Conclusiones y últimos resultados.

Hasta la fecha, podemos concluir que los avances en el prototipo han sido notables, sin embargo no se acabó realizando una toma de datos comparando los modelos a distintas escalas.

Como últimas conclusiones a las que se llegaron es importante mencionar que las fugas del tubo corrugado de cableado eléctrico no se debían a la manipulación en su puesta en el modelo. Se realizó una prueba con otro tubo recién abierto y se comprobó que las fugas eran cuantiosas.


Desde entonces no se ha encontrado un distribuidor que nos pudiera suministrar el tubo ya explicado. A pesar de esto tampoco ha existido un día soleado en el que se pudieran probar los modelos, ya que los días que se acordaron para la toma de datos estaba completamente nublado.

Búsqueda de un nuevo tubo para el prototipo

Búsqueda de un nuevo tubo para el prototipo

Dado que el tubo original utilizado para la construcción del prototipo a escala era para conducción eléctrica, su puesta en marcha al realizar el análisis, supuso la aparición de numerosas pérdidas de agua en su interior (esta experiencia nos demuestra lo complicado que resulta realizar un prototipo y que su buen funcionamiento se conseguirá a base de realizar múltiples intentos y pruebas).

La siguiente estrategia del grupo consistió en realizar una búsqueda por internet de algún distribuidor que nos pudiese proporcionar  un tubo adecuado para el tipo de captador que se estaba realizando.

Se encontró la existencia de un tubo corrugado de polipropileno utilizado en instalaciones sanitarias y de calefacción, acorde con las exigencias que se estaban buscando (flexibilidad y estanqueidad). Sin embargo, el principal problema se encontraba en que se distribuía fuera de la Comunidad de Madrid. Páginas Web de distribución de este tipo de tubo:

http://www.politubos.cl/

http://www.emared.com/Templates/pfontcal.htm

Este tipo de tubo es flexible y garantiza la estanqueidad del agua en su interior, pero nos ha sido imposible encontrarlo a tiempo para realizar los análisis pertinentes. Nos quedamos, no obstante, con la experiencia aprendida durante el curso para realizar un prototipo de esta clase.

Tabla de comercialización de tubo corrugado de polipropileno para uso sanitario.

CARACTERISTICAS DIMENSIONALES
Diam.	Perfil longitudinal	Sección aprox. (mm2)	Diámetro exterior (mm)	Diámetro interior (mm)
13	Redondeada	150	17.5 - 18.3	13.5
16	Redondeada	215	20.0 - 21.0	16.0
19	Red/ Cuadr	285	22.3 - 23.8	18.8
23	Red/ Cuadr	420	26.5 - 28.5	22.5
29	Redondeada	650	32.7 - 34.4	28.5
36	Redondeada	1015	41.0 - 42.8	35.4

Figura de tubo corrugado de polipropileno.

Presupuestos y materiales definitivos para modelo e. 1:1

Tablero contrachapado 70x70cm .............................................0 € (No fue necesario comprarlo)
Semiesfera de metacrilato ø 60cm...........................................86 €

6 x Estructura de metacrilato 60x30cm (e=3mm).....................42 €

Tubo negro de riego ø13/16mm (20m)....................................10 €

Goma aislante blanca para ventanas (20m)................................2 €

Tubo aislante de saneamiento TL-15/9 (4m)..............................2 €

20 x Tornillos + tuercas (16 mm ø 4 mm)..................................2 €
Arandelas (ø 4 mm)..................................................................2 €

Llaves de corte (ø 13/16mm)....................................................2 €

Llaves de conexión...................................................................2 €
Codos de conexión...................................................................2 €

Pegamento superglue................................................................7 €

Caja aislante de poliestireno expandido.....................................0 € (No fue necesario comprarlo)

5 x silicona para madera............................................................0 € (No fue necesario comprarlo)
Tornillos + tuercas.....................................................................0 € (No fue necesario comprarlo)
Patas de madera........................................................................0 € (No fue necesario comprarlo)

Batería de coche........................................................................0 € (No fue necesario comprarlo)

Data logger................................................................................0 € (No fue necesario comprarlo)

Bomba......................................................................................0 € (No fue necesario comprarlo)

Total......................................................................................159 €

Últimos paneles

Paneles 2ª Parte

Primer ensayo fallido e incidencias

El primer ensayo del prototipo a escala 1:1 ha resultado fallido debido a cuantiosas pérdidas de agua en su interior.
Comenzamos describiendo el proceso de montaje del prototipo, ilustrándolo con imágenes.

