Portafolio 2013

INSTITUCION EDUCATIVA TECNICO INDUSTRIAL SIMONA DUQUE 2013
“PANEL SOLAR DE GELATINA”
INTEGRANTES:
Edwin Cardona
Nelson Yesid
Daniel Quintero
Manuel Castaño
Kelin Marín
Hernán Jiménez
Bryan Tovar
I.E.T.I “Simona Duque”
Marinilla, Antioquia

3. JUSTIFICACION.
Se dio este proyecto pensando en la necesidad de
crear una fuente de energía de bajo costo para que
toda la sociedad tenga acceso a ella.
Este proyecto será una muy buena opción para crear
energía en nuestros propios hogares y obtener barios
beneficios tales como tener una forma de economía
basada en el medio ambiente ya que la radiación solar
es emitida por el sol y forma parte del ambiente, en
este caso estaríamos utilizando un recurso natural y al
utilizar este recurso natural no estaríamos deteriorando
el medio ambiente.

4. Lluvia de ideas- L.U.P. – Listado
Único de Palabras (40)
INVESTIGACION
1. Salud
2. Biblioteca
3. Derecho
4. Limpiar
5. Escritorio
6. Reutilizar
7. Economía
8. Barrer
9. Calles
10. Comida
SERVICIOS
PUBLICOS
1. Agua
2. Internet
3. Luz
4. Alcantarillado
5. Parabólica
6. Gas natural
7. Teléfono
8. Alumbrado publico
9. Colegio
10. Bus

PRINCIPIOS DE LA
CIENCIA
1. naturaleza
2. cuerpo humano
3. microscopio
4. ciencia
5. investigación
6. proyecto
7. tecnología
8. exposición
9. científico10.
Experimento
INNOVACION Y
DESARROLLO
1. Fuentes de energía
2. Eventos
3. Encuentros
4. Edificio
5. Capacidad
6. Precio
7. Maquinas
8. Libros
9. Carros
10. Reloj
5. BANCO DE PREGUNTAS

¿Cómo podemos mejorar el sistema de salud?
¿Cómo podemos mejorar la seguridad de las calles de
nuestra institución?
¿Qué promedio de alumnos de la institución les gusta
reciclar?
¿Cuál es el principal medio de economía de marinilla?
¿Qué número de personas les gusta mantener limpias las
calles?
¿Qué número de personas hacen valer sus derechos como
ciudadanos?
¿Qué promedio de alumnos de la institución les gusta usar la
biblioteca?
¿Qué comidas afectan nuestro organismo?
¿Qué porcentaje de niños no tienen recursos para ir a la
escuela?
¿Cuál es promedio de niños que practican deportes
¿Cómo afecta la contaminación los factores climáticos y a la
naturaleza?
¿Cómo reacciona el cuerpo ante una situación de peligro?
¿Cómo cambio el microscopio el día a día del hombre?

¿Qué enfermedades la ciencia a previsto?
¿Qué investigaciones se están desarrollando para cambiar
nuestro futuro?
¿Cómo ayuda al medio ambiente un proyecto de reciclaje?
¿Qué sistemas tecnológicos están causando enfermedades
en las diferentes partes del cuerpo?
¿Qué materiales han inspirado al hombre para crear objetos
tecnológicos?
¿Cómo crear una lámpara que trabaje con energía
fotovoltaica?
¿Qué maquinas han facilitado el trabajo del hombre? ¿Cómo
se puede mejorar?
¿Qué tan sana es nuestra agua?
¿Qué porcentaje de personas usan el servicio de bus
público?
¿Cómo afecta la luz artificial la piel?
¿Cómo ayuda a las poblaciones menos favorecidas el
servicio de alcantarillado?
¿Cómo ayuda al medio ambiente el servicio de metro cable?
¿El gas natural contamina el medio ambiente?

