Física II

GREENHOUSE

Se considera contaminación del aire a cualquier sustancia, introducida en la atmósfera por las personas, que tenga un efecto perjudicial sobre los seres vivos y el medio ambiente.

El dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero, es el contaminante que está causando en mayor medida el calentamiento de la Tierra. Si bien todos los seres vivos emiten dióxido de carbono al respirar, éste se considera por lo general contaminante cuando se asocia con coches, aviones, centrales eléctricas y otras actividades humanas que requieren el uso de combustibles fósiles como la gasolina y el gas natural. 

Existen otros gases de efecto invernadero, como el metano (que proviene de fuentes como ciénagas y gases emitidos por el Ganado) y los clorofluorocarbonos (CFCs), que se utilizaban para refrigerantes y propelentes de los aerosoles hasta que se prohibieron por su efecto perjudicial sobre la capa de ozono de la Tierra.

Otros contaminantes relacionados con el cambio climático son el dióxido de azufre, uno de los componentes de la niebla tóxica. Una de las características principales del dióxido de azufre y de otros productos químicos íntimamente relacionados es que son los causantes de la lluvia ácida. Sin embargo, también reflejan la luz cuando son liberados en la atmósfera, lo que mantiene la luz solar fuera y hace que la Tierra se enfríe. Las erupciones volcánicas pueden arrojar cantidades enormes de dióxido de azufre a la atmósfera, lo que en ocasiones provoca un enfriamiento que dura varios años.

¿A quién va dirigido? 

El proyecto va dirigido hacia la comunidad estudiantil de la escuela preparatoria "Dr. Ángel Ma. Garibay Kintana", esto con el fin de concientizar a los alumnos sobre la problemática ambiental que está generando más impacto en la actualidad en el planeta y puedan llevar a cabo esta acción u otras para poder disminuir los agentes contaminantes que se encuentran en el aire.

Antecedentes

Es un lugar cerrado, estático y accesible a pie que se destina a la horticultura, dotado habitualmente de una cubierta exterior translúcida de vidrio o de plástico, que permite el control de la temperatura, la humedad y otros factores ambientales, que se utiliza para favorecer el desarrollo de las plantas.

El invernadero aprovecha el efecto producido por la radiación solar que, al atravesar un vidrio o un plástico traslúcido, calienta el ambiente y los objetos que hay dentro; estos, a su vez, emiten radiación infrarroja, con una longitud de onda mayor que la solar, por lo cual no pueden atravesar los vidrios a su regreso, y quedan atrapados y producen el calentamiento del ambiente. Las emisiones del Sol hacia la Tierra son de onda corta, mientras que de la Tierra al exterior son de onda larga. La radiación visible puede traspasar el vidrio, mientras que una parte de la infrarroja no lo puede hacer.

El cristal o plástico trabajan como medio selectivo de la transmisión para diversas frecuencias espectrales, y su efecto consiste en atrapar energía en el invernadero, que calienta el ambiente interior. También sirve para evitar la pérdida de calor por convección.

Principios/leyes/teoremas físicos que se aplican en el prototipo

• Presión 
• Temperatura
• Calor
• Leyes de los gases 
• Leyes de la termodinámica 

Lista de materiales

• 4 tubos de CPVC de 3 m. c/u
• 2 tubos de CPVC DE 3 m. c/u flexible
• Adhesivo para CPVC
• 4 codos de CPVC
• 8 tees de CPVC
• 1 cruz de CPVC
• 2 m. de plástico 
• Amarras plásticas

Funcionamiento del invernadero

El proyecto consistirá en sembrar árboles que tengan dos características principales: que tengan un periodo de crecimiento corto y que puedan llevar a cabo un proceso de purificación del aire muy eficiente. Una vez sembrados se les dará un máximo cuidado, para que cuando tenga un tamaño considerable pueda ser plantado en una de las áreas verdes de la prepa y así este pueda contribuir a la eliminación de gases tóxicos presentes en el aire.

Pruebas

Para que un invernadero tenga un buen funcionamiento necesita de varios parámetros, entre ellos: que la temperatura dentro de este debe estar entre los 10°C y los 30°C para un invernadero de un peso aproximadamente de 13 kg. Teniendo en cuenta que el calor específico es de 0.337 cal/g°C.

Con estos parámetros y aplicando la formula de calor específico que la cantidad de calor que se necesita es de 87620 cal.

En caso de incrementar la temperatura de 30°C a 50°C obtenemos un total de 175240 cal. lo que es mucho calor para los árboles y estos se podrían secar o detener su proceso de crecimiento.

Viabilidad 

Este prototipo si se puede implementar dentro de la prepa pues el invernadero que se planea construir es de un tamaño mediano, además  de que dentro de los planes se tiene la idea de reclutar un grupo de personas que se encargan de los pequeños cuidados que requiere y para la plantación se les pediría a los grupos que están llevando a cabo la construcción del huerto que trasladen los árboles de los invernaderos hacia los jardines.
Además de que los materiales con los que planea construir son de bajo precio.

Conclusiones

La plantación de los árboles es una excelente alternativa de solución para tratar de disminuir la alteración ocasionada por los distintos químicos que se encuentran en el aire que está produciendo muchas enfermedades.
.La construcción de un invernadero dentro del plantel apoyaría a que los árboles en su proceso de crecimiento puedan absorber los distintos compuestos que necesitan para poder llevar una etapa de desarrollo eficiente y pueda ser capaz de eliminar gases tóxicos en la etapa de maduración.

Referencias bibliográficas

• Anónimo . (2016). La contaminación del aire. 2018, de National Geographic Sitio web: https://www.nationalgeographic.es/medio-ambiente/la-contaminacion-del-aire
• Anónimo . (2016). Invernadero. 2018, de Hydroenv Sitio web: https://www.hydroenv.com.mx/catalogo/index.php?main_page=page&id=44