Apuntes Ingeniería Ecológica UNAM: Proyectos y Energías Renovables

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE
MÉXICO
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN
Departamento de Ingeniería
CARRERA: INGENIERÍA INDUSTRIAL
Ingeniería
Ecológica
SEMESTRE 2024-2
GRUPO: 2805
DOCENTE: Ricardo Alberto Delgadillo Torres
ALUMNA: Reyes Rivera Paulina Rayén
No. CUENTA: 421041352
INDICE
 APUNTES 
Clases ♡
INDICE __________________________________________________________________ 1
FECHA DE ENTREGA: 23 de mayo del 2024
Ingeniería Ecológica _______________________________________________________ 4
PROYECTO ______________________________________________________________ 4
Definición de proyecto _________________________________________________________ 4
Requisitos para la elaboración del proyecto: ________________________________________ 5
NATURALEZA DEL PROYECTO ____________________________________________________ 6
El diseño del proyecto ________________________________________________________________ 8
Proyecto Estufa de Alcohol _________________________________________________ 9
Propiedades del Aluminio ______________________________________________________ 10
Propagación del calor:_________________________________________________________ 11
Propagación del calor por conducción: __________________________________________________ 11
Energía solar, una energía sustentable ______________________________________ 12
Propagación de Calor_____________________________________________________ 14
Biomasa: Aspectos Positivos y Negativos _____________________________________ 15
Aspectos positivos de la biomasa: _______________________________________________ 15
Aspectos negativos de la biomasa:_______________________________________________ 15
Etanol _________________________________________________________________ 16
Biodisel ________________________________________________________________ 16
Energía Eólica: __________________________________________________________ 16
Aprovechando el Poder del Viento_______________________________________________ 16
Funcionamiento de la energía eólica:_____________________________________________ 16
Ventajas de la energía eólica: ___________________________________________________ 17
Desafíos de la energía eólica: ___________________________________________________ 17
Futuro de la energía eólica: ____________________________________________________ 17
Energía Geotérmica: _____________________________________________________ 18
Aprovechando el Calor de la Tierra ______________________________________________ 18
Funcionamiento de la energía geotérmica: ________________________________________ 18
Existen dos tipos principales de sistemas geotérmicos: ______________________________ 18
Ventajas de la energía geotérmica: ______________________________________________ 18
Desafíos de la energía geotérmica: ______________________________________________ 19
Futuro de la energía geotérmica: ________________________________________________ 19
Retener el calor (Efecto invernadero) ________________________________________ 19
Capturar más luz solar_________________________________________________________ 19
Para la estufa solar ___________________________________________________________ 19
Formulas y Esquema _____________________________________________________ 23
Ejercicio _______________________________________________________________ 24
Ingeniería Ecológica
La ecología es la rama de la biología que se dedica al estudio de los seres vivos y
la relación de éstos con el medio ambiente en el que habitan. Además, la ecología
estudia la abundancia y distribución de seres vivos que existe en un área o región
determinada.
Se toman en cuenta como factores de estudio dentro de esta disciplina los factores
bióticos, que son todos los organismos vivos; y los factores abióticos, como el clima
y los suelos.
PROYECTO
Planificar: consiste en utilizar un conjunto de procedimientos mediante los cuales se
introduce una mayor racionalidad y organización en un conjunto de actividades y
acciones articuladas entre sí, que previamente anticipadas tienen el propósito de
alcanzar determinadas metas y objetivos mediante el uso eficiente de medios y
recursos.
Pautas y lineamientos generales para la elaboración de un proyecto
1. Concretar y precisar lo que se quiere realizar.
2. Hacer efectivas las decisiones tomadas.
3. Seguir cursos de acción que conduzcan a la obtención de determinados
resultados.
Definición de proyecto
En el marco de la prevención, la palabra proyecto se utiliza para designar el
propósito de hacer algo. En sentido técnico, el alcance del término es similar; Se
trata de una ordenación de actividades y recursos que se utilizan para producir algo,
ya sea bienes o servicios capaces de satisfacer necesidades o de resolver
problemas.
