CONVERSION DEL VAPOR DE AGUA EN COMBUSTIBLE POR PRECIPITACION ELECTROSTATICA.

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TERCER CONCURSO NACIONAL DE INVESTIGACIÓN DEL RECURSO AGUA PARA JÓVENES ESTUDIANTES 2003

Código Interno 006

Auspicia:

Formulario de Presentación de Trabajos de Investigación

Tercer Concurso Nacional de Investigación y Desarrollo del Recurso Agua para Jóvenes Estudiantes

Premio Junior del Agua Estocolmo2003

Este formulario debe ser presentado en un máximo de 8 carillas, tamaño carta, espaciado simple, tipografía tamaño 12 y en idioma español. La segunda carilla debe contener los datos personales de los miembros del equipo de investigación, y la tercera carilla debe ser un resumen de la investigación completa. Las cinco carillas restantes deberán seguir el índice de contenidos descrito en los encabezados de cada sección.

A. Título de la Investigación

CONVERSION DEL VAPOR DE AGUA EN COMBUSTIBLE POR PRECIPITACION ELECTROSTATICA.

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B. Datos Generales de los Autores (El número máximo de participantes es de 3 alumnos de no más de 20 años de edad a agosto del 2003 y 1 profesor)

Participante N° 1: Frederick Benjamin mancilla Espinoza.

Fecha Nacimiento: 10 de noviembre 1984. RUT: 15.885.581-k

Edad: 18 años Curso: 4° año medio E.

Establecimiento Educacional: Liceo José Santos Ossa.

Dirección Particular: Castilla # 3322. Pobl. Torreblanca Vallenar.

Teléfono: (051) 611488 Fax: e-mail:

Participante N° 2: Oscar Jobie Puentes Flores.

Fecha Nacimiento: 04 de febrero 1985. RUT: 15.885.828-2

Edad: 18 años Curso: 4° año medio E.

Establecimiento Educacional: Liceo José Santos Ossa.

Dirección Particular: Oscar Castro #33 Huasco

Teléfono: (051) 531034 Fax: e-mail: Oscarjobie@123mail.

cl Participante N° 3: Efrain Jared González Paez

Fecha Nacimiento: 14 de agosto 1985 RUT: 16.183.630-3

Edad: 17 años. Curso: 4° año medio E.

Establecimiento Educacional: Liceo José Santos Ossa.

Dirección Particular: Javiera Carrera #1554 Pobl. Baquedano

Teléfono: (051) 617351 Fax: e-mail: lain_gata@hotmail.

com.

Profesor Profesor de Estado de electricidad.

Nombre: Daniel Díaz

RUT: 5.839.769-5

Especialidad: Profesor de Estado de electricidad.

Establecimiento Educacional: Liceo José Santos Ossa

Dirección Establecimiento: Valdivia #637 Vallenar

Dirección Particular: Tulio Bagnara #2114 Pobl. Quinta Valle

Ciudad/Región: Vallenar/3° Región

Teléfono: (051) 615595 Fax:

e-mail: Asesor Científico externo al

Establecimiento Educacional

Nombre: Hector Muñoz Silva

RUT: 9.453.559-K

Especialidad: Ingeniero Ejec. Electricista y Civil Industrial

Institución: Empresa Eléctrica Guacolda S.A.

Cargo o Curso: Jefe Departamento Mantenimiento Electrico

Dirección Institución: Isla Guacolda s/n Huasco

Dirección Particular: Tulio Bagnara 2115 Quinta Valle

Ciudad/Región: Vallenar

Teléfono: 51- 612814 Fax:

e-mail: hmuñoz@guacolda.cl

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TERCER CONCURSO NACIONAL DE INVESTIGACIÓN DEL RECURSO AGUA PARA JÓVENES ESTUDIANTES 2003 C. Resumen Trabajo de Investigación

Este trabajo de investigación se inicio hace un tiempo, cuando se nos plantea la Necesidad de obtener un combustible gaseoso a partir del recurso hídrico agua. Como es sabido el vital elemento esta compuesto por hidrogeno y oxigeno, siendo el primero combustible y el segundo comburente en proporción 2:1, y también es conocido que por vía liquida electrolitica se produce la descomposición en sus dos elementos que la forman, esta investigación va dirigida a un fin similar pero en esta ocasión obteniéndola del vapor de agua, se eligió este método por la factibilidad de un uso inmediato, que puede ser inyectado directamente al hogar de una caldera, fundición, fogón etc., especialmente si el vapor se obtiene del mismo lugar de producción.