1) El día del montaje final (22/11/2010) tuvimos una mañana soleada que nos permitió montar el prototipo en el exterior e intentar realizar el ensayo con las condiciones climáticas adecuadas.

2) Se disponen todos los elementos que conforman el prototipo:

•  Nevera de poliestireno expandido llena de agua.
• Salida de tubo liso de riego sección 16 mm exterior - 13 mm interior con llave de paso desde la nevera.
• Bomba con potencia 12 W.
• Data-logger introducido en la nevera para recogida de datos.
• Circuito de tubo de riego ya mencionado cubierto con aislamiento y correspondientes llaves de paso descrito en plano.
• Burbuja de metacrilato 60 cm de diámetro
• Estructura de metacrilato interna a la burbuja.
• Circuito de tubo corrugado sección 16 mm exterior - 12 mm en el interior de la burbuja.

Proceso de montaje.

Llenado de la nevera y colocación del data-logger

Conexión de los tubos para el circuito de agua. 

3) Descripción del ensayo.

Puesta en funcionamiento de la bomba

Nada más encender el circuito aparecen cuantiosas pérdidas en numerosos puntos del tubo corrugado en el interior de la burbuja.
Se escogió este tubo por ser flexible y capaz de adaptarse a los radios de giro que exigía el prototipo a escala 1:1. Sin embargo, este tubo es de conducción eléctrica. Por lo tanto no asegura en su descripción técnica tener completa estanquidad ni ser impermeable. En la puesta en marcha aparecen numerosas fugas.

Imágenes de las fugas en el tubo corrugado

A pesar de que las fugas aparecen en a lo largo de todo el recorrido del tubo corrugado, hay que tener en cuenta que se concentran especialmente en la parte de los circulos de menor diámetro del recorrido en el interior de la burbuja.

Se hace necesario el desmontaje de la burbuja

Como nota positiva es necesario decir que la burbuja cumple una estanquidad perfecta contra la madera, gracias a la junta y al atornillado con rosca entre los dos elementos.

Desmontaje de la burbuja

Como consecuencia de esta estanquidad el agua se ha acumulado en el interior de la burbuja, por lo que hay que desmontar de nuevo el prototipo.

Desmontaje del tubo inservible

Como hipótesis se plantea también la posibilidad de que esas fugas fueran consecuencia de la manipulación en el montaje. Se plantean como posibles soluciones buscar otro tipo de tubo o concluir si las fugas aparecen como consecuencia de la manipulación.

Fin del proceso constructivo del modelo a escala

Una vez se hubo terminado el colector se procedió a terminar el prototipo conectando los tubos de ida y retorno del colector al termo

Con la ayuda de un taladro se abrió el orificio necesario para la conexion del tubo de ida, para garantizar la estanqueidad se sello el orificio con silicona.

Se tuvo que esperar el tiempo que segun las instrucciones de la silicona se estimaba para que el sellado fuera seguro

Comprobación del correcto secado de la silicona y la total estanqueidad del tubo

Restultado final de la union tubo-termo

Novena semana de trabajo: Rotación de los grupos

Grupo 1_(pasa de grafismo y maquetación a construcción y ensayo):
Laura Andrés Blázquez 
Silvia Campo Paredes 
Raúl Masete García 
Diego Molina Baonza
Patricia Salgado Muñoz
Diego Sanz López

Grupo 2_(pasa de construcción y ensayo a comunicaciones):
Elena Izarra García-Cervigón
Jesús Ángel Mínguez Castro 
Manuel Pérez Lozano
Jaime Solana Balda
Adríán Thovar León
Ángel Yagüe Calderón 