Proyecto es una unidad de actividades de cualquier naturaleza que requiere para
su realización el uso o consumo inmediato OA corto plazo de algún recurso, en la
esperanza de obtener en un periodo mayor beneficios superiores que se obtienen
con el empleo actual de dichos recursos. Por lo tanto, el término proyecto designa
un conjunto de actividades que se proponen realizar de una manera articulada entre
sí, con el fin de producir determinados bienes o servicios capaces de satisfacer
necesidades o de resolver problemas dentro de los límites de un presupuesto.
Requisitos para la elaboración del proyecto:
un buen proyecto debe especificar los elementos esenciales que se requieren para
crear un sistema de seguimiento y ejecución, así como la evaluación consecutiva
de los efectos e impactos. Un proyecto bien diseñado y formulado de explicar lo
siguiente:
1. Razones por las que se necesita realizar el proyecto.
2. ¿A qué fin contribuirá al logro de los objetivos del proyecto?
3. ¿Qué se espera obtener del proyecto?
4. ¿A quién va dirigido?
5. ¿Qué debe producir el proyecto para crear las condiciones básicas que le
permitan la consecución de o de los objetivos?
6. ¿Con qué acciones se generan los productos?
7. ¿Qué recursos se necesitan para obtener el producto y lograr los objetivos
propuestos?
8. ¿Quién quiere ejecutar el proyecto?
9. ¿Cómo se ejecutará el proyecto? Modalidades de operación.
10. ¿En cuánto tiempo se obtendrá el producto o los productos y se lograrán los
objetivos previstos?
11. ¿Cuáles son los factores externos que deben existir para asegurar el éxito
del proyecto?
NATURALEZA DEL PROYECTO
Serie de cuestiones que sirvan para describir y justificar el proyecto. Como son:
a. Descripción del proyecto.
En este punto hay que realizar una descripción más amplia del proyecto, definiendo
y caracterizando la idea central de lo que se pretende realizar. En ocasiones, hay
que hacerla partiendo de la contextualización del proyecto dentro del programa del
que forma parte. Lo que se pretende es que la persona que desea conocer el
proyecto pueda tener, de entrada, una idea exacta acerca de lo fundamental del
mismo: tipo, clase, ámbito que abarca, contexto en el que se ubica desde el punto
de vista de la organización, etc.
b. Fundamentación o justificación
En este apartado hay que presentar los criterios (argumentación lógica) y/o las
razones que justifican la realización del mismo. La fundamentación debe cumplir
dos requisitos para que sea completa y correcta: - hay que explicar la prioridad y
urgencia del problema para el que se busca solución. - hay que justificar por qué
este proyecto que se formula es la propuesta de solución más adecuada o viable
para resolver ese problema.
c. Marco institucional
En este punto debemos informar acerca de la institución u organismo que será
responsable fundamental de la planificación y ejecución del proyecto. Haciendo
referencia particular al departamento y/o programa del que pudiera llegar a formar
parte el proyecto específico. d. Finalidad del proyecto. No es necesario formular
finalidad en el proyecto si ya se hizo en el programa o planes generales. La finalidad
del proyecto se presupone en la consecución de los objetivos. Para formular la
finalidad de un proyecto es necesario:
•
•
•
Justificar debidamente el proyecto y sus objetivos.
Sea posible verificar cuantitativa o cualitativamente su marcha,
Se constituya preferiblemente un único fin o vaya acompañado de otros fines
compatibles.
e. Objetivos
Son los logros que se pretenden alcanzar con la ejecución de una acción. Los
objetivos deben ser. Claros, realistas y pertinentes. Los clasificaremos en: generales
y específicos. En la elaboración de proyectos no es un requisito indispensable
formular distintos tipos de objetivos, pero conviene enunciarlos en la forma más
precisa para su comprensión. A partir de los objetivos generales, formulados a partir
del análisis de necesidades, se establecen los objetivos específicos. Estos son una
concreción de los anteriores, y se formulan del modo más específico posible. Una
vez concretados, se establece la relación o interdependencia entre ellos y se
secuencian.
f. Metas
Para que los objetivos adquieran un carácter operativo, hay que traducirlos en logros
específicos, es decir, las metas operacionalizan los objetivos, estableciendo cuánto,
cuándo y dónde se realizarán éstos, de modo que las actividades y acciones
correspondientes puedan ser claramente establecidas, permitiendo determinar el
nivel y composición de los gastos, las actividades que es preciso emprender y la
modalidad de las operaciones para realizar dichas actividades.
