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Propuesta metodol�gica interdisciplinaria para la obtenci�n de gas Hidroxi Hho. 2022

 

Interdisciplinary methodology proposal for obtaining Hydroxy Hho gas. 2022

 

Proposta metodol�gica interdisciplinar para obten��o do g�s Hydroxy Hho. 2022

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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Correspondencia: electron.power@yahoo.es ����

 

 

 

Ciencias T�cnicas y Aplicadas �����

Art�culo de Revisi�n �

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* Recibido: 20 de marzo de 2022 *Aceptado: 13 de abril de 2022 * Publicado: 06 de mayo de 2022

 

1. Ingeniero Industrial, Instituto de Posgrado, Universidad T�cnica de Manab�, Portoviejo, Ecuador.
2. Doctor en Ciencias T�cnicas, Ingeniero Electricista, Universidad T�cnica de Manab�, Portoviejo, Ecuador.
3. Master en Ingenier�a de la Energ�a y del Ambiente, Ingeniero El�ctrico, Universidad T�cnica de Manab�, Portoviejo, Ecuador.

Resumen

Este trabajo tiene como objetivo presentar la propuesta metodol�gica interdisciplinaria, misma que est� basada en el tema de tesis de postgrado �Tecnolog�a para generar gas hidroxi (HHO) por electr�lisis de agua a trav�s de m�dulo inverter electr�nico de potencia�, la propuesta metodol�gica interdisciplinaria tiene un nutrido compendio bibliogr�fica basado en m�todos de obtenci�n de hidr�geno y ox�geno, los m�todos propuestos en toda su descripci�n pertenecen �nica y exclusivamente a los resultados que se obtendr�n que ser�n objeto de divulgaci�n cient�fica m�s adelante, como referencia metodol�gica se presenta un trabajo donde se implementa la imantaci�n de placas electrol�ticas en la generaci�n de gas hidroxi por electr�lisis de agua, sin embarga aqu� se plante� el m�todo del c�lculo indirecto aplicando Diamagn�tica, tambi�n el m�todo emp�rico de la construcci�n del tanque reactor de gas hidroxi HHO, el montaje de sus equipos y accesorios, el m�todo del an�lisis estad�sticos con la implementaci�n del m�todo de elementos piezoel�ctricos, mismos que en tiempo real obtendr�a informaci�n del consumo total de energ�a de todo el sistema, la cantidad de gas hidroxi HHO generada y la variaci�n de la temperatura medida en el proceso electrol�tico. Cabe recalcar que los autores en menci�n, est�n convencidos de la aplicaci�n metodol�gica aqu� descrita y que los resultados esperados basados en esta metodolog�a interdisciplinaria tienen un alto impacto en materia de energ�as renovables.

Palabra clave: M�todos; tecnolog�a; hidr�geno; electr�lisis.

 

Abstract

The objective of this work is to present the interdisciplinary methodological proposal, which is based on the postgraduate thesis topic "Technology to generate hydroxy gas (HHO) by electrolysis of water through an electronic power inverter module", the interdisciplinary methodological proposal has a rich bibliographical compendium based on methods of obtaining hydrogen and oxygen, the methods proposed in all their description belong solely and exclusively to the results that will be obtained that will be the subject of scientific dissemination later, as a methodological reference a work is presented where it is implemented the magnetization of electrolytic plates in the generation of hydroxy gas by electrolysis of water, however here the method of indirect calculation applying Diamagnetics was proposed, as well as the empirical method of the construction of the HHO hydroxy gas reactor tank, the assembly of its equipment and accessories, the method of statistical analysis with the i Implementation of the piezoelectric elements method, which in real time would obtain information on the total energy consumption of the entire system, the amount of hydroxy HHO gas generated and the temperature variation measured in the electrolytic process. It should be emphasized that the authors in question are convinced of the methodological application described here and that the expected results based on this interdisciplinary methodology have a high impact on renewable energies.

Key word: Methods; technology; hydrogen; electrolysis.