Grupo 3_(pasa de comunicaciones a grafismo y maquetación):
Cristina Diaz Fuentes 
Alicia Díaz Rico
Miguel Fernández Galiano
Julio Gómez Álamo
Pablo Molina Rodríguez 
Sara San Gregorio de Lucas

Incidencias en el proceso constructivo del modelo a escala 1:1

Se intentó emplear para el colector un tubo rígido de saneamiento pero ocasionó problemas en la unión con la subestructura y a la hora de realizar el giro en la parte superior del colector (el tubo se estrangulaba).

Por ello se toma la decisión de reemplazar dicho tubo en la parte interior de la semiesfera por un tubo corrugado de PVC para electricidad (tubo que se empleaba en el colector original de Bubble-sun). Esto llevó a un nuevo problema en la conexión entre uno y otro tubo que se soluciona mediante una pieza de conexión reductora de sección aislada con silicona blanca.

Presupuesto y materiales del modelo a escala 1:1

Tablero contrachapado 70x70cm .............................................0 €
Semiesfera de metacrilato ø 60cm............................................86 €

6 x Estructura de metacrilato 60x30cm (e=3mm).......................42 €

Tubos negros:

            - Corrugado de PVC ø13/16mm (100m).........................15 €

            - Rígido de saneamiento ø13/16mm (20m)....................15 €

Goma aislante blanca para ventanas (20m).................................2 €

Tubo aislante de saneamiento TL-15/9 (4m)................................2 €

20 x Tornillos + tuercas (16 mm ø 4 mm)....................................2 €
Arandelas (ø 4 mm)..................................................................2 €

Llaves de corte (ø 13/16mm).....................................................2 €

Llaves de conexión...................................................................2 €
Codos de conexión...................................................................2 €

Pegamento superglue...........................................................7,05 €

Caja aislante de poliestireno expandido

5 x silicona para madera
Tornillos + tuercas 
Patas de madera

Batería de coche

Data logger

Bomba

Total.................................................................................193,05€

Construcción del colector escala 1:1 paso a paso 8-11-2010

Maquina de corte de la estructura interior de la burbuja

 Materiales utilizados en el proceso de construcción

Subestructura

 Comprobación de la unión entre la esfera y la subestructura

  

Colocación del tubo corrugado de PVC y detalle de la solución en el punto central 

Cierre del colector

Tubos de conexión hacia el depósito. Paso del tubo corrugado al tubo de saneamiento
 

Materiales para el montaje del prototipo.

I+D+i

Investigación: es toda indagación, averiguación, descubrimiento o deducción que está realizada bajo las pautas del método científico y es además de interés para alguna rama del conocimiento. En tecnología la investigación conduce a la invención de nuevos dispositivos y sus correspondientes patentes.


Desarrollo: es el proceso que sufre una invención desde que se construye su primera versión de prueba o prototipo hasta que se convierte en un producto comercial. En el influyen toda una serie de condicionantes relacionados con su producción industrial, distribución y comercialización.

Innovación: cuando la aplicación de la investigación produce mejoras apreciables en la producción, es decir mayor cantidad de unidades con la misma calidad o mayor calidad con el mismo número de unidades o ambas cosas, se dice que se ha producido innovación. Si la invención de un nuevo aparato o dispositivo, una vez desarrollado, revela que su puesta en el mercado aporta beneficios apreciables frente a lo existente se podría decir que se trata de un producto innovador.

Método científico

El método científico es un conjunto de pasos que trata de protegernos de la subjetividad en el conocimiento.