El diseño del proyecto
Definiciones y
objetivos.
Ideas generales.
Investigación de las
ideas.
Comparar los conceptos
y seleccionar el diseño.
Construcción.
Formatos.
Optimización.
Producto final.
Proyecto Estufa de Alcohol
Material:
2 latas de aluminio
100 ml de alcohol de 96
15 cm
7.5 cm
Un clavo
Un martillo
L2
L1
Q
T1
Vi
Vf
Lecturas Temperatura
1
2
3
A (m2)
𝑄 = 𝐾𝐴(𝑇2 − 𝑇1 )
𝑊
K(𝑚° 𝐶)
K → aluminio
T=K
A=m
→ 𝐾=
𝑊
𝑚°𝐶
𝐵𝑇𝑈
= 𝑙𝑏°𝑅
Propiedades del Aluminio
Propagación del calor:
Se conocen 3 mecanismos de propagación del calor: la conducción, la convicción y
la radiación.
En la generalidad de los casos de calor se propaga mediante más de uno de los
mecanismos descritos, y cuando se intenta describir por completo el fenómeno, se
especifica cuánta energía ha pasado de un cuerpo a otro mediante la conducción,
la convección y la radiación. En el lenguaje cotidiano se habla del proceso como
transmisión.
Es ventajoso el hecho de que en los casos prácticos a establecer leyes separadas
para cada una de dichas formas, el fenómeno total se puede describir mediante la
suposición de las leyes. Para la conducción se emplea básicamente Ley de Fourier;
para la Convención se dispone de la ley del enfriamiento de Newton y para la
radiación se encuentra la ley de Stefan-Boltzmon.
Propagación del calor por conducción:
La propagación del calor por conducción en medio isotrópico obedece a la ley de
Fourier, que en su forma simple se representa como:
T2
𝑑𝑄
𝑑𝜃
= −𝐾𝐴 − 1
𝑑𝑡
𝑑𝑥
(𝑇1 – 𝑇2 )
𝑑𝑥
K = aluminio
K = alcohol
T1
En la ecuación uno se representa la cantidad de calor por dQ; el intercambio del
tiempo por dT; al cociente de ambos conceptos se le conoce como flujo térmico.
𝑄̇ =
𝑑𝑄
𝑑𝑡
Energía solar, una energía sustentable
La sustentabilidad está basada en un sencillo principio. Todo lo que necesitamos
para sobrevivir y en nuestro ambiente depende directamente o indirectamente de
un medio natural. La SUSTENTABILIDAD cree mantiene condiciones bajo las
cuales los humanos y la naturaleza pueden existir en armonía productiva, que
permita satisfacer los requerimientos sociales, económicos y ambientales del
presente y futuras generaciones. Lo más importante de la anterior definición son 2
cosas:
Que algo sustentable debe cumplir con 3 beneficios:
•
•
•
Ambiental
Social
Económico
Que tiene que servir para satisfacer las necesidades actuales sin comprometer el
bienestar en el futuro.