La descomposición o separación de los gases en cuestión se obtienen por precipitación electrostática alta tensión AT. en corriente continua 60kv DC. Aunque a escala experimental o de laboratorio con un campo eléctrico de 15000 volt, se empiezan a producir los primeros resultados favorables.

Actualmente se esta investigando en la optimización de este recurso energético para lograr almacenar por lo menos el hidrógeno, puesto que lo práctico por el momento resulta inyectarlo directamente para su quema que es limpia, libre de contaminación y residuos provenientes de la combustión, pero si saturado de vapor de agua, inofensivo por lo demás.

Respecto a los costos energéticos involucrados realmente no son onerosos con relación al consumo eléctrico, aunque en la fase que va la experimentación no contamos con los recursos suficientes para desarrollarlo a gran escala, pero si tenemos el deber de publicar y dar a conocer nuestra investigación

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TERCER CONCURSO NACIONAL DE INVESTIGACIÓN DEL RECURSO AGUA PARA JÓVENES ESTUDIANTES 2003 D. Introducción

Presentación del Problema

Debido a la constante inflación del precio del crudo y a la irremediable escasez del mismo (recurso no renovable), se experimento un procedimiento que tal vez a un futuro cercano innovara en la tecnología industrial y de que se aproveche la energía residual como es el caso, por ejemplo, el vapor de agua de una empresa termoeléctrica. Con respecto a la presentación del problema en lo concreto se trata de obtener un combustible gaseoso, hidrogeno, en este caso, y simultáneamente un comburente, a saber, oxigeno, ambos para utilización inmediata.

Antecedentes Bibliográficos o Investigaciones Previas

Como investigación previa tiene la realización en el ámbito experimental y practica de una disociación de gases provenientes del vapor de agua por precipitación electrostática en alta tensión, a partir de 15 kv. en corriente continua.

Respecto a los antecedentes bibliográficos propiamente tales se consultaron 5 fuentes especialmente de autores europeos los que se identifican en el punto J. Además, contamos con dos fuentes in situ nos referimos a:

Empresa Termoeléctrica Guacolda S.A 3°Region Atacama Empresa Minera Escondida. Ltda. 2°Region Antofagasta

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TERCER CONCURSO NACIONAL DE INVESTIGACIÓN DEL RECURSO AGUA PARA JÓVENES ESTUDIANTES 2003 E. Hipótesis y Objetivos

Hipótesis: Obtener un combustible y un comburente gaseoso del vapor de agua. Objetivo:

Obtención de hidrogeno y oxigeno por precipitación electrostática. Aprovechar el vapor de agua procedente de una caldera, especialmente de una empresa que la genere y trabaje con este gas.

Su utilización inmediata al inyectar el combustible al interior de un fogón

u hogar.

F. Plan de Trabajo

Método de Investigación y/o Experimentación

El metodo de investigacion primeramente fue bibliografico y algunas consultas por via a sitios de internet, aunque en este tema especializado no hay mucha informacion, pues se trata de una investigacion no tradicional y tal vez desconocida de obtener combustimble.

Otro estudio fue experimental a nivel de laboratorio electrico (Liceo Jose Santos Ossa de Vallenar). Primeramente obtencion de vapor de agua no recalentado y saturado expuesto a un campo electrostatico circulando por un conducto dielectrico logramos obtener la ansiada precipitacion o disociacion de la molecula de agua en sus elementos basicos hidrogeno y oxigeno o sea el combustible buscado.

Agua de alimentación a la caldera:

Resistividad: 2.199 Ω-cm. ; Conductancia: 59*10-4 siemens

Temperatura: 18°C (proveniente agua potable) Calor Especifico: 1 cal/gr*°C

Densidad : 1 gr/cm3

Poder Inductor Especifico: 81 a 20 °C y 760 mm Hg Materiales

1. Caldera de pequeño volumen de agua y baja presión (diseñada por el grupo) 2. Variados tipos de filtros de agua a base de tubos fluorescentes destapados por

ambos extremos.

3. Especialmente uno que funciona con cascaras secas de castaña y nueces; información muy valiosa proporcionada por Empresa Minera Escondida Ltda. (MEL) 2°Region

4. Unidad rectificadora de alta tensión AC/DC para proporcionar el campo electrostatico

5. Cuba electrolitica, precalentadora de agua a base de placas de acero inoxidable

6. Turbinas de 3000 r.p.m. Impulsora de vórtice aire refrigerante.

7. Tuberías, ductos, instrumentos digitales, termómetro, indicadores de presión y nivel

Equipo PLC (Programador Lógico Controlable), destinado al control eléctrico de

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toda la unidad.