¿Qué ocasiona la adicción al celular?
¿Cuál es la principal causa de haber luz pública en las
veredas?
¿Qué porcentaje de escuelas invierten bien sus recursos?
¿Qué numero taxis hay en marinilla?
¿Cómo contamina las industrias el aire?
¿Qué número de personas tienen casa propia?
¿Qué porcentaje de personas fuman?
¿Qué capacidad intelectual puede desarrollar el ser humano?
¿Cuáles son las fuentes de energía que la naturaleza nos
brinda?
¿Qué promedio de alumnos de la institución leen libros?
¿Qué toxinas lanzan los carros a la atmosfera?
¿Cómo ha mejora la tecnología el desempeño de las motos?
¿Cómo integrarle un sistema de GPS a los relojes?

Nº
PREGUNTAS
FACTIBILIDAD
COSTO
TIEMPO
INNOVACION
SOLUCION
TECNOLOGICA
TOTAL
1 ¿Cómo podemos mejorar el sistema de salud? 15 6 12 10 17 50
2
¿Cómo podemos mejorar la seguridad de las calles de
nuestra institución?
10 5 9 15 14 43
3
¿Qué promedio de alumnos de la institución les gusta
reciclar?
13 8 19 12 19 71
4 ¿Cuál es el principal medio de economía de marinilla? 4 12 19 10 8 53
5
¿Qué número de personas les gusta mantener limpias las
calles?
6 10 15 13 11 55
6
¿Qué número
De
Personas hacen valer sus derechos como ciudadanos
8 15 10 9 13 55
7
¿Qué promedio de alumnos de la institución les gusta usar
la biblioteca?
18 7 5 18 19 67
8 ¿Qué comidas afectan nuestro organismo? 5 20 10 1 0 36
9
¿Qué porcentaje de niños tienen recursos para ir a la
escuela?
7 10 9 1 1 28
10 ¿Cuál es el porcentaje de niños que practican deporte? 9 9 8 1 1 28
11
¿Cómo afecta la contaminación los factores climáticos y la
naturaleza
20 20 13 19 10 62
12 ¿Cómo reacciona el cuerpo ante una situación de peligro? 13 10 9 1 1 34
13 ¿Cómo cambio el microscopio el día a día del hombre? 11 10 13 9 1 44
14 ¿Qué enfermedades la ciencia a previsto? 15 20 14 5 1 45
15
¿Qué investigación se están desarrollando para cambiar
nuestro futuro?
5 2 10 7 2 26
16 ¿Cómo ayuda el medio ambiente un proyecto de reciclaje? 10 10 12 15 10 57
17 ¿Qué sistemas tecnológicos están causando enfermedades
en las diferentes partes del cuerpo?
6 15 15 3 2 41
18
¿Qué materiales han inspirado al hombre para crear
objetos tecnológicos?
7 8 10 2 1 28
19
¿Cómo crear una lámpara que trabaje con energía
fotovoltaica?
18 18 19 20 19 94
20 ¿Qué maquinas han facilitado el trabajo del hombre?
¿Cómo se puede mejorar?
10 5 6 9 2 32
21 ¿Qué tan sana es nuestra agua? 10 5 10 7 2 34
22 ¿Qué porcentaje de personas usan el bus público? 15 10 19 6 1 45
23 ¿Cómo afecta la luz artificial la piel? 10 16 20 5 1 52
24 ¿Cómo ayuda a las poblaciones menos favorecidas el
servicio de alcantarillado?
5 20 10 4 2 41
6. CUADRO DE VALORACION

