1
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN “LA
ELECTRICIDAD DEL LIMÓ N”
2
I.
DATOS PRINCIPALES
A.
TITULO DE PROYECTO
ELECTRICIDAD DEL LIMON
“
”
La Electricidad de limón es un experimento propuesto como proyecto en muchos libros de textos de ciencias. Consiste en insertar, en un limón, dos objetos hechos de metales diferentes, por ejemplo un clavo galvanizado y una moneda de cobre. Estos dos objetos funcionan como electrodos, causando una reacción electroquímica mediada por el jugo de limón que genere una pequeña cantidad de corriente eléctrica.
El objetivo de este experimento es demostrar a los estudiantes cómo funcionan las baterías. Después de que la pila está ensamblada, se puede usar un multímetro para comprobar el voltaje generado, que usualmente no supera 1 V. El voltaje y corriente producido es insuficiente para encender un LED estándar, para lo que se requeriría una batería hecha de varias pilas de limón. Se necesitan al menos dos pilas conectadas en serie para duplicar el voltaje y varias conectadas en paralelo para alcanzar corrientes del orden de 5 mA.
Técnicamente ocurren la oxidación y la reducción. En el ánodo, el cinc (zinc) es oxidado: Zn
→
Zn2+ - 2 e-
En el cátodo, se reduce el cobre: Cu+++ 2e-
→
Cu
Una alternativa común a los limones son las patatas o a veces manzanas. Cualquier fruta o vegetal que contenga ácido u otro electrolito puede ser usado, pero los limones se prefieren debido a su mayor acidez.2 Otras combinaciones de metales 3
(como magnesio y cobre) son más eficientes, pero usualmente son usados el zinc y el cobre porque son razonablemente seguros y fáciles de obtener.
Usar una tira de magnesio en vez del zinc debe duplicar, aproximadamente, la corriente producida en la celda de limón (aproximadamente 240 µA con zinc y cerca de 400 µA con magnesio) y también aumenta levemente el voltaje (0.97 V con zinc y 1.6 V con magnesio). Los voltajes y corrientes alcanzados dependen críticamente de la acidez de los limones y del tamaño y metal de los objetos usados.
B.
FORMULACION DEL PROBLEMA
¿Conocer de qué manera se produce la energía mediante el limón? ¿Establecer parámetros de cómo producir la energía eléctrica?
C.
OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION
A.
Objetivo General
Mostrar cómo construir una "batería de limones" y cómo usarla para encender una pequeña bombita de luz, o para hacer funcionar otros aparatos eléctricos, como una calculadora o un reloj.
B.
Objetivo Especifico Dar a conocer las ventajas que tiene el ahorro de energía, utilizando diferentes elementos.
Mostrar la cotidianeidad de la química, sus consecuencias prácticas y otra identificación de pilas y sus componentes, esta vez en un marco “natural”. 4
Hacer que la energía ahorrada sea usada en cosas útiles de nuestras vidas cotidianas.
Establecer parámetros para demostrar en que otros artefactos se podrían utilizar la energía renovable.
D.
JUSTIFICACION En vista de los aumentos y la situación energética que atraviesa el país y nuestra región moqueguana, tuve la necesidad de iniciar un proyecto cuya finalidad es buscar nuevas fuentes de energía eléctrica.
Este proyecto presenta una alternativa de ahorro de energía eléctrica, porque se demostró que los mismos producen energía eléctrica renovable.
II.
OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN A.