Ambiental – Económico
Social – Ambiental
•
•
Justicia ambiental
Preservación
de
los
recursos naturales locales
y globales
Ambiental
•
•
•
Recursos naturales
Evitar la contaminación
Proteger ecosistemas
Eficiencia energética
Incentivos
por
uso
adecuado de recursos
naturales
Económico
Social
•
•
•
•
•
•
S
Calidad de vida
Educación
Comunidad
Igualdad
oportunidades
de
•
•
•
•
Ganancia
Ahorro en costo
Crecimiento económico
Investigación y desarrollo
Social – Económico
•
•
•
Ética en los negocios
Comercio justo
Derechos de los trabajadores
Densimetro
𝑒=
𝑚
𝑣
H2O
−Δ𝐻𝐴 =
𝛾𝑙𝑖𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 ∀
−∀
𝛾𝑥
𝑘3
1000 𝑚3
𝛾𝑙𝑖𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 ∀
Δ𝐻𝐴 = ∀ −
𝛾𝑥
𝛾𝑥
𝛾𝑙𝑖𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜
)
Δ𝐻𝐴 = ∀ (1 −
𝛾𝑥
Δ𝐻 =
∀
1
(1 − )
𝐴
𝑠𝑔
𝑊
𝑁
9810 3
𝛾𝑥
𝑚
𝑠𝑔 =
=
𝛾𝐻2𝑂 9810 𝑁
𝑚3
𝑠𝑔 = 1
∆𝐻 =
𝛾𝑙𝑖𝑞
∀
(1 −
)
𝐴
𝛾𝑥
𝑊
= ∀ − ∆𝐻𝐴
𝛾𝑌
−∆𝐻𝐴 =
𝑊
−𝛾
𝛾𝑥
𝑤 = 𝛾𝑙𝑖𝑞 ∀
Propagación de Calor
La superficie de acción transversal cruzada de flujo térmico y se representa con a.
A la relación entre el flujo térmico y la superficie de la sección transversal cruzada
por el mismo se le llama densidad de flujo térmico y queda definida mediante la
siguiente:
Densidad de flujo térmico:
𝑞=
𝑑𝑄
𝑑𝐴
𝐸𝑐. (3)
la temperatura está representada por 0, como se traza de conducción a la dirección
de la longitud X, a la dirección entre la diferencia de temperatura y la longitud
recorrida por el flujo térmico se le llama gradiente de temperatura definida por la
ecuación:
Gradiente de temperatura:
𝑑𝑄
= Δ𝜃
𝑑𝑥
Unidades del SI
𝐽
𝐾𝑚3 °𝐶
=
= 𝑚 °𝐶
𝑠𝑒𝑔
𝑚
𝐾=
𝑊
𝑚 °𝐶
𝑄 = Watt
𝑞= (
𝑊
)
𝑚2
𝑑𝜃
°𝐶
=( )
𝑑𝑥
𝑚
𝑄̇ = −𝐾𝐴
(𝑇2 − 𝑇1 )
𝑥
𝑑𝜃
(𝑇 − 𝑇1 )
𝑑𝑥 2
Biomasa: Aspectos Positivos y Negativos
La biomasa es un recurso energético renovable derivado de materia orgánica, como
plantas, animales y sus residuos. Se utiliza para generar electricidad, calor y
biocombustibles. La biomasa se considera una alternativa sostenible a los
combustibles fósiles, ya que reduce las emisiones de gases de efecto invernadero
y la dependencia de fuentes de energía no renovables.
Aspectos positivos de la biomasa:
•
•
•
•
•
Renovable: La biomasa proviene de fuentes orgánicas que se reponen
naturalmente, a diferencia de los combustibles fósiles que son finitos.
Reduce las emisiones de gases de efecto invernadero: La combustión de
biomasa libera CO2, pero en menor cantidad que la quema de combustibles
fósiles. Además, las plantas utilizadas para producir biomasa absorben CO2
de la atmósfera durante su crecimiento.
Mejora la seguridad energética: La biomasa puede producirse localmente,
lo que reduce la dependencia de las importaciones de combustibles fósiles.
Crea empleos: La industria de la biomasa genera empleos en la agricultura,
la silvicultura, la fabricación y otros sectores.
Reduce los residuos: La biomasa puede utilizarse para transformar
residuos orgánicos en energía, lo que reduce la cantidad de residuos que van
a los vertederos.