25
¿Cómo ayuda al medio ambiente el servicio de metro
cable?
6 7 13 2 1 29
26 ¿El gas natural contamina al medio ambiente?
5 8 15 8 2 38
27 ¿Qué ocasiona la adicción al celular? 18 10 18 15 10 76
28
¿Cuál es la principal causa de haber luz pública en las
veredas?
15 20 15 7 5 62
29 ¿Qué porcentaje de escuelas invierten bien sus recursos? 8 10 12 5 4 40
30 ¿Qué número de taxis hay en marinilla? 3 2 4 8 10 27
31 ¿Cómo contamina las industrias el aire? 4 1 9 10 3 27
32 ¿Qué número de personas tienen casa propia? 5 14 12 14 2 47
33 ¿Qué porcentaje de personas fuman? 6 11 5 4 5 31
34
¿Qué capacidad intelectual puede desarrollar el ser
humano?
8 9 2 3 4 26
35
¿Cuáles son las fuentes de energía que la naturaleza nos
brinda?
7 8 4 5 3 27
36 ¿Qué promedio de estudiantes leen libros? 6 3 6 8 2 25
37 ¿Qué toxinas lanzan los carros a la atmosfera? 5 10 20 5 1 44
38
¿Cómo ha mejorado la tecnología en el desempeño de las
motos?
7 12 18 6 10 53
39 ¿Cómo intégrale un sistema de GPS al reloj? 10 19 20 15 5 75
40
¿Cómo podemos aprovechar la luz solar y los vientos para
nuestro beneficio?
19 18 16 20 20 93

7. LAS 5 MEJORES PREGUNTAS DE
INVESTIGACIÓN – ESTADÍSTICAS.
1. ¿Cómo crear una lámpara que trabaje con energía
fotovoltaica?
2. ¿Cómo integrarle un sistema de GPS a los relojes?
3.¿Cómo podemos aprovechar la luz solar y los vientos
para nuestro beneficio?
4. ¿Cómo afecta la luz artificial la piel?
5. ¿Qué capacidad intelectual puede desarrollar el ser
humano?

GRAFICAS.
8. La pregunta de investigación – el
problema
¿COMO TRANSFORMAR LA RADIACION SOLAR EN
ENERGIA ELECTRICA?
Series1
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
¿Cómo crear una lámpara que trabaje con
energía fotovoltaica?
¿Cómo integrarle un sistema de GPS a los
relojes?
¿Cómo podemos aprovechar la luz solar y
los vientos para nuestro beneficio?
¿Cómo afecta la luz artificial la piel?
¿Qué capacidad intelectual puede
desarrollar el ser humano?

9. Antecedentes del problema
El excesivo consumo de electricidad unida a la
contaminación ambiental producida por la utilización
de combustibles fósiles tales como el petróleo, el
carbón, etc. Genera múltiples cambios en el ambiente,
en su mayoría nocivos, entre ellos: La contaminación
atmosférica, la contaminación de suelos y agua, los
cambios climáticos, las enfermedades respiratorias,
enfermedades cancerígenas y el calentamiento global.
En los últimos años se han desarrollado diferente
dispositivo para la producción de energía alterna, a
través de diferentes recursos naturales como: el
viento, el sol, el agua, la biomasa, ya que son
energías limpias y que no tiene efectos negativos en el
planeta. Lo que queremos es crear una celda solar con
diferentes materiales, para que sea barata y accesible
para la comunidad que pueda ayudar a nuestro
planeta.

10. La ruta de investigación

12. Objetivo general.
Diseñar y construir una celda solar ecológica.
13. Objetivos específicos.
*Diseñar la estructura básica necesaria para la
celda solar ecológica de tal forma que se produzca
un artefacto eficiente, sencillo, económico y de
buena calidad.
*Utilizar diferentes materiales caseros para
identificar el de mejor rendimiento en la fabricación
de la celda solar ecológica.
*Proponer una manera fácil para construir una celda
solar fotoeléctrica y/o fotovoltaica con materiales
comunes y baratos.
*Construir nuestro proyecto de conformidad con los
mejores resultados obtenidos para que sea llevado
a la práctica en una maqueta y plasmándola
utilización de este proyecto.
* Medir los parámetros eléctricos, el voltaje, la
corriente, potencia de cada una de las diferentes
opciones construidas en los diferentes ensayos de
prueba.

