
agua solar, calefactor solar, iluminación por botellas con agua.
• Suministrar abono a las plantas de la huerta con el uso de un biodigestor para las obtención de bio-
masa y lixiviados ricos en nutrientes.
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La Orellana es un hongo comestible que posee atributos medicinales y nutricionales. siendo un excelente alimento que es muy usado en la cocina culinaria por te-
ner una buena textura y agradable olor.
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Pasteurización El sustrato (medio de crecimiento) que se utilizo
fue aserrín y de tusa de mazorca. Se debe realizar con agua y panela a una temperatura de 80 °C por dos horas, con el propósito de eliminar
toda competencia del hongo.
Inoculación también llamada siembra es donde se lleva el grano
al sustrato que es empacado bolsas plásticas. (Temperatura 25°C Humedad 70% Luz tenue)
Incubación Por espacio de 15 a 20 días el hongo invade el
sustrato tomando un color blanco. (Temperatura 22°C Humedad 60% Penumbra)
Fructificación El crecimiento de primordios cambia de su fase ve-
getativa. (Temperatura 22°C Humedad 60% Luz tenue)
Cosecha El hongo (el pileo o sombrero) se ha desarrollado
completamente existiendo racimos de hongos u hongos en forma individual
(Temperatura 22°C Humedad 60% Luz )
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• Se desarrolla sobre materias vegetales con alto con-tenido lignocelulósico (aserrín, tamos de arroz, ce-reales, bagazo). Lo que facilita su obtención en los residuos de actividades agroindus-triales.
• La duración de la siembra al periodo de cosecha es aproximadamente de un mes, siendo un corto tiempo para la obtención de un alimento salu-dable.
• Producto totalmente orgánico libre de químicos.
• Efecto antitumoral efecto antiviral efecto antinfla-matorio Control del colesterol efecto antihiperten-sión, efecto antioxidante.
• En sus diversas etapas requiere la modifi-cación en los factores de temperatura, humedad, lumino-sidad y ventilación.
• Se debe contar con un área completa-mente cerrada, que pueda cam-biar su iluminación, este libre de insec-tos y agentes contaminantes.
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La permanente necesidad de aumentar la produc-
ción y calidad en los alimentos, conlleva a introducir un enfoque más tecnológico en los cul-tivos bajo cubierta. Por ello se hace necesario en-tender el comportamiento del microclima de los in-vernaderos, para controlar las variables internas y externas implementando la automatización con dis-
positivos electrónicos.
Las leyes de la física son la que nos facilitan el estudio del microclima de forma
experimental, caracterizando el sistema con ecua-ciones de flujo de energía y masa.
Integrantes
SEBASTIAN LARRARTE CESAR APONTE
CRISTIAN MORENO
Materiales Estibas Palos de madera Plástico transparente plástico negro Tubo de pvc Tornillos tuercas, arandelas Velcro Grapas.
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CONSTRUCCIÓN DE UN INVERNADERO EN EL COLEGIO
MARCO ANTONIO CARREÑO SILVA E IMPLEMENTACIÓN DE
DISPOSITIVOS QUE FUNCIONAN CON ENERGÍA SOLAR PARA
MODIFICACIÓN DE MICROCLIMA
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El invernadero como una estructura dedi-cada a la protección del cultivo de hon-gos fue construido con materiales bajo los siguientes criterios; baja economía, fácil manejo, resistencia, perdurabilidad. El
diseño planeado dependió del espacio des-tinado en la huerta y los dispositivos usa-dos. Los factores mas importantes a te-ner en cuenta son el volumen, altura,
forma y orientación.
En la adecuación de la estructura para la base se planeo unir dos estibas forra-das con plástico para evitar el deterioro
en la madera.
dimensiones de la base: 2.80 m (largo) * 1.60 m (ancho)
Se realizaron dos estructuras con dife-rente alturas y anchos, la principal o exterior se realizo con palos de madera ajustando el plástico negro y la otra se realizo con tubos pvc que sostendría el
plástico transparente. La diferencia entre ambas estructuras es de 5cm.