El método científico está sustentado por dos pilares fundamentales. El primero de ellos es la reproducibilidad, es decir, la capacidad de repetir un determinado experimento, en cualquier lugar y por cualquier persona. Este pilar se basa, esencialmente, en la comunicación y publicidad de los resultados obtenidos. El segundo pilar es la falsabilidad. Es decir, que toda proposición científica tiene que ser susceptible de ser falsada, de ser rebatida. Esto implica que se pueden diseñar experimentos que en el caso de dar resultados distintos a los predichos negarían la hipótesis puesta a prueba. El científico usa métodos definitorios, métodos clasificatorios, métodos estadísticos, métodos hipotético-deductivos, procedimientos de medición, etcétera. Según esto, referirse a el método científico es referirse a este conjunto de tácticas empleadas para constituir el conocimiento, sujetas al devenir histórico, y que pueden ser otras en el futuro.

Los pasos de los que se compone son:

• Observación: Observar es aplicar atentamente los sentidos a un objeto o a un fenómeno, para estudiarlos tal como se presentan en realidad, puede ser ocasional o causalmente.
• Inducción: La acción y efecto de extraer, a partir de determinadas observaciones o experiencias particulares, el principio particular de cada una de ellas.
• Hipótesis: Planteamiento mediante la observación siguiendo las normas establecidas por el método científico.
• Probar la hipótesis por experimentación.
• Demostración o refutación (antítesis) de la hipótesis.
• Tesis o teoría científica (conclusiones).

http://es.wikipedia.org/wiki/Metodo_cientifico

http://en.wikipedia.org/wiki/Scientific_method

Componente-Semiproducto-Material

Componente: se denomina así a todo producto para la construcción que aparte de su alto grado de industrialización tiene la propiedad de que no puede cortarse para su adaptación a la obra, por lo que suele requerir que existan previamente procedimientos de adaptación o absorción de tolerancias. Los aparatos sanitarios no se suele considerar componentes. Los que lo ponen en obra deben ser instaladores autorizados por el fabricante.

Ejemplo: Ventana

Semiproducto: se denomina así a todo producto para la construcción con un cierto grado de industrialización que se puede adaptar a la obra mediante cortes. Los que lo ponen en obra son instaladores genéricos con una formación elemental.

Ejemplo: Pladur

Material: se denomina así a todo producto para la construcción con un bajo grado de industrialización con el que se pueden realizar gran cantidad de unidades de obra. Los que lo ponen en obra son oficiales de albañilería cuya formación dura bastantes años.

Ejemplo: Cemento

Prototipo

Un prototipo se refiere a cualquier tipo de componente en pruebas, un objeto diseñado para una demostración y ensayo.

Permite testar el objeto antes de que entre en producción, detectar errores, deficiencias, etcétera. Cuando el prototipo está suficientemente perfeccionado en todos los sentidos requeridos y alcanza las metas para las que fue pensado, el componente puede empezar a producirse.

Trabajo con modelos a escala de casas solares

NUEVOS MÉTODOS DE INVESTIGACIÓN PARA ESTUDIAR EL FUNCIONAMIENTO DE CASAS SOLARES

Calor-Temperatura-Energía

• CALORÍA (cal): cantidad de energía calorífica necesaria para elevar un grado celsius la temperatura de un gramo de agua pura, desde 14,5 °C a 15,5 °C, a una presión normal de una atmósfera.

• KILOCALORIA (Kcal): Unidad de energía térmica que equivale a mil calorías.

• JULIO (J): es la unidad del Sistema Internacional utilizada para medir energía, trabajo y calor. Trabajo se define como Fuerza x Distancia; por lo tanto, Julio se define como Newton x Metro

          1 J = 1 N x 1 m

• EQUIVALENCIAS:

          1 J = 0,239 cal

          1cal = 4,18 J

          1 W•h = 3600 J

Presupuesto y materiales del modelo a escala 1:3

Semiesfera de metacrilato ø20cm.......................................12,00 €

Estructura de metacrilato 60x60cm.......................................2,70 €

Tubo negro ø4/6mm (15m)...................................................5,83 €

Goma aislante blanca para ventanas (20m)...........................2,00 €

Tubo aislante de aire acondicionado 9mm (2m)......................1,00 €

Tornillos + tuercas...............................................................0,60 €

Llaves de corte (5ud)...........................................................2,00 €

Tablero contrachapado 35x35cm lacado en blanco

Patas de madera

Data logger

Nevera portatil

Batería de coche

Bomba

Total.................................................................................26,13 €

Resultados del Ensayo II

Ensayos I y II: Problemas y soluciones

Ensayo I:

- La bomba del diámetro ajustado al del circuito falló inesperadamente, lo cual llevó a su sustitución por otra de un diámetro mayor.