Fundamentos teóricos
El limón sutil (citrus aurantifolia swingle), proviene de un árbol de poca altura, con numerosas ramas que presentan espinas pequeñas y agudas; hojas también pequeñas, de forma elíptica con los bordes ligeramente dentados. Sus frutos son pequeños de forma esferoidal, pezón chico; cáscara delgada y adherente, de color verde al amarillo conforme avanza su madurez; pulpa verdosa muy ácida y perfumada. Presencia de semillas
Especificaciones Técnicas: Nombre científico
:
Citrus aurantifolia
Orígen
:
Piura, Perú
Familia
:
Rutaceae 5
Variedades importantes :
Sutil
Período vegetativo
:
Noviembre - Junio
Epoca de siembra
:
todo el año
Epoca de cosecha
:
todo el año
(*)Calibres
:
38 , 40 , 43
Temperatura de conservación: 8°C Tiempo de vida
:
40 Dias
TIPOS DE LIMÓN COMO FRUTO: LIMÓN SUTIL (CITRUS AURANTIFOLIA) Denominada lima ácida o gallega (Citrus x aurantifolia, también llamada limón sutil, limón ceutí, limón mexicano, limón peruano o limón de Pica) es un árbol frutal del género de los Cítricos. Proviene del sudeste de Asia; su etimología deriva del persa [Limu].
Es un árbol de unos 5 mt de altura, y tronco habitualmente torcido, se ramifica densamente desde muy abajo. Las ramas tienen espinas cortas y duras que nacen de las axilas, con hojas aovadas de entre 2,5 a 9 cm de color verde pálido similares a las de la naranja, de ahí su nombre latino aurantifolia. Las flores poseen gran aroma, son de color blanco amarillento, con una fina línea púrpura en los bordes, nacen de las axilas de las ramas, en ramilletes de hasta 7 florecillas. Existen otras variedades cultivables de Citrus aurantifolia con diversos grados de acidez y colores que van desde el verde al amarillo, por lo que en algunos países son llamadas limón.
LIMÓN TAHITÍ (CITRUS LATÍ FOLIA) 6
Pertenece a la familia Rutáceas, subfamilia Aurantioidae, tribu Citrae, grup Agrios, género Citrus .Sus hojas se caracterizan por ser unifolioladas, enteras, pecioladas, alternas y separadas por entrenudos por ángulos axilares. Entre la base de la lámina foliar y la porción distal del pecíolo se observa una articulación que separa claramente ambas estructuras , es así que factores como la temperatura, irradiación y disponibilidad de agua se correlacionan con determinadas características anatómicas de la madera y la estructura foliar de este fruto.
Sus orígenes El origen del limón se remonta hace unos 20 millones de años atrás proveniente del sudeste asiático de la China y traído a Occidente por los árabes en el siglo XV; es ahora considerado de raíces peruanas representando en gran parte nuestra cultura gastronómica y alimenticia.
En el año 2000 los principales países productores de limón fueron México con 1.23 Millones TM, Argentina con 1.05 Millones TM y la India e Irán con 1 Millón de TM respectivamente. A nivel mundial, los principales países importadores son: Estados Unidos con 179 mil TM (73.4 millones dólares), Alemania con 133 mil TM (95.5 millones dólares), Francia con 122 mil TM (90 millones dólares) y Holanda con 98 mil TM (64 millones dólares).
Recientemente, como resultado de las tareas realizadas por el SENASA desde hace varios años, los Estados Unidos han autorizado a partir de Mayo 2007 el ingreso de limón sutil peruano, con lo cual renace la expectativa de iniciar con ese mercado un gran proyecto exportador en la cadena productiva del limón, el que no estará sometido a la inestabilidad de los precios por sobreproducción. Esta importante oportunidad requiere trabajar en mejorar la productividad, la competitividad y la calidad de la 7
oferta exportable, por lo que es pertinente fortalecer el CITE LIMON, y la asociación de productores PROLIMON.
En la región la superficie dedicada al limón es de 18,000 Has., unas 14,600 Has. en Piura, 3,000 Has. en Lambayeque y 350 en Tumbes. La producción nacional fue el año 2005 de unas 220,000 TM., de los cuales un 50% se dedico a la producción industrial de aceite esencial y cáscara de limón, la que el 2006 generó exportaciones por US$ 3.5 millones.
EL LIMÓN EN EL PERÚ FORTALEZAS Clima y suelo favorables para el cultivo de limón
Producción permanente durante todo el año.
Existencia de recursos hídricos del subsuelo.
El nivel del acuífero es sostenido en la mayoría del tiempo.