Aspectos negativos de la biomasa:
•
•
•
•
Deforestación: La producción de biomasa a gran escala puede provocar la
deforestación, lo que tiene un impacto negativo en la biodiversidad y los
ecosistemas.
Competencia con la producción de alimentos: El uso de tierras para
cultivar cultivos energéticos puede entrar en conflicto con la producción de
alimentos, lo que podría aumentar los precios de los alimentos.
Emisiones contaminantes: La quema de biomasa puede liberar
contaminantes del aire, como partículas finas y gases nocivos.
Uso insostenible del agua: Algunos tipos de producción de biomasa, como
la producción de etanol a partir del maíz, requieren grandes cantidades de
agua, lo que puede tener un impacto negativo en los recursos hídricos.
•
Eficiencia energética: La conversión de biomasa en energía puede ser
menos eficiente que la de los combustibles fósiles, lo que significa que se
requiere más biomasa para producir la misma cantidad de energía.
Etanol
El etanol es un subproducto natural de la fermentación de las plantas y también
puede producirse mediante la hidratación de etileno.
El etanol es una importante sustancia química industrial; se utiliza como disolvente,
en la síntesis de otras sustancias químicas orgánicas y como aditivo de la gasolina
para automóviles.
Biodisel
El biodiésel es un combustible de origen natural obtenido al hacer reaccionar aceites
vegetales o grasas animales con alcoholes de baja masa molecular. A esta reacción
se la denomina transesterificación. Es decir, se forman nuevos ésteres de ácidos
grasos (llamados también ésteres mono-alquílicos) a partir de los triglicéridos
originales.
Energía Eólica:
Aprovechando el Poder del Viento
La energía eólica se ha convertido en una fuente de energía renovable cada vez
más importante en el mundo actual. Esta tecnología aprovecha la fuerza del viento
para generar electricidad a través de aerogeneradores, impulsionando la transición
hacia un futuro energético más sostenible.
Funcionamiento de la energía eólica:
•
•
El viento gira las palas del aerogenerador: Las palas del aerogenerador
están diseñadas para capturar la energía cinética del viento. A medida que
el viento sopla sobre ellas, las hace girar.
Eje rotatorio: La rotación de las palas se transmite a un eje central,
aumentando su velocidad mediante un sistema de engranajes.
•
•
Generación de electricidad: El eje rotatorio está conectado a un generador
eléctrico, el cual convierte la energía mecánica del movimiento en
electricidad.
Transformación y distribución: La electricidad generada se transforma a
un voltaje adecuado para su transmisión y distribución a través de la red
eléctrica.
Ventajas de la energía eólica:
•
•
•
•
El viento es una fuente de energía inagotable y natural, lo que la convierte en
una alternativa sostenible a los combustibles fósiles.
La energía eólica no produce emisiones de gases de efecto invernadero ni
contaminantes del aire, contribuyendo a la lucha contra el cambio climático y
la mejora de la calidad del aire.
La implementación de energía eólica reduce la dependencia de los
combustibles fósiles importados, aumentando la seguridad energética y la
independencia nacional.
La industria de la energía eólica genera empleos en diversas áreas, desde la
fabricación e instalación de aerogeneradores hasta la operación y
mantenimiento de parques eólicos.
Desafíos de la energía eólica:
•
•
•
La intensidad y dirección del viento pueden variar considerablemente, lo que
requiere sistemas de almacenamiento de energía para garantizar una
producción estable.
La instalación de parques eólicos puede tener un impacto visual en el paisaje
y generar ruido, lo que requiere una cuidadosa planificación y evaluación
ambiental.
La inversión inicial en la construcción de parques eólicos puede ser alta,
aunque los costos se han reducido significativamente en los últimos años.
Futuro de la energía eólica:
La energía eólica tiene un enorme potencial para contribuir a un futuro energético
sostenible. Los avances tecnológicos, la reducción de costos y la creciente
demanda de energía limpia impulsarán el desarrollo y la implementación de esta
tecnología en todo el mundo.