 

Resumo

O objetivo deste trabalho � apresentar a proposta metodol�gica interdisciplinar, que tem como base o tema da tese de p�s-gradua��o "Tecnologia para gera��o de hidroxig�s (HHO) por eletr�lise da �gua atrav�s de um m�dulo inversor eletr�nico de pot�ncia", a proposta metodol�gica interdisciplinar possui um rico acervo bibliogr�fico. comp�ndio baseado em m�todos de obten��o de hidrog�nio e oxig�nio, os m�todos propostos em toda a sua descri��o pertencem �nica e exclusivamente aos resultados que ser�o obtidos que ser�o objeto de divulga��o cient�fica posteriormente, como refer�ncia metodol�gica � apresentado um trabalho onde � implementado a magnetiza��o de placas eletrol�ticas na gera��o de g�s hidroxi por eletr�lise da �gua, por�m aqui foi proposto o m�todo de c�lculo indireto aplicando diamagn�tica, bem como o m�todo emp�rico da constru��o do tanque do reator de g�s hidroxi HHO, a montagem de seus equipamentos e acess�rios, o m�todo de an�lise estat�stica com o i Implementa��o do m�todo dos elementos piezoel�tricos, que em tempo real obteria informa��es sobre o consumo total de energia de todo o sistema, a quantidade de g�s hidroxi HHO gerado e a varia��o de temperatura medida no processo eletrol�tico. Note-se que os autores em quest�o est�o convictos da aplica��o metodol�gica aqui descrita e que os resultados esperados com base nesta metodologia interdisciplinar t�m um elevado impacto nas energias renov�veis.

Palavras-chave: M�todos; tecnolog�a; hidrog�nio; eletr�lise.

 

Introducci�n

M�todos de generaci�n de hidr�geno a gran escala y su impacto

La materia prima m�s empleada en el mundo es el gas natural, mezcla de hidrocarburos ligeros con preponderancia del metano (90% como m�nimo dependiendo del yacimiento); y la tecnolog�a dominante es el reformado con vapor (Matamoros & Pacheco, 2019). Esta tecnolog�a es muy utilizada y tiene muchas ventajas entre ellas, la generaci�n de hidr�geno gris nombre que adquiere a la emisi�n de CO2 producto del proceso, es un gran aporte en la aceleraci�n del cambio clim�tico.

El biog�s es considerado un biocombustible con emisiones neutras de CO2, debido a sus fuentes tales como biomasa, que previamente a capturado CO2 o residuos. Se puede utilizar directamente para producci�n de energ�a t�rmica y generaci�n de energ�a el�ctrica. Tambi�n permite obtener biometano previa separaci�n de los otros gases que lo componen, esto permite su inyecci�n a la red de gas y uso en motores cuando la concentraci�n, siempre que la concentraci�n final de metano sea mayor a 97% (Ledesma, 2021). Los procesos para obtenci�n de hidr�geno mediante descomposici�n anaerobia, misma que se da entre 35�C y 55�C, permite emitir CO2 a la atm�sfera en menores cantidades y no deja de ser nociva a favor de acelerar el efecto invernadero.

Reformado con vapor: En este proceso se da la generaci�n del hidrogeno a partir del gas natural de carga, la inyecci�n de vapor antes de llegar al reformador y en presencia de el catalizador de �xido de Zinc. Como sub-productos de la reacci�n se generan mon�xido y di�xido de carbono (Buelvas & Mendoza, 2019). La presencia de �xido de Zinc como catalizador, es decir, potencialmente es un electrolito para acelerar el proceso, lo cual, no deja de obtenerse CO y CO2 con sub productos, mismos, que no se considera el destino final de estos, pero, se debe considerar la utilizaci�n de hidr�geno en la quema de combustible para la generaci�n de vapor en el proceso.

En relaci�n a la pirolisis y gasificaci�n. Este proceso se basa en la descomposici�n de carb�n o biomasa (combustibles s�lidos b�sicamente) en un medio anaerobio (sin ox�geno) con la actuaci�n del calor a unas temperaturas de entre 450�c en el caso de biomasa y unos 1.200�C en el caso del carb�n. De este proceso se obtienen distintos productos en funci�n al combustible, de la temperatura, los tiempos y presiones de operaci�n que se haya utilizado. Estos productos pueden ser l�quidos hidrocarbonados, residuos carbonosos o gases compuestos por hidr�geno, hidrocarburos como metano, o mon�xido y di�xido de carbono (Ameztoy, 2021).

