Investigación

Para el presente proyecto el proceso fundamental de su funcionamiento es la utilización de la energía producida por las plantas en el proceso de la fotosíntesis. Esta se utilizará para poder convertirla directamente en energía de tipo eléctrica y así ayudar a los pobladores de Cañaris con su problema de falta de luz.

Para diseñar este sistema que convertirá y distribuirá la energía de manera eficiente se necesitará plantas que tengan una mayor cantidad de cloroplastos, esto debido a que en ellas se alberga la energía dada por la luz solar. La mayor cantidad se encuentra en las plantas más verdes como lo son: lechuga, hierva buena, anís, etc. Estas plantas mencionadas además deben tener la condición de adaptarse perfectamente al cualquier tipo de tierra.

Estudio de las plantas

Las plantas por elegir deben ser adaptables al ambiente de la localidad de Cañaris, estas deben cumplir una serie de características para llegar a tener un mejor aprovechamiento de la energía generada por estas.

Algunas de estas plantas que se recomienda son las siguientes:

      Hierbabuena: Esta es una planta medicinal la cual se adapta a distintos tipos de suelo, principalmente se cultiva en climas templados, además es una planta muy fácil de cultivar debido a su facilidad de adaptación al medio donde se siembra. Posee en su base un rizoma del que salen variados tallos subterráneos de color violeta oscuro, que crecen en todas las direcciones. Una de sus agradables características es su olor fresco e intenso que desprende, y es apta para este proyecto, puesto que, su tamaño alcanza entre 30 y 90 centímetros de altura, lo que la hace una planta de sencillo manejo.

 

      Lechuga: Es una hortaliza sencilla de cultivar y tiene una gran cantidad de aplicaciones en la cocina, por lo tanto, hoy en día es muy cultivada en huertos. Su nombre científico es Lactuca sativa y pertenece a la familia Compositae. Posee una raíz pivotante y profunda con respecto al tamaño de la planta, en cuanto a su tallo, depende del tiempo cultivado y sus hojas son de gran potencial gastronómico, donde las hay de diferentes formas, colores y consistencias. Esta planta requiere una temperatura que oscile entre los 18 °C y los 20 °C temperatura la cual es muy común en Cañaris.

 

      Anís: El anís es una planta con propiedades medicinales que se cultiva en regiones templadas, es herbácea y aromática de raíz fusiforme, tallo erecto, cilíndrico, con muchas ramas de color verde claro. Es muy manejable para este proyecto debido a que alcanza una altura de entre 5 a 50 centímetros según las condiciones de del suelo, volviéndose fácil de

manejar en contenedores pequeños. Posee flores de 3 mm de color blancas, genera un fruto con un fuerte gusto aromático.

Estas plantas mencionadas son muy fáciles de conseguir y además generan una buena energía debido a la presencia de un número elevado de cloroplastos. Esto es muy beneficioso para nosotros dado que se logrará contar con más voltaje para la obtención de energía eléctrica.

Estudio del suelo

Es importante conocer la fertilidad de los suelos en Cañaris para así saber que le hace falta y que necesitan para tener una producción limpia y con mayores resultados. Una tecnología fundamental para conocer el terreno antes de establecer un sistema productivo es el análisis de los suelos. Es allí donde a través de esta actividad es posible determinar cuáles son los posibles limitantes de la producción y de este modo lograr definir que nutrientes se debe aplicar y de acuerdo a estos identificar qué tipo de cultivo sembrar, para así lograr los mejores aprovechamientos del suelo.

Para que las plantas crezcan necesitan de agua y determinados minerales, los cuales son absorbidos del suelo por medio de sus raíces, es por ello que para que las plantas crezcan en perfecto estado el suelo debe tener los nutrientes necesarios. Las plantas consiguen del aire y del agua algunos elementos que necesitan, como el carbono, el hidrogeno y el oxígeno. Pero otros nutrientes esenciales están en el suelo; y son aquellos que los vegetales requieren en grandes cantidades denominados nutrientes principales (nitrógeno, fosforo, potasio, calcio y el magnesio). Estos proceden de las rocas y de la materia orgánica descompuesta por los microorganismos.

Por tal razón, la tierra que ha sido escogida para el desarrollo del presente proyecto es muy rica en nutrientes que ayudará al desarrollo eficiente de la planta, a su vez permite un buen desarrollo de las raíces, lo cual es muy importante para la absorción de los nutrientes. La tierra que se escogerá para este proyecto es: La tierra con cascarilla de arroz, esta composición ayuda a retener la humedad y es usado como sustrato hidropónico, el cual posee una baja tasa de descomposición, es liviano, de buen drenaje y su principal función es que mejora las características físicas del suelo, beneficiando el incremento de la actividad microbiológica de la tierra.    

Diseño del sistema para la obtención de energía

Para la obtención de energía a través de la fotosíntesis de las plantas se acude al principio de las celdas electroquímicas en donde por medio de la interacción de dos elementos conductores, denominados ánodo y cátodo, se tiene un flujo de electrones y por ende una corriente eléctrica.

Las celdas electroquímicas se basan en la reacción de óxido-reducción, en este

caso para obtener dichas reacciones se insertan directamente en la tierra donde

se encuentra la plantación, los electrodos (ánodo y cátodo), es importante aclarar

que debe existir una separación entre ellos.

Para el diseño del sistema, es necesario tener en cuenta el principio de las celdas electroquímicas, por lo tanto, se emplearán dos materiales conductores como los son el cobre y el aluminio, debido a que son más resistentes a la oxidación y por consecuencia más duraderos, para ser insertados en la tierra y allí provocar reacciones químicas que nos permitan la generación de una energía eléctrica.

Debido a que el voltaje de una sola planta es bajo se determinó colocar varios cubos pequeños de tierra, con sus respectivos electrodos, conectados en serie debajo de la plantación. Es importante mencionar que entre el conjunto de cubos y la planta debe existir un pequeño espacio, porque de lo contrario al juntarse las tierras se obtendría el voltaje mínimo de la planta. Este espacio que hemos calculado colocar es de unos 4 cm.

Con la finalidad de garantizar que los desechos arrojados por la raíz de la planta

y transportados por el agua, lleguen a cada uno de los cubos de tierra, se diseñará una maceta cuadrada, la cual, en su parte inferior en vez de tener una superficie rígida y cerrada, tiene una malla de plástico con varios agujeros por donde habría un goteo de agua concentrada.

En una sola planta, el voltaje no es lo único que resulta ser bajo, la corriente al momento de conectar una carga también es mínima, por lo tanto, se propone realizar varias macetas como las mencionadas anteriormente, con cubos en serie en su parte inferior, y después cada una de ellas conectarse en paralelo, es decir, todos los cátodos iniciales de las series conectados unos con otros y los ánodos finales de las series conectados entre sí formando un solo nodo.