Energía Geotérmica:
Aprovechando el Calor de la Tierra
La energía geotérmica se obtiene del calor interno de la Tierra, una fuente de
energía renovable y sostenible que puede ser utilizada para generar electricidad,
calentar y enfriar edificios, y para aplicaciones industriales.
Funcionamiento de la energía geotérmica:
El calor interno de la Tierra proviene de la desintegración radiactiva de elementos
como el uranio, el torio y el potasio en el núcleo y el manto terrestre. Este calor
aumenta gradualmente a medida que se profundiza en la corteza terrestre.
Existen dos tipos principales de sistemas geotérmicos:
•
•
Sistemas hidrotermales: En estos sistemas, el agua subterránea se
calienta al entrar en contacto con rocas calientes y fluidos geotermales. El
agua caliente o vapor se extrae a la superficie y se utiliza para generar
electricidad o para otros fines.
Sistemas geotermales secos: En estos sistemas, el vapor o el agua
caliente se extraen directamente de rocas fracturadas o permeables
ubicadas a grandes profundidades. El vapor o el agua caliente se utilizan
para generar electricidad o para otros fines.
Ventajas de la energía geotérmica:
•
•
•
•
•
El calor interno de la Tierra es una fuente de energía renovable que se repone
constantemente, a diferencia de los combustibles fósiles que son finitos.
La energía geotérmica no produce emisiones de gases de efecto invernadero
ni contaminantes del aire, lo que la convierte en una alternativa sostenible a
los combustibles fósiles.
La energía geotérmica está disponible las 24 horas del día, los 7 días de la
semana, independientemente de las condiciones climáticas.
Una vez que un sistema geotérmico está en funcionamiento, los costos de
operación y mantenimiento son relativamente bajos.
La energía geotérmica se puede utilizar para generar electricidad, calentar y
enfriar edificios, desalinizar agua, y para aplicaciones industriales como la
acuicultura y la horticultura.
Desafíos de la energía geotérmica:
•
•
•
•
La viabilidad de la energía geotérmica depende de la ubicación y de la
presencia de recursos geotermales accesibles.
La inversión inicial en la exploración, desarrollo y construcción de una planta
geotérmica puede ser alta.
La extracción y el uso de recursos geotermales pueden tener algunos
impactos ambientales, como la emisión de gases de efecto invernadero, la
alteración del paisaje y la contaminación del agua.
Se requiere un desarrollo tecnológico continuo para mejorar la eficiencia y la
viabilidad de la energía geotérmica.
Futuro de la energía geotérmica:
La energía geotérmica tiene un gran potencial para contribuir a un futuro energético
sostenible. Los avances tecnológicos, la reducción de costos y la creciente
demanda de energía limpia impulsarán el desarrollo y la implementación de esta
tecnología en todo el mundo.
Retener el calor (Efecto invernadero)
Este principio se trata de dejar pasar los rayos del sol sin dejar salir el calor que ya
se ha generado dentro. Un objeto transparente cumple perfectamente esta
condición, por lo que envolver nuestra olla en una bolsa transparente, o en el caso
de una estufa de caja, un vidrio o plástico de tapa crea dicho efecto.
Capturar más luz solar
Uno o más superficies reflejantes como el panel reflector hacia la olla aumentarán
la cantidad de luz y por ende el calor que se recibe, por lo que a alcanzaremos
temperaturas más altas y más rápido.
