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Instituto Tecnológico de Cuautla (ITC)
Archivo: Tecnología
Energia electrica2En el presente trabajo, se presenta un sistema electrónico que permite ahorrar energía eléctrica en aparatos electrónicos que se encuentren conectados a la línea en el modo de espera (stand by por su nombre en inglés); es decir, que no están encendidas pero si conectadas a la línea de alimentación. Todas las cargas de naturaleza electrónica, demandan de entre el 10% y el 30% de su consumo nominal cuando se encuentran en este modo; es decir, si una carga consume nominalmente 100 Watts, entonces en el modo de espera se están consumiendo y desperdiciando hasta 30 Watts, esto representa una grave problemática que con este trabajo se resuelve. El sistema se encuentra aislado de la línea porque se alimenta con una batería, la cual se recarga en el momento en que la carga es energizada, esto con el objeto de que el sistema sea independiente y por tanto inmune a descargas tanto eléctricas como atmosféricas además de que no represente una carga mas para la línea.
Desde el 2002, el Instituto Tecnológico de Cuautla (ITC) ha apoyado e impulsado el desarrollo de proyectos tecnológicos que aportan un beneficio importante en el ahorro de energía eléctrica. El ahorro de energía es un tópico que se encuentra en el estado del arte. La situación económica del país y la falta de mayor infraestructura de generación de energía, son algunas razones de ello. Actualmente, dado el aumento considerable en la demanda de energía, se corre el riesgo de rebasar la capacidad instalada, sin considerar que el costo de la energía eléctrica y los combustibles para generarla cada día son más escasos y caros; por ello, el gobierno federal tiene la necesidad de construir nuevas plantas generadoras de energía y dada la situación económica del país, en muy difícil o improbable que se invierta en este aspecto en el corto plazo.
Esta situación demanda una mayor conciencia en la población en general para ahorrar energía eléctrica. El gobierno federal ha realizado varias acciones tendientes al ahorro de energía; programas tales como el horario de verano, campañas publicitarias tales como: “Ahorre un poco apagando un foco”, entre otras. Sin embargo, estas campañas no concientizan suficientemente en la población y no se logran resultados satisfactorios.
Por ello, se deben implementar otras medidas que realmente sean una solución al ahorro de energía y se contribuya al bienestar económico de la población y del país e inclusive contribuir a disminuir la emisión de gases de efecto invernadero a la atmósfera y detener el cambio climático.
El contacto eléctrico ahorrador de energía que presentamos en este trabajo, permite ahorrar de entre el 10% y el 30% de la energía nominal que consumen los electrodomésticos de naturaleza electrónica en el modo stand by. Esto es muy importante porque si consideramos que en el país somos aproximadamente 25 millones de usuarios domésticos, los cuales tenemos al menos una carga de naturaleza electrónica (televisión, horno de microondas, modular, entre otros), entonces el ahorro de energía es considerable.
Por dar un ejemplo, si consideramos que de los 25 millones de usuarios al menos cuentan con una televisión y que cada una desperdician 20 Watts, en promedio, entonces el desperdicio de energía es de 500 MW. Si consideramos también que dicho aparato se encuentra conectado a la línea 16 horas en el modo de standby, entonces al día se desperdician 8 GWh, lo que equivale a 2.92 TWh al año.
Esta es una cantidad bastante considerable de energía que simplemente se está desperdiciando, que se está tirando a la basura.
Esta cantidad de energía también se traduce en pérdidas económicas muy fuertes, ya que si consideramos que el costo del Kwh es de 50 centavos, en promedio; entonces, el costo de la energía que se desperdicia es de 1.46 billones de pesos, cantidad bastante considerable dada la situación económica del país.
La idea de contribuir al ahorro de energía mediante este sistema, la tomamos de la primera recomendación que Greenpeace hace: “desconectar los aparatos cuando no se estén utilizando”; esto es lo que se debe de hacer. La mayoría de la población hace caso omiso de esta recomendación simplemente porque se le olvida o porque le cuesta trabajo estar conectando o desconectando los aparatos o porque desconoce que debe hacer esto.
Ante esta situación, presentamos una solución nueva e innovadora para atender esta recomendación de Greenpeace y conectar y desconectar los aparatos que no se estén utilizando sin tener que hacerlo físicamente, el cual hemos denominado: contacto eléctrico ahorrador de energía.
Los principales beneficios que brindará el uso de este dispositivo son de diversa índole. A continuación mencionaremos algunos de ellos:
a) Aspecto ecológico ambiental. El ahorro de energía que se logrará, al evitar que ésta se desperdicie, ocasionará una disminución en la demanda en su producción, con lo que disminuirá el efecto invernadero (ocasionado por la quema de combustibles fósiles) y por consiguiente se conservarán los recursos no renovables.
b) Aspectos económicos. El dispositivo contribuye a la economía familiar ya que evita el desperdicio de energía. Se pagará menos por su consumo y prolongará la vida útil de los aparatos.
c) Aspectos sociales. Con la utilización del contacto ahorrador, permitirá a los padres de familia o personas responsables del cuidado de los niños el controlar el suministro de energía eléctrica, evitando que los niños pasen tantas horas frente al televisor y contarán con más tiempo para dedicarlo a actividades de mayor calidad como la lectura, el estudio, la actividad física y el deporte que contribuyan a su desarrollo personal.
d) Aspectos Tecnológicos. El diseño de tecnología propia es de suma importancia para el desarrollo del país. Necesitamos desarrollar nuestra tecnología para que ya no depender de los avances de la tecnología extranjera.