Tener que llevar los procesos de reformado para obtener hidr�geno a altas temperaturas, ya es de considerar que, se est� empleando energ�a de por medio, donde el hidr�geno como vector energ�tico se debe invertir cierta cantidad de energ�a para obtenerlo, lo que justifica, si se trata de producci�n a gran escala del hidr�geno, pero lo que no justifica, es que nuevamente se tenga que utilizar el hidr�geno como ingrediente en los procesos de derivados del petr�leo, seguido. Se sabe que siempre ser� un proceso contaminante al emitir cierta cantidad de CO2, principal acelerante del cambio clim�tico

Los niveles actuales y previsibles de producci�n y consumo de mercanc�as imponen l�mites al empleo de los combustibles f�siles. Por una parte, se ha tomado conciencia de la posibilidad real de una cat�strofe medioambiental irreversible (Vald�s, Rodr�guez, Tricio, & J. H. Lucio, 2018). Son las consecuencias reales de contaminaci�n que altera la conducta y la forma de vida entre el ser pensante y la naturaleza.

En esta investigaci�n se toma en cuenta la importancia de la separaci�n de los contaminantes que pudiesen encontrarse en el agua, dichos contaminantes pueden ser de origen org�nico, inorg�nico y microbiol�gico. La electroqu�mica ha sido ampliamente usada para la remoci�n de contaminantes inorg�nicos y en menor proporci�n para la reducci�n de contaminantes org�nicos y microbiol�gicos (D�valos & Sanchez, 2021).

La investigaci�n realizada por D�valos y S�nchez se encamin� en la separaci�n de contaminantes que pueden ser de diferentes or�genes, ya que la electroqu�mica se usa ampliamente en la reducci�n de componentes asociados con el agua, este m�todo ha permitido mantener operativas ciertas unidades que trabajan de forma sumergida en aguas salinas.

El m�todo de electr�lisis de agua para generar gas hidroxi HHO y su impacto

�De qu� manera una cantidad dada de electricidad estaba en relaci�n con los productos de la descomposici�n electrol�tica? La primera Ley de la Electroqu�mica establece que la masa liberada en un electrodo es proporcional a la cantidad de electricidad que se hace pasar a trav�s de la soluci�n, y la segunda Ley de la Electroqu�mica nos dice que, para sustancias diferentes, el peso depositado por una cantidad de electricidad es proporcional a su correspondiente peso qu�mico equivalente (Vida cient�fica, 2017).

En todos los procesos electrol�ticos que contengan sustancias acuosas son aplicables las leyes de la electroqu�mica, son esos procesos los escenarios experimentales donde se aprecia el verdadero contexto de la ciencia y es all� donde se toma como referencia a Las leyes de Faraday de la electr�lisis. Michael Faraday sin duda el experimentalista m�s grande de la historia cient�fica.

Julio Verne recog�a en su novela La Isla Misteriosa de 1874 unas palabras premonitorias que son merecedoras de atenci�n: �Creo que un d�a el agua ser� un carburante, que el hidr�geno y el ox�geno que la constituyen, utilizados solos o conjuntamente proporcionar�n una fuente inagotable de energ�a y de luz, con una intensidad que el carb�n no puede; dado que las reservas de carb�n se agotar�n, nos calentaremos gracias al agua. El agua ser� el carb�n del futuro (Amestoy, 2021)

Si Julio Verne ten�a esa premonici�n y como era bastante intuitivo, probablemente se refiri� a alg�n escrito realizado por los cient�ficos de la �poca, dado que el carb�n como fuente de energ�a primaria era el recurso energ�tico de mayor uso en ese entonces. La cita de Julio Verne hace referencia a la actualidad con los procesos electrol�ticos con sustancias acuosas donde participa la electricidad como energ�a renovable para la disociaci�n de la mol�cula de agua, donde tambi�n quedar�an sub productos de estas sustancias acuosas.

