NAI: 525
LÍNEA DE ACCIÓN: Energía
SEMANA: 31
TEMA EJE: Campo Magnético II
REGIÓN: Cusco
ACTIVIDAD: Semana Mundial del Espacio
CATEGORÍA: Ingeniería (Eléctrica y Mecánica)

TITULO: USO DE REFRIGERADORES MAGNÉTICOS PARA PROLONGAR EL MANTENIMIENTO DE LOS ALIMENTOS EN HOGARES Y HOLELES DE CUSCO

OBJETIVOS:- Determinar la eficiencia del uso de los refrigeradores magnéticos en la prolongación del mantenimiento de los alimentos tanto en hogares como en los hoteles de Cusco.

VARIABLES:

Independiente: Uso de los refrigeradores magnéticos

Dependiente: Prolongación del mantenimiento de los alimentos tanto en hogares como en los hoteles de Cusco.

HIPÓTESIS:Si se usara el refrigerador magnético se podría prolongar el mantenimiento de los alimentos tanto en hogares como en los hoteles de Cusco.

RESUMEN (250 palabras):

El Tema eje de esta semana es "Campo Magnético II". El campo magnético es producido por la corriente eléctrica que circula por un conductor. Para determinar la expresión del campo magnético producido por una corriente se emplean dos leyes: la ley de Biot-Savart y la ley de Ampère.

La relación del tema con el tema eje es que los refrigeradores magnéticos utilizarían imanes para producir frío en vez de utilizar electricidad.

La actividad de esta semana es el Día mundial de la alimentación, que se celebra el 16 de Octubre y tiene como finalidad conseguir la seguridad alimentaria en época de crisis. Se relaciona con el tema debido a que los refrigeradores magnéticos serían una buena opción para preservar los alimentos mucho más tiempo ya que no sería muy costoso.
El problema que hay en el departamento de Cusco es que una gran cantidad de turistas la visitan diariamente por lo que los hoteles ofrecen todo tipo de atenciones, entre ellas el uso de refrigeradoras, el problema es que estas necesitan de una gran cantidad de energía eléctrica para su funcionamiento. Además en las partes pobres de Cusco la mayoría de los alimentos se descomponen rápidamente debido a que muchas personas no tienen como pagar refrigeradoras a electricidad.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

Una nueva técnica de refrigeración magnética está siendo desarrollada por ingenieros de los departamentos de pilas de combustible y química de los estados sólidos del Laboratorio Risø en Roskilde, Dinamara, informa Conpenhagen Capacity. El prototipo funciona con un ciclo de cuatro tiempos y usa materiales cerámicos, que son estables y duraderos. Además, no tiene partes móviles (compresor), haciendo superior su rendimiento energético.

La refrigeración magnética es una tecnología emergente que utiliza materiales sólidos y no volátiles como componentes activos, así como agua y alcohol como medio para transportar el calor. Una vez que pueda aplicarse a nivel industrial, producirá una refrigeración no contaminante y energéticamente eficaz a precios competitivos.

Los actuales sistemas (industriales y domésticos) de refrigeración, ya sean frigoríficos, congeladores o aparatos de aire acondicionado, utilizan la compresión y expansión de un gas de forma cíclica. Al comprimirse el gas pasa al estado líquido y al expandirse se evapora de nuevo. Para evaporarse necesita calor, lo extrae del medio y lo enfría. Sin embargo, este sistema es dañino para el medioambiente, ya que los gases empleados escapan a la atmósfera, incrementan el efecto invernadero y destruyen la capa de ozono. Además, los compresores utilizados no son del todo eficaces. La refrigeración magnética, sin embargo, se basa en las propiedades magnéticas que poseen algunos materiales, conocidas como el efecto magnetocalórico.

