FORO DE ANÁLISIS DE INVESTIGACIÓN, DESARROLLOO Y GESTIÓN TECNOLÓGICA EN ITESCA Aire acondicionado por absorción utilizando energías Alternativas EJE TEMÁTICO: Experiencias de investigación y desarrollo tecnológico AUTOR: Ing. Juan Carlos Tzab Pat Profesor de asignatura tipo A, Dpto. Ing. Mecánica Instituto Tecnológico Superior de Cajeme e-mail: tecnoclimas_obregon@yahoo.com.mx, jtzab@ @itesca.edu.mx cel: 644 1151714 ITESCA. INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE CAJEME CARRETERA INTERNACIONAL A NOGALES KM.2 S/N TEL. CIUDAD OBREGÓN +52(644) 410-86-50 Y 410-86-51 N, SONORA. MÉXICO www..itesca.edu.mx
Resumen Ejecutivo El presente proyecto tiene por objetivo satisfacer la necesidad de fabricar para la empresa TECNOCLIMAS un sistema para aire acondicionado, que a diferencia de los sistemas comerciales que utilizan el método de refrigeración por compresión de vapor, y que dependen de un suministro de la red de energía eléctrica tradicional para su funcionamiento, se podrá obtener un sistema que brinde el mismo servicio mediante la refrigeración por Absorción pero sustituyendo esta energía convencional por energías alternativas como lo son: La energía solar por concentradores solares o fotovoltaica y el uso de otros combustibles como el metano y el gas natural. La investigación de nuevas alternativas para generar frio a partir de la energía solar implica una gran oportunidad de involucrar alumnos y egresados en la elaboración de este producto en donde se contempla realizar un vínculo con la empresa TECNOCLIMAS y el Instituto Tecnológico Superior de Cajeme en donde la fabricación y comercialización podrán satisfacer la demanda con un equipo innovador sin el uso de la energía eléctrica la cual representa un gran porcentaje de los gastos contemplados dentro de todo hogar ya que en nuestra región la climatización es cada vez una necesidad cada vez de mayor importancia.
AIRE ACONDICIONADO POR ABSORCIÓN UTILIZANDO ENERGÍAS ALTERNATIVAS Ing. Juan Carlos Tzab Pat La refrigeración por compresión de vapor es uno de los sistemas más conocidos y comercializados para proporcionar confort y bajas temperaturas actualmente, solo por mencionar algunos casos lo encontramos en los refrigeradores de nuestras casas, aire acondicionado de nuestros hogares, centros de trabajo, de los lugares a donde vamos a comprar, divertirnos y demás sitios que cuentan con estos sistemas para contrarrestar las condiciones ambientales extremas que se presentan en la localidad, lo cual como sabemos tiene un alto porcentaje de consumo eléctrico para lograr mantener controladas estas temperaturas; con lo anterior sabemos que gran parte de los costos ya sean a nivel de una microempresa hasta una industria transnacional son destinados para este rubro. Sin embargo si se tuviese la manera de generar frío pero con energía gratuita segura e ilimitada, estaríamos dispuestos a cambiar a lo que por todos lados vemos como la única forma de mantener climatizados nuestros hogares e instalaciones y centros de trabajo? Y mejor aun sin depender de la energía eléctrica. La Refrigeración por Absorción es la alternativa para realizar una climatización con un costo relativamente mucho menor que el actual sistema utilizado, ya que a pesar de que fue descubierta hace bastante tiempo por Michael Faraday no ha sido aprovechada, ya que la comodidad de conectarnos a una red eléctrica para generar frío y otras actividades, nos ha cegado a otras oportunidades, sin olvidar el impacto ecológico que se lograría de no utilizar los ya limitados recursos energéticos, no olvidando los altos costo que se dejarían de pagar para la climatización de hogares, comercios e industrias, se aprovecharán los nuevos campos para investigación y eficiencia de este sistema de refrigeración, no olvidando la importancia de integrar estos conocimientos a nuestros futuros profesionistas que les brindarán la creación de mayores y mejores oportunidades debido a la poca difusión en otras instituciones.