La altura de la base al techo es de 2.50 m, se hizo en una sola caída
teniendo un triangulo rectángulo en la
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La construcción implico varios cálculos para que el invernadero cumpliera con sencillez en el armado, des-armado y traslado. Sin necesidad de herramientas es-peciales. Para el cultivo colgante en la parte superior se colocaron tres palos, la distribución permitió sembrar 70 bolsas de las cuales 50 dieron una cosecha completa.
Los datos obtenidos para las condiciones del interior y exterior del invernadero muestran un aumento conside-rable, las medidas fueron tomadas en las horas de la tarde (2-6 pm).
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Interior Exterior
Humedad 42%
Humedad 57 %
Temperatura 21 °C
Temperatura 23 °C
Luminosidad 1000 lux
Luminosidad 350 lux
En complemento con los proyectos del semillero el invernadero adecua su estructura según sea el dispositivo que desempeñara un papel importante en el manejo de la temperatura, humedad, luminosi-dad y ventilación. Proyecto de iluminación por botellas con agua Insta-lo botellas cambiables en el techo para para dar diferentes tipos de intensidad en la ilumina-ción requerida por la etapa del cultivo
Proyecto calefactor solar instalo en el techo un dis-positivo que permitió ingresar aire caliente al interior del invernadero, con el fin de cambiar la temperatura (Extractor y ventilador).
Proyecto Calentador de agua tuvo como fin modifi-car la humedad, ingresando agua previa-mente calentada en el colector y llevándola al interior de las dos paredes de plástico.
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Integrantes
KAREN NATALY PARRA
Materiales Botellas (transparente, café y verde) Palos de madera Plástico negro Tornillos Lamina de madera (triple) Cloro en pasta Luxómetro Agua
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Este invento fue promovido por Alfre-do Moser en el 2002, a este brasileño le surgió la idea de iluminar su casa durante el día sin necesidad de electri-cidad, aprovechando la luz solar y la propiedad de la refracción de la luz al cambiar de medio. se genera una especie de foco que ilumina espacios con buena intensidad sin necesidad de
electricidad.
Es un excelente método ecológico, que
permita generar o transmitir luz a un espa-cio oscuro .
La refracción es el cambio brusco de dirección que sufre la luz al cambiar de medio
dependiendo de la cantidad de sol durante el día, el foco
puede alcanzar unos 40 a 60 watts.
Los rayos del sol viajan verti-calmente a través del envase y al chocar con el líquido gene-ran una refracción horizontal de 360 grados que ilumina
todo el espacio.
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El lux (símbolo lx) es la unidad derivada del Sistema Internacional de
Unidades para la iluminancia o nivel de ilu-minación.
Como experimento se propuso colocar en una caja con una botella de diferente color, con el fin de hacer crecer frijoles bajo las diferentes condiciones de iluminación que nos ofrecen las botellas. El resultado mostro como en la etapa de germi-nación la botella de color café aporto una optima luz en este desarrollo, la de color verde favoreció el crecimien-to de hojas y la de color transparente man-tuvo a la plántula con buenas condiciones de
crecimiento.
En las medidas obtenidas cada botella arrojo un valor diferente en uni-dades de lux, siendo este un indicador de que se puede usar el embace café para la condi-ción de penumbra que necesita el cultivo en su etapa de incubación (230 lux), la botella de color verde fue usada para la etapa de fructificación (500lux) y en la etapa de cosecha una botella transparente (700 lux). Para las medidas se hizo uso de la aplica-ción para celular Light-Ometer que se con-sigue de forma gratuita en la play store, Los datos son mas fiables depren-diendo del sensor que tenga el dispositivo
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CALEFACTOR SOLAR
Integrantes
LAURA RAMIREZ SUAREZ
IVONE GARCIA GUZMAN
Materiales
Latas de gaseosa
Palos de madera
Pintura de aceite Negra
Lamina de acrílico
Tornillos
Teja de Zinc
Integrado Lm 317
Condensadores
Resistencias
Ventilador
Fotocelda
Es un dispositivo que nos permite aprove-char los gases termo activos o de efecto inver-nadero y utilizarlos en nuestra casas, ofici-nas, almacenes y demás. Obteniendo así un sistema de calefacción que no afecta el medio ambiente
En el proceso de construcción se perfo-ran las latas en la base superior e inferior, para luego unirlas utilizando sili-cona resistente a alta temperatura, se for-man columnas de latas por donde transitara el aire. Las mismas luego se instalaran en una caja de madera con una base de teja de zinc en donde se dejara una recamara en am-bos extremos para la entrada y salida de ai-re. las columnas de latas de aluminio se pin-tan de negro con el fin de tener una mayor eficiencia en la absorción de energía.