Disponibilidad de la red vial regional.
Pozos perforados adecuados.
Presencia de SENASA para desarrollar el programa mosca de la fruta que afecta este cultivo.
Presencia de ONGs y Universidades.
Disponibilidad de mano de obra para el cultivo. Hay 14,6 M has. en Piura y 3 M en Lambayeque.
Existencia de PROLIMON que asocia a los productores de limón de Tumbes, Piura y Lambayeque.
Existencia de Mesa de Limón, con participación Inter-institucional
Se exporta: jugo, aceite esencial, cáscara deshidratada.
Eficiencia productiva por hectárea. más de 24 TM/año. 8
DEBILIDADES PRESENCIA DE MINIFUNDIO.
Falta de titulación de tierras.
Escaso acceso al financiamiento de productores, con deudas de rescate financiero.
Infraestructura de riego tradicional (usar agua de gravedad genera atraso para el cultivo, requiere entre 14 y 17000 mt3 por hectárea y riego por goteo entre 10 000 y 11000 mt3).
Deficientes vías de acceso internas.
Dependencia de agua de subsuelo exclusivamente
Falta de sistemas de interconexión para electrificación de equipos de bombeo.
Falta de aprovechamiento e implementación de pozos perforados existentes.
Incapacidad de cumplir con exigencias de tecnología del cultivo.
Debilidad institucional y gremial.
Normas de calidad de INDECOPI , no son vinculantes.
Escasa visión empresarial.
Comercialización desorganizada y débil.
Limitada integración con los canales de comercio hasta los mercados de destino.
Desconocimiento del mercado exterior.
Insuficiente promoción de acceso al mercado.
Falta de cultura exportadora.
Escasez de infraestructura de acopio y packing.
Falta de sistema de información comercial. 9
Bajo nivel educativo de los productores de limón.
No existe una cadena productiva del limón y por lo tanto no hay articulación empresarial.
OPORTUNIDADES
La posibilidad de volver a poner operativas 8000 hectáreas del cultivo con pozos perforados en desuso en Lambayeque.
Presencia de organismos internacionales que apoyan la agricultura.
Absorción de mano de obra familiar del campo.
Utilización de tierras disponibles.
El aprovechamiento de los Acuerdos Comerciales.
Expectativa de exportación de 90,000 TM a los Estados Unidos de Norteamérica a partir de Mayo 2007.
Desarrollar la variedad Tahiti, con más opción en el mercado internacional.
Perú ha logrado la autorización de exportar cítricos a los EEUU.
PROMPEX cuenta con infraestructura y experiencia para apoyar la penetración del mercado internacional.
POTENCIALIDADES
Clima favorable para el cultivo en su mayoría.
Tierras aptas para incorporar a la producción.
Predisposición del productor para desarrollar sus capacidades.
Instituciones con predisposición a apoyar.
Experiencia en el cultivo de un producto con demanda en el mercado exterior.
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Organizar con PROMPEX un plan detallado para ingresar al mercado norteamericano.
Penetrar primero los Estados Unidos de Norteamérica y luego los otros mercados internacionales.
Desarrollar el potencial de los citricos que se acomoden mejor a la demanda del mercado estadounidense.
Desafios
Desarrollar una cultura exportadora y por la competitividad entre los productores de limón.
Incrementar la productividad, rentabilidad y calidad en zonas competitivas de producción mediante el uso de tecnologías mejoradas de producción y buenas prácticas agrícolas.
Diversificar e incrementar la oferta exportable de acuerdo con las demandas del mercado.
Consolidar y articular a todos los actores de la cadena productiva del limon.
Mejorar el nivel tecnológico utilizado en la producción y fortalecer la gestión empresarial de los productores.
Impulsar ejecución de sistemas de interconexión eléctrica que permitan electrificar los equipos de bombeo de aguas subterráneas.
AMENAZAS
Fenómeno de El Niño.
Indefinición de políticas del Gobierno.
Caída de los precios internacionales del aceite esencial del limón y de la cáscara (pectina).