Durante el desarrollo del proyecto estarán involucrados diversos colaboradores tanto docentes como estudiantes de diversas carreras y la empresa TECNOCLIMAS que financiará su construcción para concretar uno de sus proyectos de crear alternativas de climatización para la comunidad en general, a partir del prototipo se tienen 3 objetivos específicos: Primero.- Desarrollar las competencias para la formación académica en laboratorios de las ingenierías Mecánica, Ambiental, e Industrial en sus áreas afines a la Termodinámica, Diseño, Generación por medio de Energías alternativas, Medio ambiente y Manufactura. Además de servir este equipo para el reforzamiento de las competencias profesionales de nuestros estudiantes, mediante prácticas, mejoramiento continuo, e implicarlos a la búsqueda de nuevas tecnologías. Segundo.- Implementar procesos de fabricación y comercialización para generar una fuente de trabajo de donde se vinculará la institución con esta empresa para las fuentes de empleo para estudiantes, residentes y egresados que puedan integrarse a esta actividad. Tercero.- La investigación de mejora continua en el producto, sus procesos de fabricación y comercialización para nuevos productos. Este proyecto es basándonos en satisfacer una necesidad de una empresa local especializada en los sistemas de refrigeración, la cual proporcionará los recursos materiales para la fabricación del prototipo, quedando por parte de la institución destinar el tiempo necesario y la vinculación académica para poder concretar dicho proyecto. En el Primero se tiene por objetivos específicos diseñar y fabricar para la empresa TECNOCLIMAS el equipo de aire acondicionado por absorción para una vivienda de interés social con capacidad de 18,000 btu/hr (Una y media tonelada de refrigeración), utilizando como alimentación energías alternativas como: Concentradores solares, colectores solares, gas natural o generación de metano. Energías utilizadas para el mecanismo de bombeo, ventilación y control; dentro de los mecanismos se tiene integrado el motor Stirling que está basado en el uso de estas fuentes de calor que provee el sol, el gas natural y
metano. Este equipo se tomará como prototipo para realizar uno didáctico en cual se desarrollarán las competencias de vinculación a la investigación, diseño, análisis, resolución de problemáticas, capacidad de formular y gestionar proyectos, compromiso con el medio ambiente, entre otros. Complementando con esto la elaboración de prácticas que reforzarán la formación académica del estudiante dentro de sus materias con respecto a su perfil de egreso. Segundo.- Se realizará el vínculo de la empresa y la institución para realizar el diseño e implementación del proceso de fabricación y comercialización donde se generarán fuentes de trabajo para prácticas profesionales y egresados de esta institución. Brindando un nuevo esquema en la fuente de generación de empleos mediante la investigación de nuevos productos. Implicando también a investigadores, docentes, alumnos y empresarios a la integración de grupos multidisciplinarios para la generación de nuevas empresas. Tercero.- Realizar el compromiso de ambas partes para desarrollar nuevos productos basados en el primero para satisfacer las necesidades de capacidades comerciales e incrementar la capacidad del equipo de acuerdo a los requerimientos del cliente. Para concretar se tiene como objetivo general el lograr obtener un sistema de refrigeración basado en el método de absorción para climatizar una vivienda típica de la región mediante el uso de energías alternativas, equivalente a 18,000 btu/hr, para sustituir los equipos comerciales basados en refrigeración por compresión de vapor, y con ello disminuir en gran medida el consumo eléctrico y por consiguiente los costos generados por su uso. Los materiales y equipos para su fabricación serán suministrados por parte de la empresa TECNOCLIMAS dejando un área de oportunidad para institución ITESCA de vincular académicamente a investigadores y alumnos en el desarrollo de este proyecto de innovación que formará parte de una plataforma mas para el desarrollo y formación del perfil profesional de los estudiantes de ITESCA. Bibliografía Cengel, Y. A. (2009). Termodinámica. México: McGraw Hill.
Faires, V. M. (1982). Termodinámica. México: Hispano Americana. Howell, J. R. (1990). Principios de Termodinámica para Ingenieros. México: McGraw Hill. Pita, G. E. (2005). Principios y sistemas de refrigeración. México: Limusa.