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Dimensiones base en madera del calefactor solar 112 cm (largo) * 86 cm (ancho)
Dimensiones para la columna de latas Altura 90.4 cm
PRINCIPIOS FISICOS
EFECTO CHIMENEA
se provoca cuando existe un gradiente térmico con-siderable a diferentes alturas. Al aumentar la temperatura el aire o cualquier gas se dilata y la misma masa pasa a ocupar mayor volumen. Esto significa que la densidad (masa de la unidad de volumen) disminuye.
TRANSFERENCIA DE ENERGÍA
RADIACION: Este fenómeno consiste en la propagación de energía en forma de ondas elec-tromagnéticas o partículas subatómicas a través del vacío o de un medio material.
CONDUCCION: La transmisión de calor por conducción es un proceso basado en el contacto directo entre los cuerpos, sin intercambio de mate-ria, por el que el calor fluye desde un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura que está en contacto.
CONVECCION: Se produce por medio de un fluido (líquido o gas) que transporta el calor entre zonas con diferentes temperaturas. La con-vección se produce únicamente por medio de mate-riales, la evaporación del agua o fluidos.
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Materiales
Regulador de voltaje LM317
Motor 9 voltios
2 Potenciometros 10k
Resistencia 1K, 10k
Bateria 9 voltios
Fotocelda
Transistor 2N2222A
Relay 5v
Circuito Controlador Ventilador
Se utilizo una Fotocelda (LDR1) para que detectara la luz del sol al llegar al panel, debido a que en las ho-ras de la mañana el edificio ofrece sombra al inverna-dero la configuración del circuito implemento un transistor (2N2222A) que hace las veces de un interruptor, al de-tectar en su colector un voltaje indicado que se puede mo-dificar con el potenciómetro (RV1) para la cantidad de luz que debe recibir la LDR permitirá el paso de la corriente al rele (RL1) que activara el motor del ventilador. El regulador de voltaje (LM317) y el poten-ciómetro (RV2) se acondiciono al circuito para controlar la velocidad del ventilador.
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Integrantes
LEANDRO BEDOYA SANTIAGO BUITRAGO
MICHAEL NOVOA
Materiales Latas de gaseosa Palos de madera Teja de zinc Plástico negro Silicona liquida Tornillos Tuvo pvc Acoples pvc Pegante pvc Lamina de acrílico Pintura color negro
El calentador de agua solar fue inven-
tado por un fabricante de tuberías
llamado Clarence Kemp, está idea le
surgió cuando él puso un tanque de
agua pintado de negro dentro de una
caja cubierta con vidrio, al observar
que el cajón se calentaba el agua
absorbía el calor lo suficiente para ser
usada en sus baños.
Los calentadores son sistemas
fototérmicos en los que se puede
aprovechar la energía del sol para
calentar agua destinada a usos
domésticos. La utilización de este
dispositivo permite la disminución de
energías provenientes de los hidrocar-
buros, preservando los recursos
naturales no renovables. Los costos
económicos y ambientales
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Dimensiones base en madera del calentador de agua solar
120 cm (largo) * 86 cm (ancho)
Dimensiones para la columna de latas Altura 113 cm
Capacidad en volumen 29.7 litros
Temperatura máxima alcanzada 34 °C
El colector solar debe tener cierta in-clinación en pro de aprovechar el fe-nómeno considerado efecto tiro o efecto chimenea, al cambiar la temperatura de un liquido o gas este cambia su densidad
PRINCIPIOS FISI-COS
Las experiencias de Joule y Mayer sobre la conservación de la energía, llevaron a enunciar a el calor como una forma más de energía. El calor no sólo era capaz de aumentar la temperatura o modificar el estado físico de los cuerpos, sino que además podía moverlos y realizar un trabajo
EFECTO TERMOSIFON
En el calentamiento de líquidos y flui-dos, las moléculas más cercanas a la fuente calorífica se hacen más ligeras (disminuye su densidad) y suben permi-
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Circuito Controlador electro-válvula
Materiales
Integrado 555
Rele (RL1) 5 voltios
Transistor 2N2222A (Q1)
Resistencia variable (RV1)
50k resistencias (R1) (R3)
10k (R2) 22O ohm
Electroválvula
Condensadores (C1)(C2)
1 Microfaradio
La configuración del circuito nos permite controlar
a una determinada temperatura, el accionamiento
de una electroválvula que dejara ingresar agua
almacenada en el calentador solar al en el interior
de las dos paredes del invernadero. El termistor
NTC (RT1), es un resistor variable que funciona
como semiconductor con la temperatura, se puede
graduar el valor del potenciómetro (RV1)
dependiendo de el valor de temperatura deseado.