. Marco teórico
Siclo de las baterías
Las baterías tienen un ciclo en las cuales tienen un
lado positivo y negativo en el positivo se dice que es
positivo porque tiene presencia de electrones y el
negativo se dice que es negativo porque carece de
electrones en este ciclo lo que sucede es que los
electrones del lado positivo son atraídos por el polo
negativo en el cual el polo negativo comienza a
engrosarse por los electrones atraídos y el polo
positivo comienza a deformarse por la pérdida de
electrones; debido a la perdida de electrones estos
electrones viajan al polo negativo lo cual causa una
corriente a lo cual le llamamos energía
electroquímica.
Energía solar fotovoltaica y térmica a la vez
Un sistema híbrido que logra electricidad y calor del
Sol de forma más eficiente que por separado,
aunque su generalización todavía es muy limitada.
La intensidad de la radiación depende de la
Longitud de onda

Un diagrama ilustrando la emisión de los electrones de
una placa metálica, requiriendo de la energía que es
absorbida de un fotón.
El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de
electrones por un metal o fibra de carbono cuando se
hace incidir sobre él una radiación (luz visible o
ultravioleta, en general). A veces se incluyen en el
término otros tipos de interacción entre la luz y la
materia:
Efecto fotovoltaico: transformación parcial de la
energía luminosa en energía eléctrica. La primera
célula solar fue fabricada parcharles en 1884. Estaba
formada por selenio recubierto de una fina capa de oro

El efecto fotoeléctrico fue descubierto y descrito
por Huiriche Hertz en 1887, al observar que el arco
que salta entre dos electrodos conectados a alta
tensión alcanza distancias mayores cuando se ilumina
con luz ultravioleta que cuando se deja en la oscuridad
El efecto fotoeléctrico es la base de la producción
de energía eléctrica por radiación solar y del
aprovechamiento energético de la energía solar
15. Las variables de la investigación.
Las variables fue un tema en el que tuvimos especial
cuidado ya que hicimos varias pruebas para verificar
el resultado y la eficiencia de cada en cada una de las
pruebas probando hacer celdas de 1.5cm cuadrados
de 4.5cm cuadrados entre otras pruebas las pudimos
observar que en la celda de 4.5cm podíamos obtener
por cada celda aproximadamente 0.8 v a 1 v.
Después de estas pruebas seguimos trabajando con
las celdas de 4.5 cm ya que encontrábamos
beneficios al trabajar en ella. Uno de los beneficios
que encontramos es que podemos manejar más fácil
los materiales y soldar más fácil las conexiones

16. Metodología – pasos y
procedimientos de la investigación
Hemos tenido una larga investigación; comenzamos
con una lluvia de ideas, en la cual simplemente
decíamos palabras y las copiábamos de esas
palabras sacamos las importantes que lo llamamos el
L.U.P es decir el listado único de palabras y con
estas palabras hicimos el banco de preguntas ya que
a cada palabra le formulábamos una pregunta, en el
banco de preguntas lo que hacíamos era calificar
estas preguntas (40preguntas) según varios criterios;
de estas preguntas sacamos las dos con mayor
calificación y con ayuda del profesor seleccionamos
la pregunta reina que es ¿Cómo transformar la
radiación solar en energía eléctrica? Después de
tener la pregunta reina comenzamos a indagar sobre
este tema. Cuando sentimos que teníamos buena
información, comenzamos a construir diseños y
hacer pruebas. Comenzamos con algo simple; fue
una celda de 5 cm cuadrados en la cual probamos
diferentes materiales tales como: hierro, cobre, zinc,
aluminio; y por otra parte utilizamos gelatina con
sabor y sin sabor, la gelatina preparada con agua y
con zumo de limón y sal. En estas pruebas
identificamos los materiales que mejor funcionaban y
seguimos trabajando con zinc y cobre y por otro

lado con gelatina sin sabor preparada en agua y
probamos un nuevo material en el cual no
construíamos una sola celda sino un panel completo
y cada celda con un tamaño de 4.5 cm cuadrados.
El resultado obtenido fue:

Esta imagen fue en la primera versión en la cual era
cada celda individual conectadas en serie y
encendiendo un diodo LED

En esta imagen se ve la versión del panel mejorada
pues ya va las celdas interconectadas y se cómo tal
como un panel

17. Observaciones
*Al iniciar la investigación se hicieron varios ensayos
en los cuales se pudieron notar que al utilizar gelatina
y como polos cobre y zinc se producía electricidad
pero al mezclarle limón y sal al ensayo obtuvo mayor
cantidad de energía pero hubo una reacción en la
gelatina la cual estaba en forma concentrada y al
añadirle esta mezcla paso a estado liquido y no había
el mismo efecto con la radiación solar.
*En otros ensayos lo que pudimos observar fue que al
utilizar el hierro como polo positivo no se producía la
misma cantidad de energía
*Al intentar remplazar la gelatina sin sabor por gelatina
con sabor no obtuvimos la misma concentración de
esta.

18. Encuestas
Objetivo.Determinar las opiniones y preferencias de las personas con respecto a
la utilización de sistemas hibrido o unos de sus componentes como medio de
energía alternativa.
Edad: Menor de 24 años. De 25 a 31 años: 32 a 40 años
Mayor de 40 años
Ubicar con una x en la opción que usted escoja:
1. ¿Utiliza algún sistema de energía alternativa como medio de abastecimiento de
energía?
SI NO Cual: _______________________________
2. Habitualmente ¿cuál es el valor en pagado en pesos por consumo de energía?
$20.000 - $50.000 $51.000- $110.000 $111.000- $150.000
$151.000- 210.000 Más de 211.000
3. ¿Le incomodan los cortes de energía?
SI NO
4. ¿Considera importante el ahorro de energía eléctrica?
SI NO
5. ¿Ha escuchado hablar de energías alternativas?
SINO
6. ¿Consideras importante el uso de energía alternativa?
SI NO
7. ¿Estaría usted dispuesto a adquirir una lámpara que trabaje con energía solar
como medio de alumbrado público?
SINO
Por su colaboración, muchas gracias.
Equipo Tecno-Inventores 9B
Institución Educativa Técnico Industrial “Simona Duque”. Marinilla

20. Posibles soluciones al problema
*Utilizar un vidrio conductor para transportar los
electrones obtenidos de tintas naturales.
*Transformar la radiación solar haciendo uso de los
electrolitos encontrados en la gelatina
*Utilizar diferentes ácidos para obtener reacciones
químicas

21. Selección de la mejor solución
*Transformar la radiación solar haciendo uso de los
electrolitos encontrados en la gelatina
22. Presupuesto del proyecto de
investigación
Rubro
Justificación
Cantidad
Valor
unitario
Valor
total
(de acuerdo con
las actividades del
cronograma)
Regulador Para evitar sobre
cargas de la batería
1 30000 30000
Batería de
moto
Para el
almacenamiento de
la energía
1 30000 30000
Mazo de
Cables
Para conducir la
energía y resista la
radiación solar
4 metros 500 2000
Inversor 1 30000 30000
Tubo de
aluminio
Para elevar la foto-
lámpara
1 metro 4000 4000
Gelatina Base o substratos 12 cajas 900 10800
Cobre Se utiliza como
electrodo
50x50 cm 25000 25000
Zinc Se utiliza como
electrodo
50x50 cm 10000 10000
Estaño 70/30 Para soldar
empalmes
½ libra 12000 12000
Cautín Para derretir el
estaño
1 6000 6000
Vidrio plano de
3 mm
Para que el panel
quede hermético
1metros2
10000 10000