La electr�lisis del agua es un m�todo sencillo con el que es posible obtener hidr�geno de alta pureza. Sin embargo, para que el proceso se lleve a cabo se requiere de un elevado consumo de electricidad, que va de 4.5 a 5 kWh/m3 para la mayor�a de los electrolizadores industriales, lo que provoca que el proceso no tenga un impacto comercial significativo (Medina, 2020).

Medina, indica que el consumo energ�tico utilizado por los generadores de hidr�geno, por lo general en el �mbito de la industria, todav�a no es lo suficientemente alentador, lo que permite, seguir trabajando en la investigaci�n con miras a presentar nuevas metodolog�as en busca de minimizar el impacto ocasionado por los altos costos de producci�n.

Seg�n (Saenz D�az, 2020), el principal m�todo es el reformado de gas metano 48% seguido por el reformado de petr�leo 30 %, gasificaci�n del carb�n 18% y finalmente la electrolisis con un 4%. Todos estos usan procesos termo-qu�micos y producen gases de efecto invernadero a excepci�n de la electr�lisis que utiliza electricidad y no genera gases de efecto invernadero, lo que indica, que la energ�a en esa �rea no es muy explotada.

En el trabajo de investigaci�n realizado por (Herdoiza, 2022) El hidr�geno presenta excelentes propiedades de ignici�n y combusti�n al contacto con ox�geno, por lo tanto, su poder calor�fico libera 1.43 [MJ/kg]. La combusti�n de este gas no genera contaminantes en un estado puro ya que no tiene relaci�n con el carbono, como es el caso de otros tipos de combustibles.

Seg�n (Gos�lbez, 2020) Espa�a es el Hyundai Nexo, este veh�culo cuenta con un motor de 184 CV, una aceleraci�n de 0 a 100 km/h de 9,2 segundos y una autonom�a de 666 km. Su precio asciende hasta los 72.250 �, de tal manera, que es indispensable promover en la regi�n alternativas parecidas que permitan ir reduciendo la dependencia de los combustibles f�siles.

El comportamiento del reactor al variar la temperatura fue analizado mediante un dise�o experimental totalmente aleatorizado de un factor y dos covariables, mientras que el efecto de la composici�n fue evaluado con un dise�o en bloques totalmente aleatorizado con dos covariables (Fagiani, 2018). Para tal efecto el modelo metodol�gico tendr� un planteamiento en base al volumen generado y el consumo de energ�a en kwH

 

Tabla 2 Estimaci�n de costos de insumos en la producci�n de hidr�geno verde

Fuente: Elaborado por (V�squez, 2021, p�g. 27)

 

 

Seg�n V�squez, el costo de la energ�a utilizada por la electr�lisis para generar hidr�geno verde dentro de la estimaci�n de costos proyectado desde el a�o 2020 hasta 3030, muy aparte del an�lisis realizado por insumos, estos van en decremento, y la raz�n puede ser la siguiente, el avance de la tecnolog�a en ciertos insumos, como, por ejemplo, el suministro de la energ�a para el proceso.

 

Materiales y M�todos

Contexto de la investigaci�n metodol�gica interdisciplinaria para la obtenci�n de gas hidroxi HHO

La propuesta metodol�gica interdisciplinaria se realiza en Santo Domingo de los Ts�chilas, lugar de la investigaci�n, su principal objetivo es presentar las diferentes disciplinas tecnol�gicas que formar�n parte en el desarrollo de la Tecnolog�a para generar gas hidroxi HHO a partir de la electr�lisis de agua y en base a las caracter�sticas de cada tecnolog�a desarrollar un m�todo interdisciplinario, cabe recalcar que la tecnolog�a en el �rea de la producci�n de hidr�geno, no ha alcanzado su desarrollo, que al hidr�geno se lo considera como un vector energ�tico y en la actualidad no existe una tecnolog�a que se dedique a producir a gran escala hidr�geno aplicando energ�a renovable, seguro y amigable con el ambiente.

