capitulo iv etapa de resultados - virtual.urbe.edu

30
49 CAPITULO IV ETAPA DE RESULTADOS Consiste en la presentación ordenada de los datos obtenidos, la información interpretada, los resultados del análisis (categorías, subcategorias, así como medidas estadísticas si el caso lo amerita), modelos, prototipos, patrones u otros productos de la investigación. 1. RESULTADOS OBTENIDOS En el plan de actividades explicado en el capitulo anterior, se mostraron las acciones y estrategias que se debían aplicar para cumplir con cada uno de los objetivos, a continuación se presentan los resultados obtenidos luego de realizar dichas actividades: Objetivo Específico N° 1: Identificar los tipos tecnologías utilizadas en el Laboratorio de Energías Alternativas para el Instituto Universitario San Francisco. Para este objetivo se planteó realizar una revisión de los equipos de laboratorio de última tecnología disponible en el mercado y seleccionar los equipos ideales para el laboratorio de energías alternativas, a continuación se describen los equipos de interés encontrados en las páginas webs de las compañías PASCO y ELETTRONICA VENETA.

Upload: others

Post on 28-Nov-2021

19 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: CAPITULO IV ETAPA DE RESULTADOS - virtual.urbe.edu

49

CAPITULO IV

ETAPA DE RESULTADOS

Consiste en la presentación ordenada de los datos obtenidos, la

información interpretada, los resultados del análisis (categorías,

subcategorias, así como medidas estadísticas si el caso lo amerita),

modelos, prototipos, patrones u otros productos de la investigación.

1. RESULTADOS OBTENIDOS

En el plan de actividades explicado en el capitulo anterior, se mostraron

las acciones y estrategias que se debían aplicar para cumplir con cada uno

de los objetivos, a continuación se presentan los resultados obtenidos luego

de realizar dichas actividades:

Objetivo Específico N° 1: Identificar los tipos tecnologías utilizadas en el

Laboratorio de Energías Alternativas para el Instituto Universitario San

Francisco. Para este objetivo se planteó realizar una revisión de los equipos

de laboratorio de última tecnología disponible en el mercado y seleccionar

los equipos ideales para el laboratorio de energías alternativas, a

continuación se describen los equipos de interés encontrados en las páginas

webs de las compañías PASCO y ELETTRONICA VENETA.

Page 2: CAPITULO IV ETAPA DE RESULTADOS - virtual.urbe.edu

50

SELECCIÓN DE LOS EQUIPOS IDEALES PARA EL LABORATORIO DE ENERGÍAS ALTERNATIVAS

• Kit de transformación de Energía (Figura 1): El objetivo de este

tipo de equipos es que los estudiantes exploren la conversión de la energía

potencial gravitatoria en energía eléctrica. Con el accesorio de hidroenergía

(Hydro) y la turbina de viento, se puede estudiar la generación de energía

hidroeléctrica y eólica. Algunos incluyen un resistor de 100 ohm para medir

los efectos de la rotación del generador en potencia, voltaje y energía.

Figura N°1: Kit de energía alternativa. Fuente: http://www.pasco.com

• Equipo de Transferencia de Energía Solar (Figura 2): Es un equipo

para experimentar la captación de luz solar y que la cantidad de energía se

transfiera a la placa midiendo su temperatura con un termistor de 10

kilovatios (kW). Un cable se conecta el aparato lector (PASPORT). La

temperatura máxima alcanzada y la velocidad de calentamiento puede ser

investigado, con o sin la cubierta de plástico.

Page 3: CAPITULO IV ETAPA DE RESULTADOS - virtual.urbe.edu

51

Figura N°2: Equipo de transferencia de energía solar. Fuente: http://www.pasco.com

• Generador de Laboratorio (Figura 3): Demuestra la conversión de

energía potencial gravitatoria en energía eléctrica usando un peso en su eje

como fuerza principal, el diseño abierto permite una fácil identificación de las

partes esenciales del generador. Un sensor de voltaje y corriente puede ser

usado para medir la energía eléctrica generada.

Figura N°3: Generador de Laboratorio. Fuente: http://www.pasco.com

Page 4: CAPITULO IV ETAPA DE RESULTADOS - virtual.urbe.edu

52

• Generador Hidroeléctrico (Figura 4): El accesorio de “Hydro” se

utiliza con el equipo descrito anteriormente para demostrar cómo la caída del

agua genera electricidad. La energía potencial gravitatoria del agua se

convierte en energía eléctrica. El agua se puede suministrar mediante el

depósito opcional y con el cambio de la altura del depósito de agua, se

consiguen diferentes eficiencias.