Lámparas tipo
LED
Para utilizar la
energía obtenida
10 200 2000
cianocrilato o
pega loca
Para sellar el panel
de tal forma que
quede hermético
4 tubos 700 2800
Componentes
electrónicos
diversos
Para las pruebas de
la construcción del
inversor
40 diversos
componentes
20000 20000
materiales de
oficina
materiales para
presentación teórica
del proyecto
varios 30000 30000
Transporte para la movilización
del equipo
6 sábados 3000 Ida
Y Vuelta
3
Personas
54000
Lamina de
MDF
Base del prototipo 40x50 cm 5000 5000
Total financiado por la Feria CT+I 283600
Total financiado por la institución educativa
Total financiado por otras entidades
Total 283600

23. Diseños y planos de despiece y
montaje del artefacto
Este diseño explica la forma como va interconectada
las celdas para constituir el panel; como se puede
observar van interconectadas dos laminas una de zinc
y una de cobre
Lamina de cobre Lamina de zinc

24. Procesos de fabricación en fotos y
videos

25. Conclusiones
Después de hacer los diferentes ensayos llegamos a
la conclusión de que si es posible construir un panel
solar a base de gelatina pues ya conocíamos paneles
en estado sólido y líquido pero no en estado
gelatinoso.
26. Bibliografía
http://www.gstriatum.com/energiasolar/blog/2008/12/09
/que-es-un-panel-solar/
En este sitio web encontramos información sobre
¿Qué es un panel solar?
http://www.youtube.com/watch?v=ikp0gzeX95I
En este sitio web encontramos los materiales para
construir un panel solar
http://www.taringa.net/posts/hazlo-tu-
mismo/6806554/_MegaPost_-Como-hacer-un-Panel-
Solar-Casero_-Entra-ya-xD.html
En este sitio encontramos información de cómo
construir un panel solar.

27. Anexos
Efecto fotoeléctrico
Un diagrama ilustrando la emisión de los electrones de
una placa metálica, requiriendo de la energía que es
absorbida de un fotón.
El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de
electrones por un metal o fibra de carbono cuando se
hace incidir sobre él una radiación
electromagnética (luz visible o ultravioleta, en general).
A veces se incluyen en el término otros tipos de
interacción entre la luz y la materia:
Fotoconductividad: es el aumento de la conductividad
eléctrica de la materia o en diodos provocada por la
luz. Descubierta por Willoughby Smith en
el selenio hacia la mitad del siglo XIX.

Efecto fotovoltaico: transformación parcial de la
energía luminosa en energía eléctrica. La primera
célula solar fue fabricada por Charles Fritts en 1884.
Estaba formada por selenio recubierto de una fina
capa de oro.
El efecto fotoeléctrico fue descubierto y descrito
por Heinrich Hertz en 1887, al observar que el arco
que salta entre dos electrodos conectados a alta
tensión alcanza distancias mayores cuando se ilumina
con luz ultravioleta que cuando se deja en la
oscuridad. La explicación teórica fue hecha por Albert
Einstein, quien publicó en 1905 el revolucionario
artículo “Heurística de la generación y conversión de la
luz”, basando su formulación de la fotoelectricidad en
una extensión del trabajo sobre los cuantos de Max
Planck. Más tarde Robert AndrewsMillikan pasó diez
años experimentando para demostrar que la teoría de
Einstein no era correcta, para finalmente concluir que
sí lo era. Eso permitió que Einstein y Millikan fueran
condecorados con premios Nobel en 1921 y 1923,
respectivamente.
Se podría decir que el efecto fotoeléctrico es lo
opuesto a los rayos X, ya que el efecto fotoeléctrico
indica que los fotones luminosos pueden transferir
energía a los electrones. Los rayos X (no se sabía la
naturaleza de su radiación, de ahí la incógnita "X") son
la transformación en un fotón de toda o parte de la
energía cinética de un electrón en movimiento. Esto se
descubrió casualmente antes de que se dieran a

conocer los trabajos de Planck y Einstein (aunque no
se comprendió entonces).
MUCHAS GRACIAS POR
LA ATENCION PRESTADA

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