Condiciones generales para aplicar la metodolog�a interdisciplinaria

Primera condici�n asertiva es el dise�o y construcci�n del tanque reactor para generaci�n de gas hidroxi HHO, presentar� aspectos que se tomar�n en cuenta en esta investigaci�n, mismos que determinar�n la forma estructural que al final quedar� para la corrida de experimento en la generaci�n de gas hidroxi HHO, esta estructura soportar� la presi�n generada en el tanque reactor en condiciones normales dentro de los 15 psi cerradas las v�lvulas, el tipo de electrolito que contendr� el tanque, la resistencia el�ctrica de los materiales y la presencia de elementos piezom�tricos que se instalar�n en la parte interna del tanque para la corrida del experimento, cabe indicar que la corrida del experimento se realizar� con el tanque despresurizado.

Segunda condici�n asertiva aplicaci�n de la magn�tica. Se sabe que la magn�tica en la actualidad es aplicada en muchas �reas de la ciencia, el avance tecnol�gico a nivel mundial en el �rea de la levitaci�n magn�tica, obliga a las instituciones educativas a proporcionar una mejor preparaci�n a los estudiantes, principalmente de las �reas de las tecnolog�as e ingenier�as (Carre, Rodr�guez, Gudi�o, Alcal�, & V�lez, 2019). Los imanes cer�micos permanentes se fabrican a partir de part�culas muy finas de material ferromagn�tico (�xidos de hierro) que se transforman en un conglomerado por medio de tratamientos t�rmicos a presi�n elevada, sin sobrepasar la temperatura de fusi�n (Quintana , 2019). La optimizaci�n de las propiedades magn�ticas para maximizar el producto energ�tico, hay que alcanzar un equilibrio �ptimo entre la densidad, la coercitividad y la imanaci�n ajustando la temperatura de sintetizaci�n y el contenido de SiO2 (Guzm�n, 2020).

La primera ferrita de Ba comercial se produjo en 1952 por la Philips. Normalmente se produce por mezcla de BaCO3 (o SrCO3 o PbCO3) y Fe2O3, seguida de homogenizaci�n a 1200 �C (calcinaci�n), hasta obtener la ferrita (P�rez, 2016). Las ferritas son utilizadas en altavoces, zapatas polares de generadores e�licos.

Caracter�sticas actuales de los electrolizadores

Las celdas electrol�ticas presentan caracter�sticas electroqu�micas y b�sicamente en el tipo de electrolizador, temperatura de disociaci�n de la mol�cula electrol�tica, de la reacci�n qu�mica, del tipo de electrolito y de que tan eficiente es el proceso d generaci�n de gas hidroxi HHO

 

Tabla 1 Especificaciones de las celdas de combustible comunes del proceso de generaci�n de gas hidroxi HHO

Tipo FC	Temperatura (�C)	Reacciones	Electrolito	Eficiencia
PEMFC	60-140	�nodo: H2→+ +2e- C�todo: 1202+ +2e-→H2O	Pol�mero	55
CMFC	30-80	�nodo: CHOH +H2O→CO2 + 6H+ +6e- C�todo: 3202+6H+ +6e- →3H2O	Pol�mero	30
AFC	150-200	�nodo: H2 +2OH- →HO2 + 2e- C�todo: 1202 + H2O + +2e- →2OH-	Hidr�xido de potasio	60
PAFC	150-200	�nodo: H2 →2H+ + 2e- C�todo: 1202 + 2H + +2e- →H2O	�cido fosf�rico	>40
MCFC	600-700	�nodo: H2 +CO32- →2H+ + 2e- C�todo: 1202 + CO2 +2e- →CO32-	Li/K/carbonato de Na	45
SOFC (+)	200-700	�nodo: H2 → 2H+ + 2e- C�todo: 1202 + 2H+ +2e- →H2O	Cerato bario	40
Amoniaco directo	400-700	�nodo: 2NH3 → N2 + 6H + 6e- C�todo: 3202 + 6H+ +6e- →3H2O	Cerato bario	40
SOFC (-)	100	�nodo: 2N + O2 → H2O + 2e- C�todo: 1202 + 2e- → O2	Zirconia estabilizada	40