Surgimiento de nuevos competidores sustitutos (las frutas en general y carambola como adorno y para refresco). 11
RIESGOS
Factores climatológicos adversos.
Políticas adversas al desarrollo del cultivo y/o comercialización.
Perdida del cultivo por cambios climáticos bruscos.
Limitaciones
Baja productividad.
El sistema financiero formal no tiene líneas de crédito adecuadas a la situación de pequeños productores con problemas de crédito en el sistema. No es posible regular el abastecimiento por falta de infraestructura de
acopio y almacenamiento.
ESTRATEGIA OFENSIVA
Mejorar la red vial secundaria
Promover la articulación de productores y organizaciones con
B.
Elaboración de hipótesis
El limón es un fruto que brinda beneficios al 95% en la electricidad la cual puede ser transmitirla en una ciudad como prueba de sus propiedades.
III. METODOLOGÍA Sabías que un limón (y algunas otras frutas ácidas y vegetales) puede servir para generar electricidad y en algunos casos reemplazar a una pila común?. 12
Acá te mostramos cómo construir una "batería de limones" y cómo usarla para encender una pequeña bombita de luz, o para hacer funcionar otros aparatos eléctricos, como una calculadora o un reloj.
MATERIALES. 1) Uno o más limones. 2) Trozos de cable eléctrico de cobre aislado para las conexiones. 3) Un pedazo de zinc. 4) Un pedazo de cobre. 5) Pinzas conectoras (tipo cocodrilo).
PROCEDIMIENTOS. La electricidad generada por esta batería se puede usar de distintas maneras. Puedes elegir una o más de las siguientes opciones:
Para encender una pequeña bombita de luz (preferentemente un diodo 13
LED).
Para hacer funcionar 1 calculadora elemental (y no muy cara).
Para accionar un multímetro (el aparato usado por los electricistas para medir electricidad).
Para generar campos magnéticos que hagan mover la aguja de una brújula.
El pedazo de cobre puede ser una moneda, como esta moneda argentina de 50 centavos con 92 % de Cobre y 8 % de Alumnio
El pedazo de zinc puede ser un clavo galvanizado.
En talleres o ferreterías también es posible conseguir recortes metálicos de zinc y cobre. Se han construido "batería de limones" con tiras rectangulares de 1cm x 5cm y de 1 mm de espesor.
En la Figura de abajo, vemos cómo quedaría la "batería de limones" Cuando el pedazo de zinc es un clavo galvanizado y el pedazo de cobre una moneda de este material. “CONSTRUCCIÓN DE LA "BATERÍA DE LIMONES"
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Elegimos varios limones con buen aspecto, si son grandes y jugosos mejor.
1
2
Se sugiere "amasar" suavemente los limones, como para que suelten el jugo 15
sin que se rompan.
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Insertar el pedazo de zinc (el clavo galvanizado) y el pedazo de cobre (una moneda) en el limón
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El pedazo de zinc y el pedazo de cobre no deben tocarse. 16
Hasta aquí hemos construido lo que se conoce como una celda de la batería. Los pedazos de zinc y cobre serían los electrodos de nuestra batería, mientras que el jugo dentro del limón sería el electrolito.
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Todas las pilas y baterías tienen un terminal positivo "+" y otro negativo "". La corriente eléctrica es un flujo de partículas atómicas llamadas electrones. Si se conectan los electrodos de nuestra batería con un cable metálico, los electrones saldrán por el cable desde el terminal "-" hacia el terminal "+" generando una corriente eléctrica. Y esta corriente eléctrica que pasa por el cable se puede usar para lo que uno desee, ya sea encender una bombita, hacer funcionar una calculadora, etc. En nuestro caso, el zinc es el terminal negativo y el cobre el positivo.
Para ver que esta batería de limones está funcionando, usamos este 17
aparatito llamado voltímetro (o multímetro, o téster).
Conectamos un extremo de cable de cobre a cada terminal (para esto es conveniente usar las pinzas cocodrilo) y los otros extremos al multímetro.