El fenómeno conocido como efecto magnetocalórico fue descubierto en 1881 y consiste en un cambio reversible de la temperatura de un material metálico expuesto a un campo magnético. La temperatura de estos materiales se modifica cuando se les aplica un campo magnético exterior, lo que ocurre en metales y materiales cerámicos.

Para que este cambio de temperatura tenga lugar, es preciso que el estado magnético del material afectado por el campo sea alterado instantáneamente, lo que se conoce como transición magnética y ocurre generalmente a temperaturas precisas. En ese momento la configuración magnética de los átomos cambia, provocando una disminución de temperatura o efecto negativo, o se produce una absorción de calor o aumento de temperatura, lo que se conoce como efecto positivo. Este efecto viene siendo utilizado por la física de bajas temperaturas desde los años treinta, si bien sólo recientemente, merced a los avances ocurridos en las ciencias de los materiales, el efecto ha podido ser utilizado a temperatura ambiente. De esta forma ha podido empezar a pensarse en el material magnetocalórico como elemento activo en los sistemas de refrigeración. La ventaja de estos materiales magnetocalóricos, a diferencia de metales, es que no corroen con el agua y que sus oscilaciones de temperatura pueden ser controladas.

DATOS / RESULTADOS:

Ingenieros daneses han desarrollado una nueva técnica de refrigeración magnética que revolucionará el mercado del frío, ya que permitirá la construcción industrializada de refrigeradores ecológicos, silenciosos y de menor consumo energético que los modelos actuales. Aunque no es la primera vez que se hace un anuncio de este tipo, sus artífices aseguran que el primer prototipo estará operativo dentro de dos años. La refrigeración magnética es perseguida desde hace años por ingenieros de todo el mundo, ante el encarecimiento de la energía y el aumento de los problemas medioambientales, sin que hasta ahora haya aportado resultados industriales. Por Eduardo Martínez.

Hace tiempo que se viene investigando en la refrigeración magnética, aunque sin resultados industriales, por lo que la investigación de los ingenieros daneses puede considerarse relevante en este proceso, aunque se encuentre todavía en fase de desarrollo. Nueva aleación magnetocalórica

Recientemente, investigadores de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido anunciaron que habían descubierto una aleación metálica no tóxica y barata capaz de producir frío cuando quedaba expuesta a un campo magnético. Según afirman, su eficacia es un 40% superior a los modelos actuales de refrigeración. Esta aleación metálica está compuesta de cobalto, manganeso, silicio y germanio. No es tóxica ni cara y libera suficiente frío a temperatura ambiente, por lo que puede servir como bomba de calor: cuando se activa su campo magnético, la aleación se enfría (efecto negativo) y cuando se desactiva, absorbe el calor exterior calentándose, provocando así un enfriamiento de los objetos del entorno, que es el principio de una cámara de frío o de una nevera.

Los investigadores de Cambridge consideran que su tecnología puede trascender incluso los refrigeradores domésticos, ya que su aleación magnetocalórica funciona sobre un amplio espectro de temperaturas.

ESTADÍSTICAS: En este cuadro se puede observar que el turismo y la agricultura son las principales actividades económicas que se realizan en Cuzco.

Fuente: http://www.badaturperu.com.pe/mapas/cuscpbip.htm

CONCLUSIONES: Los refrigeradores magnéticos serían no tóxicos y baratos capaces de producir frío cuando quedan expuestos a un campo magnético. Además su eficacia es un 40% superior a los modelos actuales de refrigeración.

INVESTIGACIÓN FUTURA:

En un futuro se se está viendo la posibilidad de ponerlo al mercado para el 2010 debido a las ventajas que pueden presentar.

Alfabetización Funcional (FODA):

Fortalezas: Serían no tóxicos y baratos capaces de producir frío cuando quedan expuestos a un campo magnético.

Oportunidades: Su eficacia es un 40% superior a los modelos actuales de refrigeración.

Debilidades: Aún no se encuentra en el mercado.

Amenazas: Esta tecnología no es muy conocida en el Perú.

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