Fuente: Tabla de especificaciones reeditada de (Azueta, 2018)

 

 

Como referencia metodol�gica Magnetizaci�n de las placas electrol�ticas. Un punto que la gente que construye electrolizadores suele pasar por alto es que la electrolisis no es solamente un proceso el�ctrico, sino tambi�n un proceso magn�tico. Es importante, para obtener el m�ximo de eficiencia en el funcionamiento, que las placas est�n alineadas magn�ticamente. Eso no suceder� cuando las placas llegan del proveedor, ya que cada placa tendr� diferentes caracter�sticas magn�ticas. Lo m�s f�cil para solucionar este problema es dar a las placas una ligera orientaci�n magn�tica. Esto puede hacerse de forma sencilla envolviendo unas cuantas vueltas de cable alrededor de cada bloque de placas y pasar algunas pulsaciones de corriente continua a trav�s del cable (Kelly, 2008)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Partiendo de que la fuerza que produce la descomposici�n no existe en los polos sino en los cuerpos descompuestos, dice M. Faraday, que los polos o re�foros son solo intermedios que conducen las corrientes a los cuerpos descompuestos, y por esta raz�n los llama electrodos, y aplica el nombre de electrolitos a los cuerpos cuyos elementos se separan en virtud de la acci�n de los electrodos (Moreno , 2017, p�g. 104)

Seg�n Kelly, 2018 Bob Boyce hab�a imantado las placas con el objetivo de orientar la polarizaci�n de las celdas, pero seg�n Michael Faraday, 1834, no existe tal polarizaci�n en una celda electrol�tica, sino que indistintamente el �nodo y c�todo act�an como elementos conductivos en los llamados intercambios i�nicos

 

Selecci�n Metodol�gica Interdisciplinaria

M�todo emp�rico de dise�o, construcci�n y montaje de accesorios del tanque reactor de gas hidroxi HHO

Este m�todo permitir� dise�ar, construir y realizar el montaje de equipos y accesorios del tanque reactor de gas hidroxi HHO y facilitar� el manejo y operaci�n con seguridad de sus componentes, el m�todo se apalancar� en 4 pasos

1.- El dise�o en s�, consistir� de analizar el aspecto estructural y funcional de sus componentes.

2.- Construir a trav�s de materiales seleccionados la estructura principal del tanque reactor de gas hidroxi HHO.

3.- Realizar el montaje de equipos y accesorios como partes funcionales del sistema.

3.- Integrar la estructura del tanque reactor de gas hidroxi HHO con los equipos y accesorios.

����� 4.- Realizar pruebas directas con el equipo antes de proceder a la corrida del experimento.

M�todo del c�lculo indirecto para aplicaciones magn�ticas

C�lculo de imanes permanentes Se realizar� c�lculo de Fuerza magn�tica para demostrar si es efectivo la imantaci�n de las placas tal como se aprecia en la imagen anterior, si en la parte experimental el consumo de la energ�a como suministro se mantiene al versar con otros bloques electrolizadores que no poseen imantaci�n en sus placas esa teor�a de imantar placas quedar�a sin efecto, de cualquier manera, la presencia de campos magn�ticos en las placas electrol�ticas deber�a justificar que estas sean imantadas, es hipot�tica esta propuesta.

Estas ecuaciones permitir�n obtener a trav�s del c�lculo indirecto los campos magn�ticos, las cuales determinar�n si es necesario que se magneticen las placas para una buena orientaci�n magn�tica. y de esta manera sean m�s eficientes seg�n Bob Boyce 2008. Entonces las ecuaciones siguientes se emplear�n para tal objetivo.