En el dibujo, el multímetro muestra que nuestra batería está generando un voltaje de 0.906 volts.
Lo más importante es que el multímetro nos está diciendo que nuestra batería realmente funciona.
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Pero como seguramente ya habrás visto, muchos aparatos eléctricos necesitan más de una pila o batería para funcionar.
Si conectáramos los terminales de nuestra "batería de limones" a una bombita, en vez de al multímetro, no con seguiríamos encenderla, debido a que un solo limón no genera la suficiente cantidad de corriente eléctrica. 18
GRAFICAMENTE LO VEMOS ASI NUESTRO PROYECTO:
Para lograr una corriente eléctrica mayor, construimos más "baterías de limones" y las conectamos entre sí para lograr un mayor voltaje.
La conexión entre "baterías de limones" se hace con cables metálicos desde el terminal "+" de una al terminal "-" de la otra, como se indica el dibujo.
En esta figura vemos que la conexión en serie de las dos "baterías de limones" produce ahora un voltaje mayor, de 1.788 volts. Este valor no es todavía suficiente para encender una bombita.
Observa que el cable rojo une el trozo de zinc de uno de los limones (terminal "-" ) al trozo de cobre del otro limón (terminal "+" ).
Las "lamparitas" de diodos LED tienen dos terminales.
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Para que sea fácil distinguir estos terminales, hay en la base del LED una parte chata (indicada por la flecha) que indica el terminal que debe ser conectado al cable que sale del pedazo de zinc o terminal "-" de nuestra "batería de cuatro limones".
Para hacer una buena conexión entre la lamparita y nuestra batería, usamos las pinzas cocodrilo.
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IV. CONLUSIONES
La mayoría de las personas malgastamos luz cuando están prendidos varias horas
los
equipos
electrónicos:
computadoras personales,
fotocopiadoras, impresoras, los cuales producen un consumo exagerado.
Los equipos de moderna tecnología, descritos en el desarrollo de este trabajo, coinciden en aumentar la eficiencia y reducir el consumo de energía eléctrica.
Se presenta la posibilidad de sustituir todas los focos de luz amarilla por unas de más eficiencia y son de luz blanca, que permitirá un ahorro considerable de energía, y mas aun si se utiliza la energía eólica.
Disminuir el uso de lámparas, plancha, sangucheras, microondas, cocinas eléctricas, etc.
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V.
SUGERENCIAS
La concientización y racionalización en el uso de la energía eléctrica.
Para una mayor optimización del consumo de energía eolica, se recomienda la colocación de reflectores especulares, ya que tienen un costo bastante razonable y permite redirigir los índices de iluminación al máximo.
Implementar una campaña de concientización para el uso racional de equipos eléctricos, tales como: cafeteras, computadoras, terminales, alumbrado de oficinas, etc.
VI. BIBLIOGRAFIA
http://experimentoscaseros.net/2010/09/bateria-o-pila-casera-conlimon/
http://www.edenorchicos.com.ar/edenorchicos/jsp/paginas/limon2.jsp
http://www.oaq.uba.ar/Labescuela/Exp-7alu.htm
http://es.wikipedia.org/wiki/Pila_de_lim%C3%B3n
http://triuns.wordpress.com/2008/05/29/un-circuito-con-limones/
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VII. ANEXOS
INDAGANDO ... Muchas reacciones químicas producen electricidad y, por supuesto, la electricidad también hace que ocurran muchas reacciones. La electricidad se debe a un flujo de electrones, el cual se manifiesta como un voltaje.
¿Qué pasó? Cuando un par de metales se conectan con alambres, colocando de por medio una solución conductora, los electrones fluyen de un metal a otro a través del alambre. En el limón, cuyo jugo hace las veces de solución conductora, el metal se oxida (pierde electrones) y el catión del metal disuelto se reduce (gana electrones):
El metal disuelto se forma cuando el ácido del limón reacciona con el electrodo metálico. En otros casos, uno de los metales se oxida y el ácido del limón se reduce para generar hidrógeno:
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