Para la estufa solar
𝐾𝑠 (𝑇 − 4)2
𝐶𝐻2 𝑂 = 1000 2 −
𝑚
0.01
𝐾𝑠 (30 𝐾 − 4)2
𝐶𝐻2 𝑂 = 1000 2 −
𝑚
0.01
92.8 °C
𝑁
𝐵𝑇𝑈
Hs=77990 𝑚2
Hvs= 1145.56 𝐿𝐵
En la latitud sur cerca del Ecuador, los hornos o paneles solares se orientan o miran
en dirección norte y se inclinan todos los grados con respecto a la horizontal o
superficie para mejor inclinación e incidencia de los rayos solares es necesario que
tengan una superficie sin polvo o sucio dependiendo de la latitud del sitio a ubicar
el horno solar
Para sitios ubicados en latitud sur
Sabiendo donde queda el norte
Este
𝐵
𝐵 =grados
inclinación
𝑢ത
de
Norte
Norte
Sombra
Sur
Este
1
𝑚 = [1.229 + (6.14 sin 𝛼)2 ]2 − 6.14𝛼
BIBLIOGRAFÍA
J. F Krenider F.Kreith Solar Heating and Cooling Mc. Graw-Hill 1975
n= días del año
Determina la declinación del sol el día 05 de abril
𝑓 = 23.45 sin (360 ×
284 + 𝑛
)=
365
𝑓 = 𝑑𝑒𝑐𝑙𝑖𝑛𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑠𝑜𝑙𝑎𝑟
Si se aplica la ecuación al fenómeno de conducción, el flujo térmico (𝑄̇ ) En un área
de material conductor de una longitud L, con temperatura T 0 y T en sus extremos
inicial y final, con sección transversal donde el área A es constante en toda su
longitud como se representa en la siguiente figura resulta al separar la variación de
la integral la siguiente ecuación.
En la latitud sur, cerca del Ecuador, los hornos o paneles solares se orientan o miran
en Dirección Norte y se inclinan todos los grados con respecto a la horizontal o
superficie. Para mejor inclinación e incidencia de los rayos solares, es necesario
que tengan una superficie sin polvo o suciedad. Dependiendo de la latitud del sitio
ubicar el horno solar.
Formulas y Esquema
𝑇0
𝑄̇
𝑇0
𝑇
𝑊
𝐾=
𝑚°𝐶
𝑇0 > 𝑇
𝐴
𝑄̇
𝑄=
𝐾𝐴
𝐿
𝐿
𝑥
𝐾=
𝐾𝑐𝑎𝑙
𝑚 ℎ °𝐶
𝐾=
𝐵𝑇𝑈 ∙ 𝑖𝑛
𝑓𝑡 2 ∙ ℎ ∙ 𝐹
𝐾=−
𝐾=
1 𝑑𝑄 𝑑𝑥
∙
∙
𝐴 𝑑𝑡 𝑑𝜃
(𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎) × (𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑)
(𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒) × (𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜) × (𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎)
𝑇
∫ 𝑑𝑇 = −
𝑇𝑜
𝑄
∫ 𝑑𝑥
𝐾𝐴
𝑇𝑜 − 𝑇 =
𝐿
𝑄
𝐾𝐴
𝑉𝑜 − 𝑉 =
𝐿
𝐼
𝛾𝐴
𝑊
Tabla con algunos valores de 𝐾 = 𝑚 °𝐶 Promedio 20 °C
Sólido
Plata refinada
Cobre electrolítico
Cobre comercial
K
410
395
370
Líquidos (A presión normal)
Mercurio
Agua a 0 °C
Agua a 20 °C
K
9.3
0.554
0.598
Gases
normal)
Aire
(A
condiciones
K
0.0242
Ejercicio
Considere una pared de ladrillo de 20 cm de espesor, cuya temperatura en una y
en otra superficie. Ese 60 °C y 30 °C, respectivamente.
Calcular la transferencia de calor por unidad de área a través de la pared supóngase
que la conductividad térmica de ladrillo es igual a 0.5
Si la pared se aísla con 5 cm de poliuretano, donde su coeficiente es igual a 0024.
Determine el calor transferido.
a)
𝑞=
−𝑄1 − 𝑄2 60°𝐶 − 30 °𝐶
𝑊
=
= 75 2
𝐿
𝐿
0.2 𝑚
𝑚
𝑊
𝐾1 + 𝐾2
0.5
𝑚 °𝐶
b)
𝑞=
−𝑄1 − 𝑄2 60°𝐶 − 30 °𝐶
𝑊
=
= 14.4 2
𝐿
𝐿
0.05 𝑚
𝑚
𝐾1 + 𝐾2
𝑊
0.024 𝑚 °𝐶