 

�y �(Ram�rez, 2020)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Este m�todo consiste que a trav�s del c�lculo indirecto se obtendr� el campo magn�tico requerido para verificar si ayuda en la concentraci�n de part�culas o si es que hace posible que el electrolito sea m�s conductivo

En base a las variables de entrada como son voltaje suministrado, electrolito, tiempo de exposici�n del equipo electr�nico y de salida como Potencia consumida, gas generado en litros, temperatura, el m�todo del an�lisis estad�stico se realizar� a trav�s de esta formulaci�n de bloques

M�todo de selecci�n de bloques para an�lisis cualitativo y cuantitativo

Modelo de bloques interpretado del libro de An�lisis y Dise�o de Experimentos de Guti�rrez-Rom�n. Para evitar este sesgo hay dos maneras de anular el posible efecto del factor operador: la manera l�gica es utilizar el mismo operador en las cuatro m�quinas; sin embargo, tal estrategia no siempre es aconsejable, ya que utilizar al mismo sujeto elimina el efecto del factor operador, pero restringe la validez de la comparaci�n con dicho operador, y es posible que el resultado no se mantenga al utilizar a otros operadores. La otra forma de anular el efecto operador en la comparaci�n consiste en que cada operador trabaje durante el experimento con cada una de las m�quinas (Guti�rrez & De la Vara, 2008). El modelo reflejado en la tabla 1 aplica para los 4 operadores

 

Tabla 3 Bloque ejemplar de variables dependiente e independiente para obtener consumo energ�tico, volumen y temperatura en la generaci�n de gas hidroxi HHO

Fuente: Autor

 

 

 

 

M�todo de introducci�n de elementos finitos

Los elementos piezoel�ctricos son importantes en el desarrollo de esta investigaci�n experimental, La electr�nica de control en microprocesadores hace un aporte importante con Arduino Mega y debido a que, por parte del consumo de la energ�a, la generaci�n de gas y la medici�n de la temperatura generada por el sistema estos valores resultantes estar�n dados por la siguiente tabla:

 

Tabla 4 Presentaci�n de dispositivos piezoel�ctricos en la obtenci�n de resultados

Fuente: Editado por el autor

 

 

Descripci�n de los dispositivos

Arduino mega

�Para controlar el sensor se vincul� con una placa Arduino Mega 2560 debido a que el controlador permite crear una conexi�n entre estos elementos y suministra el voltaje necesario para el funcionamiento del sensor. El controlador Arduino Mega es una tarjeta con un microcontrolador que posee 54 pines digitales (entradas y salidas) y 16 pines an�logos. La tarjeta puede ser alimentada por el puerto USB o con una fuente externa de poder (L�pez, 2018, p�g. 33)

Arduino mega soporta dispositivos perif�ricos, mismos que son compatibles con la tecnolog�a del microcontrolador haciendo que estos sean vers�tiles y pr�cticos a la hora de seleccionar sus datos para el an�lisis en aplicaciones estad�sticas, este tipo de arduino trabajar� con la aplicaci�n PZEMO14-Master, que estar�n enlazados con un ordenador v�a cable USB en el caso de la generaci�n de gas, el registro de la temperatura, as� como tambi�n, el consumo de energ�a lo har� a parte, el PZEM-016 U:AC80 I:0-100 A enviar� con un USB (RS485).al ordenador y la aplicaci�n PZEMO14-Master, reconocer� el proceso

 

 

 

 

 

 

 

PZEM-016 U:AC80 I:0-100A

Los medidores de energ�a PZem-16 son vers�tiles y compatibles a la hora de utilizarlos en arduino mega, debido a que, las conexiones en los dispositivos perif�ricos son accesibles, todos estos dispositivos estar�n ubicados en la base del tanque reactor debido a la cercan�a de maniobra.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SENSOR SUMERGIBLE ULTRAS�NICO

La onda ultras�nica emitida, conocida como Trigger, viaja hasta colisionar contra la superficie de alg�n objeto o sustancia, cuando esto sucede la onda es reflejada de manera que retorna hacia el transductor nuevamente, esta onda de retorno es conocida como Echo. Es as� como el sensor se encarga de calcular el tiempo de vuelo (Tof) que hay entre la transmisi�n del Trigger y la recepci�n del Echo, y bajo esta medida calcular cu�l fue la distancia total recorrida por la se�al (Ospina, 2021, p�g. 12)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