Se hicieron varias pruebas para validar el funcionamiento correcto de nuestro proyecto. Se utilizaron televisores de diferentes potencias y marcas. Para cada uno de ellos, se ajustaron los parámetros de niveles de corriente de cortocircuito y de sensado, demostrándose que funciona adecuadamente ante cargas de diferente potencia.
Por ejemplo, para el televisor de color marca Sony modelo kv1460R, con una potencia nominal de 75 Watts, operando en el modo standby, desperdicia una potencia promedio de 10 Watts. Si consideramos que se encuentra en este modo 16 horas, entonces, al día se desperdician 160 W/h o 0.16 kWh.
En un año, la potencia que se consume oscila del orden de 58.4 kWh. Considerando un costo promedio de $ 0.50 por kWh, esta carga implica un gasto económico de $ 29.20 pesos. Esta cantidad se hace significativa si consideramos que los 25 millones de usuarios domésticos, cuentan con al menos un equipo de estas características, lo que se traduce en pérdidas económicas de $ 730 millones de pesos. Esto sin considerar que la mayoría de las cargas tienen una potencia nominal de más de 75 Watts.
Otro aspecto interesante es que en el modo de espera (carga apagada), el circuito de control demanda de la batería una corriente de 700 micro Amperes, lo suficientemente baja para mantener la batería, con los niveles aceptables de voltaje, hasta por dos semanas.
Es indudable que el ahorro de energía es un tópico de actualidad; por ello, el hecho de haber desarrollado este sistema y contribuir a disminuir esta problemática, nos llena de satisfacción y nos hace pensar que estamos por el camino correcto, nos motiva a continuar desarrollando proyectos, que contribuyan al ahorro de energía, y consecuentemente a detener el cambio climático.
Otro aspecto importante es que estamos cumpliendo nuestra misión como instituciones de educación superior tecnológica, que es el desarrollar tecnología propia en beneficio de nuestro País.
Porfirio Roberto Nájera Medina es ingeniero en Comunicaciones y Electrónica egresado de la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica del Instituto Politécnico Nacional; Maestro en Ciencias en Ingeniería Electrónica egresado del Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico CENIDET. Ha publicado diversos artículos, como resultado de investigaciones en el área de Electrónica, y ha sido ponente en Congresos Nacionales e Internacionales. Ha impartido cursos de actualización docente y de capacitación a empresas. De 1994 a la fecha ha participado como Asesor en Eventos Nacionales de Creatividad de los Institutos Tecnológicos, obteniendo dos primeros lugares a nivel nacional en el área de Ingeniería Eléctrica. Ha sido profesor investigador en el Instituto Tecnológico de Cuautla, en el Instituto Tecnológico de Zacatepec; actualmente es Subdirector Académico del Instituto Tecnológico de Chilpancingo.
Adriana Leticia Montes Martínez es licenciada en Informática egresada del Instituto Tecnológico de Durango; Maestra en Administración egresada de la Universidad Autónoma del Estado de Morelos. Ha colaborado en la publicación de diversos artículos de investigaciones realizadas en el área de Electrónica. Ha impartido cursos de actualización docente. De 2002 a la fecha ha participado como Asesor en Eventos Nacionales de Creatividad de los Institutos Tecnológicos, obteniendo dos primeros lugares a nivel nacional en el área de Ingeniería Eléctrica. Es profesora investigadora en el Instituto Tecnológico de Cuautla.
José Humberto Soto Montiel es maestro en Matemáticas de la Normal Superior de Chihuahua; Maestro en Ciencias de la Educación del Centro Interdisciplinario de Investigación en Educación Tecnológica (CIIDET). Ha colaborado en la publicación de diversos artículos de investigaciones realizadas en el área de Electrónica. Ha impartido cursos de actualización docente. Ha sido profesor investigador en el Instituto Tecnológico de Oaxaca, en el Instituto Tecnológico de Durango y actualmente es profesor investigador en el Instituto Tecnológico de Cuautla.
Genaro Alfredo Alcazar Marín es pasante de la carrera de Ingeniería Electrónica en el Instituto Tecnológico de Cuautla, Participante en el XXII Evento Nacional de Creatividad con el Proyecto “Sistema de Medición y Corte Automático de Energía Eléctrica Vía GSM a Usuarios Domésticos”, ganador del primer lugar a nivel nacional en el Área de Ingeniería Eléctrica, en el Instituto Tecnológico de Chihuahua en 2007.
Jesús David Martínez Abarca es pasante de la carrera de Ingeniería Electrónica en el Instituto Tecnológico de Cuautla, Participante en el XXII Evento Nacional de Creatividad con el Proyecto “Sistema de Medición y Corte Automático de Energía Eléctrica Vía GSM a Usuarios Domésticos”, ganador del primer lugar a nivel nacional en el Área de Ingeniería Eléctrica, en el Instituto Tecnológico de Chihuahua en 2007.
Juan Manuel Jiménez Alvarado es pasante de la carrera de Ingeniería Electrónica en el Instituto Tecnológico de Cuautla, Participante en el XXII Evento Nacional de Creatividad con el Proyecto “Contacto Inteligente”, presentado en la fase regional en el Área de Ingeniería Eléctrica, en el Instituto Tecnológico de Tehuacán en 2007.