- Se produjo un problema de conexión entre la nueva bomba y el circuito con pérdidas de agua, que se solventó con cinta adhesiva y una cuerda en el punto de salida.

- La nueva bomba no poseía la fuerza necesaria para salvar la altura de la nevera, ya que ésta tenía los taladros en la tapa. Hubo que realizar uno nuevo en su parte inferior y aislarlo correctamente.

- Por último, el grifo empleado para el sistema de purgado resultó ser una pieza especial para riego por goteo, por lo que se decidió suprimir ese tramo, que era en realidad innecesario.

Ensayo II:

- Por un error en el Ensayo I, el data logger sólo realizó medidas de la temperatura ambiente, por lo que para el nuevo ensayo se ajustó correctamente.

- Además, se modificaron los tiempos entre lecturas de 15 a 5 minutos, para un mayor control.

- Se volvió a intentar emplear la bomba inicial, pero al fallar nuevamente se prosiguió con la del Ensayo I, que ya había alcanzado un buen grado de impermeabilización en sus conexiones.

- Se añadió además un termómetro en el interior de la nevera para realizar algunas mediciones y poder comprobar posteriormente que las medidas del data logger eran correctas. Los resultados de estas mediciones manuales fueron:

• 10:00 Inicio del Ensayo
• 10:30 Temperatura interior: 18ºC
• 11:00 Temperatura interior: 21ºC
• 11:30 Temperatura interior: 23ºC
• 11:45 Temperatura interior: 23ºC Fin del Ensayo

Posible mejora para futuros ensayos:

Se propone colocar para futuros ensayos una segunda nevera desconectada del circuito y observar la variación de la temperatura del agua dentro de la misma, con el fin de medir el incremento de temperatura debido a la radiación solar incidente sobre la nevera y poder determinar el incremento real debido únicamente a la placa solar térmica.

Quinta semana de trabajo: Rotación de los grupos

Grupo 1_(pasa de comunicaciones a grafismo y maquetación):
Laura Andrés Blázquez 
Silvia Campo Paredes 
Raúl Masete García 
Diego Molina Baonza
Patricia Salgado Muñoz
Diego Sanz López

Grupo 2_(pasa de grafismo y maquetación a construcción y ensayo):
Elena Izarra García-Cervigón
Jesús Ángel Mínguez Castro 
Manuel Pérez Lozano
Jaime Solana Balda
Adríán Thovar León
Ángel Yagüe Calderón 

Grupo 3_(pasa de construcción y ensayo a comunicaciones):
Cristina Diaz Fuentes 
Alicia Díaz Rico
Miguel Fernández Galiano
Julio Gómez Álamo
Pablo Molina Rodríguez 
Sara San Gregorio de Lucas

Prototipo de captación de energía solar

Ejemplos de integración arquitectónica de instalaciones solares.

Esta presentación pertence a la asignatura:
Energia solar fotovoltaíca para arquitectos,
impartida en la ETSAM, por la profesora Estefania Caamaño (autora de la presentación).

Presentación sobre instalaciones solares en la edificación.

Esta presentación pertenece a la asignatura optativa de la ETSAM :
Energia solar fotovoltaica para arquitectos
Impartida por la profesora Estefania Caamaño(autora de la presentación).

Finalización del prototipo y puesta en marcha 27-09-2010

Conexión de la bomba al circuito

Introducción de los conductos de ida y de retorno 

Puesta a prueba de la bomba

Prototipo en funcionamiento. Fallo debido a las insuficiencia de potencia para que ascienda el agua

Solución. Reajuste del nivel del conducto de salida

Sellado de juntas para solventar las pérdidas de agua

Prototipo en funcionamiento (ensayo)