El sensor ultras�nico, tambi�n conocido como sonar, es un dispositivo perif�rico del arduino que cumple una funci�n de enviar ondas electromagn�ticas que impactar�n en el nivel m�s pr�ximo de agua que se encuentre en el tanque, una vez que estas ondas hagan retorno, completar�n su ciclo y enviar�n estas se�ales al microcontrolador para entre en el proceso de an�lisis de datos, el aspecto del sensor por las caracter�sticas del material, el tanque reactor de gas hidroxi HHO trabajar� despresurizado con el objetivo de mantener las condiciones f�sicas del dispositivo.

TERMO SENSOR

La tarjeta de control max6675 realiza la compensaci�n y linealizaci�n de la respuesta del sensor con un ADC para termopares tipo K. La resoluci�n es de 0.25◦C y el rango de uso de la tarjeta es de 3.0V a 5.5V, por lo que la puedes utilizar con cualquier Microcontrolador o tarjeta de desarrollo como un Arduino (Tamayo, 2022, p�g. 25)

Los termopares son muy importantes en la aplicaci�n como dispositivo perif�rico de arduino mega ya que este permite compensar la variaci�n de temperatura a trav�s de la tarjeta MAX6675 y que a trav�s del microcontrolador permita obtener datos reales de la temperatura del interior de un contenedor de l�quidos, con el casquillo roscado y su punta redonda, le permite sellar con seguridad de forma herm�tica e incluso en ambientes exigentes.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Conclusiones de la propuesta metodol�gica interdisciplinaria

Una vez descritos los procesos metodol�gicos, los cuales se desarrollar�n en los resultados, mismos que ser�n objeto de divulgaci�n, a continuaci�n, se presentan aspectos determinantes en que se bas� la propuesta metodol�gica interdisciplinaria.

Dado las circunstancias presentadas en el desarrollo de la investigaci�n, la realizaci�n del proyecto por el cual se plantea esta metodolog�a, requer�a de la participaci�n de las disciplinas tecnol�gicas como aporte de la ciencia a solventar una problem�tica a nivel mundial en materia de energ�a.

Se presenta la bibliograf�a que permite reforzar el criterio metodol�gico interdisciplinario en m�s de tres �reas de la ciencia que posteriormente se describen.

El m�todo emp�rico en la construcci�n del tanque reactor de gas hidroxi HHO, el montaje de equipos y accesorios, considerado el m�s grande de todos los m�todos, debido, a la inversi�n del tiempo en este y la redacci�n del texto producto de su desarrollo.

Una de las referencias del m�todo aplicado es la diamagn�tica basado en el estudio de fuerzas repelentes que, a trav�s de otro m�todo matem�tico, el c�lculo indirecto, permitir� obtener cu�nto campo magn�tico por celda electrol�tica contendr� un electrolizador.

El m�todo del an�lisis estad�stico permitir� obtener resultados en tiempo real, mismos que se centrar�n en el consumo de energ�a total del sistema, cantidad de gas producido y temperatura generada por el proceso.

 

Recomendaciones metodol�gicas

Un buen resultado se obtiene de un buen planteamiento metodol�gico desde una diferente �ptica, en cualquier �rea del conocimiento de la investigaci�n y dependiendo de esta, el investigador puede reforzar los m�todo a trav�s de la interdisciplina, un buen investigador que desarrolle una metodolog�a basada en las que ya existen, tiene la posibilidad de apersonarse de ella como si fuera su propia metodolog�a, han sido buenos los resultados conseguidos con este tipo de propuesta, despu�s de no haber sido tan exitoso con pr�cticas metodol�gicas convencionales.

La metodolog�a interdisciplinaria es recomendable para investigadores experimentales que est�n esperando resultados en base a realidades tangibles y que el dominio de una o m�s �reas del conocimiento le facilita al investigador experimental jugar con las probabilidades que le son favorables, para de esta manera satisfacer el cumplimiento de los objetivos y la metodolog�a planteada.

 

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