Presentación de Resultados

Como resultado de obtuvo primeramente la generación de vapor de agua no recalentado, saturado y a baja presión. Este vapor de hace circular por el interior de un ducto aislante, por fuera o alrededor están las placas metálicas sometidas a alta tensión DC, produciendo la precipitación de los componentes del agua, es decir, H y O; el vapor que circula cerca de la placa positiva o ánodo separa él oxigeno y el que circula por la placa electrodo negativo o cátodo se separa él hidrogeno biatómico, de esta forma se logra la desoxidación de la molécula de agua; a la salida del ducto tenemos vapor de agua saturado en hidrogeno y por otro lado vapor de agua saturado en oxigeno, lo suficiente para entrar en combustión y/o apoyar ésta junto a otro combustible.

Ver esquema en anexo adjunto.

H. Discusión o Análisis de los Resultados

El fruto de la experimentación resulta como lo habíamos intuido e investigado previamente, eficazmente la precipitación electrostática del vapor de agua logra la separación de los elementos H y O; Los gases obtenidos en aproximadamente 15% del total del vapor en conversión a combustible para su lista utilización; esto ultimo es sumamente importante debe ser antes que el vapor llegue a la condensación.

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TERCER CONCURSO NACIONAL DE INVESTIGACIÓN DEL RECURSO AGUA PARA JÓVENES ESTUDIANTES 2003 I. Conclusiones

Finalmente concluimos a la luz arrojada por los resultados y experimentación obtenido por el grupo que es realmente posible la conversión del vapor de agua en combustible gaseoso para alimentar o apoyar un hogar (fogón).

El voltaje de alta tensión debe ser sobre los |15 Kv. DC, sin corriente circulante a modo de condensador.

La conversión por vía electrostática da buenos resultados y puede competir ante otros métodos, puesto que convergen el agua y la corriente eléctrica, ambos representan una energía limpia pura y relativamente abundante, accesible en cualquier lugar habitado y civilizado del planeta.

J. Bibliografía Consultada

1. Problemas de Física (tomo 3)

Paul Scherrer

Peter Stoll Zurich (Suiza). Editorial Alhambra S.A.

2. Fundamentos de Electrotecnia M.H. Kuznetsov Moscu (URSS)

Editorial MIR

3. Lectura de Planos y Elaboracion de Diagramas Manuales Delmar de Electricidad y Electronica Howard W. Fisher New York (USA)

Editorial Diana

4. Electrostatica y Corrientes Alternas Sinusoidales

Libro 2°

L. Quevron - M. Laudet. Paris (Francia) Doctores en ciencias

Editorial Paraninfo

5. Electrotecnia General (tomo 3) Dr. Ing. Otto Mohr

Prof. De la Universidad Tecnica de Berlin (Alemania)

Editorial UTEMA

6. Variados sitios y paginas web de internet

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Anexos:

Damos nuestros sinceros agradecimientos al SR.Eugenio Parra Stockembrand Gerente de producción Empresa Termoeléctrica Guacolda SA. Por haber dado las facilidades de visitar la empresa y otorgar la asesoría en gran parte de esta

investigación.

También expresamos nuestro reconocimiento a la empresa Minera Escondida Ltda.

Antofagasta, por haber colaborado en proporcionar información sobre modernos filtros de agua

Nota de los Autores:

Realmente esta fascinante investigación nos ha revelado antes nuestras atónitas miradas, el cumplimiento, la exactitud y la belleza de las ciencias físicas.

FREDERICK MANCILLA ESPINOZA EFRAIN GONZALEZ PAEZ

OSCAR PUENTES FLORES ASESOR.DANIEL DIAZ BRICEÑO DIRECTOR: SILVIA OBANDO OLIVA

K. Declaración de tipo de asesoría científica recibida

Declaro haber entregado informacion, sobre nuestro proceso de generación de vapor, y de nuestro sistema de precipitacion electrostática PAM. Captación de partículas.

EMPRESA ELECTRICA GUACOLDA S.A.

NOTA: Los espacios destinados a cada ítem dentro del formulario pueden ser adaptados según las necesidades de cada trabajo, respetando el límite de carillas asignado-

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