El integrado 555 entre sus múltiples aplicaciones
nos permite configurar el pin 2 trigger para el cual
se calcula un voltaje que va por debajo de 1/3 de
alimentación, que activara el pin 3 poniéndolo a
conducir hacia el transistor (2N2222A ) el cual
permite suministrar la corriente necesaria a las
bobinas del rele (RL1) para energizar el moto o la
electroválvula.
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Integrantes
DANIELA LLORENTE CAMILA MARTINEZ JIMMY VARGAS
Materiales Caneca plástica negra Llave de gas Llave paso pvc Miple escape de agua Silicona liquida tuvo pvc Acoples pvc Pegante pvc Lamina de acrílico
BIODIGESTOR
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Un biodigestor es, en su forma más simple, es un contenedor cerrado, hermético e impermeable, dentro del cual se deposita material orgánico a fermentar (excrementos de animales y humanos, desechos vegetales, no inclu-yen cítricos ya que acidifican el me-dio) en determinada dilución de agua para que a través de la fermentación anaerobia se produzca gas metano y fertilizantes orgánicos ricos en nitró-
geno, fósforo y potasio.
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El prototipo para el diseño del bio-digestor se hizo con una botella de plás-tico de tres litros, se debe dejar un 20% en volumen para el gas y un 80% en materia a degradar. Al lado derecho en cone-xión por una manguera está el gasóme-tro que nos permite por medio de válvu-las anti-retornó para atrapar el gas.
En la construcción se usó una caneca plástica con tapa de cierre hermético. En la tapa se abrieron dos orificios, en uno se introducirán los desperdicios orgá-nicos y de agua. En el medio del tubo se coloca una varilla con aspas en la par-te de abajo con el fin de revolver los sólidos. El segundo orificio es para colo-car una llave de paso para gas.
En la parte lateral se instala una llave de paso para agua que sacara los lixiviados, el tubo tiene un codo que hace subir a una altura de 15 cm y vuelve a otro codo hasta la llave. Se usa esta configuración para mantener el gas en el biodigestor y se pueda extraer agua (sistema de vasos comunicantes). Para finalizar en la parte inferior se hace un desagüe para la materia sólida que esta ya lista como biomasa.
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Biogás: (sólidos orgánicos en descomposición
Gas: (en la fermentación de alimentos se hace presente una bacteria metalogenicas capaces de producir metano. Debe tener un ph cercano a la neutralidad (7) y una temperatura aproximada
de 38°C . Lixiviados: los nutrientes mezclados con agua se utiliza como fertilizante líquido para las
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CONSTRUCCION DE UN BIODIGESTOR PARA LA HUERTA
PRODUCTOS QUE SE PUEDEN OBTENER DEL BIODIGESTOR
Para la selección de la materia orgánica se decidió tomar cascara de papa, cascara de plátano y zanahoria. Se realizaron con bombas inflables las pruebas correspondientes al material que mas gas generaba en su des-composición, en la imagen la botella de bomba amarrilla es de cascara de papa, ha-cia la derecha la bomba de color rosado cas-cara de plátano, bomba verde con zanahoria y la botella con bomba de color azul fue una mezcla de cascara de papa y plátano. El biogás normalmente contiene varios gases aparte del metano. Los gases que componen el biogás son; Metano (CH4), Dióxido de Carbono (CO2), Hidrogeno (H2), Nitró-geno (N2), Acido sulfídrico (H2S). La mezcla de los ingredientes orgánicos permitió obtener menor gas nocivo y un buen fertili-zante.
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