Figura N°4: Generador Hidroeléctrico. Fuente: http://www.pasco.com

• Circuito de Transferencia de Energía Termoeléctrica (Figura 5):

Este circuito ha sido diseñado para ayudar a los estudiantes a entender

mejor los motores de calor y bombas de calor. La bomba de calor está

construida con dos placas de cerámica con semiconductores en el medio.

Como la corriente pasa a través del dispositivo, transfiriendo calor una placa

y enfriando la otra placa. La temperatura se controla en tiempo real usando

un termistor en los bloques de aluminio en cada lado del dispositivo, además,

el voltaje y corriente se puede medir con un sensor de corriente y voltaje.

Page 5: CAPITULO IV ETAPA DE RESULTADOS - virtual.urbe.edu

53

En el motor de calor los estudiantes pueden mover el interruptor de

cuchilla a la posición de motor térmico, mediante la diferencia de temperatura

a través de sus placas, el dispositivo genera corriente.

Figura N°5: Circuito de Transferencia de Energía Termoeléctrica. Fuente: http://www.pasco.com

• Turbina de Viento (Figura 6): Este accesorio trabaja con el

generador de laboratorio completando un equipo generador de energía

eólica, con este equipo los estudiantes entenderán mejor el proceso de

producción de energía eléctrica a partir del viento.

Figura N°6: Turbina de Viento de Laboratorio. Fuente: http://www.pasco.com

Page 6: CAPITULO IV ETAPA DE RESULTADOS - virtual.urbe.edu

54

• Carro de Hidrogeno (Figura 7): (Hyrunner), es un ejemplo

sobresaliente de una fuente de energía prometedora para el futuro, la célula

de combustible de hidrógeno es un dispositivo impresionante que combina el

hidrógeno con el oxígeno para producir agua y energía. Las células de

combustible de hidrógeno cuentan con una eficiencia que es

aproximadamente el doble que la de los motores de combustión interna.

Diseño abierto que permite a los estudiantes comprender más fácilmente el

funcionamiento de la célula de combustible de hidrógeno y el uso de

sensores para medir la eficiencia.

Figura N°7: Carro de Hidrogeno de Laboratorio.

Fuente: http://www.pasco.com

• Simulador de Instalación Fotovoltaica (Figura 8): Los simuladores

didácticos permiten estudiar el funcionamiento de las instalaciones eléctricas,

Page 7: CAPITULO IV ETAPA DE RESULTADOS - virtual.urbe.edu

55

en este caso la de una instalación fotovoltaica de tipo standalone (aislada de

la red eléctrica). Con un panel fotovoltaico, una instalación de este tipo capta

la radiación solar incidente y la transforma en energía eléctrica para los

usuarios. Un regulador de tensión de carga de la batería y un inversor

garantizan el perfecto funcionamiento del sistema.

El simulador permite analizar el comportamiento del sistema en función

del nivel de carga de la batería, de la potencia requerida por los utilizadores,

del posicionamiento del panel; además, permite analizar las consecuencias

provocadas en el sistema por una perturbación, como la presencia de nubes

o la rotura de una célula. El simulador debe conectarse necesariamente a un

Ordenador Personal.

Figura N°8: Simulador de Instalación Fotovoltaica.

Fuente: /www.elettronicaveneta.com

• Generador Eólico Computarizado (Figura 9): Este tipo de equipos

representa la configuración típica de un generador eólico que convierte la

Page 8: CAPITULO IV ETAPA DE RESULTADOS - virtual.urbe.edu

56

energía cinética del viento directamente en energía mecánica. Incluye un

aerogenerador de eje horizontal, cuyo soporte lleva en su cumbre la navecilla

que contiene el eje de transmisión, el generador eléctrico y los dispositivos

auxiliares (ver imagen N°9). La navecilla puede girar con respecto al soporte

para mantener el eje de la máquina siempre paralelo a la dirección del viento.

De este modo, suelen usarse como un inversor y una batería de

acumulación para valorar los dispositivos de transporte y de almacenamiento

de la energía. Un sistema de uti lizadores eléctricos (lámparas) permite

simular del funcionamiento de una instalación eólica standalone típica. El

sistema de supervisión y de telemediciones presente en el panel de control y

de supervisión permite (conectándolo a un ordenador personal) monitorizar

los principales parámetros eléctricos de funcionamiento, tanto de corriente

continua (antes del inversor) como de corriente alterna (después del

inversor).

Figura N°9: Generador Eólico Computarizado.

Fuente: /www.elettronicaveneta.com

Page 9: CAPITULO IV ETAPA DE RESULTADOS - virtual.urbe.edu

57

• Minicentral Hidroeléctrica Computarizada (Figura 10): Otro

equipo de gran provecho para este laboratorio sería una minicentral didáctica

que represente el uso de una turbina hidráulica. En este caso, se puede

encontrar en el mercado equipos para este propósito, entre ellos los de tipo

Pelton para la producción de energía eléctrica en las mini-instalaciones

alimentadas por pequeños ríos. El conjunto muestra todos los aspectos de

una instalación hidroeléctrica (ver figura ° 10).

El sistema propuesto incluye:

• Grupo turbina-generador accionado por un circuito de agua a presión

forzada,

• Electrobomba centrífuga multietapas horizontal de acero inoxidable, con

inversor para la regulación del número de revoluciones,

• Tanque de agua, de acero inoxidable,

• Convertidor para la transformación a los valores estándares de red de la

energía eléctrica producida,

• Panel de control y de supervisión con posibilidad de medir las

magnitudes eléctricas de salida del generador y después del inversor

(tensión, corriente, factor de potencia y consumos) tanto localmente

como a distancia, por conexión a un ordenador personal a través de

un puerto RS232 y de la unidad para la conversión RS485/RS232.

Page 10: CAPITULO IV ETAPA DE RESULTADOS - virtual.urbe.edu

58

Figura N°10: Minicentral Hidroeléctrica Computarizada Fuente: /www.elettronicaveneta.com

De la revisión de catálogos se han seleccionado todos los equipos

descritos anteriormente, ya que conformarían una dotación inicial completa

para el funcionamiento del laboratorio en las principales áreas de energías

renovables, Fotovoltaica, Eólica e Hidroeléctrica y las asignaturas del IUSF

que aplican estos temas son Instalaciones Eléctricas y Plantas Eléctricas.

Objetivo Específico N°2: Describir los tipos de energías estudiadas en el

Laboratorio de Energías Alternativas para el Instituto Universitario San

Francisco. Para este objetivo se desarrolló una guía práctica para el estudio

de las energías seleccionadas con la aplicación de los equipos

seleccionados, a continuación se describen los objetivos de formación para

cada equipo.

Page 11: CAPITULO IV ETAPA DE RESULTADOS - virtual.urbe.edu

59

GUÍA PRÁCTICA PARA LA APLICACIÓN DE LOS EQUIPOS SELECCIONADOS

Energía Fotovoltaica

Simulador de Instalación Fotovoltaica: El Programa de Formación de

este equipo incluye el estudio de la energía solar y el efecto fotovoltaico,

cálculo de la potencia media producida por el sol en una localidad definida,

células de silicio monocristalino y policristalino, balance energético del panel,

rendimiento, los dispositivos de almacenamiento de la energía y la regulación

de la carga de las baterías.

Datos Técnicos del Equipo:

• Panel en colores que reproduce la instalación fotovoltaica

• Tarjeta de adquisición de datos y de gestión de las señales de salida de los

accionadores.

• Conexión al Ordenador Personal a través de cable USB

• 6 potenciómetros para simular las entradas analógicas siguientes:

- radiación solar

- tensión de carga de la batería de acumulación

- potencia requerida por los utilizadores

- ángulo de inclinación del panel (con respecto al plano horizontal)

- ángulo de acimut del panel (con respecto a la dirección Sur)

- hora del día

• 8 leds de barras para simular las salidas analógicas siguientes:

Page 12: CAPITULO IV ETAPA DE RESULTADOS - virtual.urbe.edu

60

- Tensión en los extremos del panel fotovoltaico

- Corriente generada por el panel

- Tensión en los extremos de la batería

- Corriente suministrada/absorbida por la batería

- Corriente absorbida por el inversor

- Potencia solar incidente en el panel fotovoltaico

- Potencia absorbida por los utilizadores

- Rendimiento del sistema

• 4 interruptores para simular las entradas digitales siguientes:

- Habilitación del funcionamiento del sistema

- Estación (verano/invierno)

- Cielo cubierto

- Rotura de una célula fotovoltaica

• 3 leds para simular las salidas digitales siguientes:

- Alarma de bajo nivel de carga de la batería tampón

- Alarma de sobrecarga del inversor

- Batería con carga o descarga en curso

• Programa de simulación del funcionamiento del sistema fotovoltaico

• Software de desarrollo utilizable para modificar los programas de aplicación

según las propias exigencias.

Equipo de Transferencia de Energía Solar: Este equipo puede utilizarse

para demostrar el concepto de calefacción solar, incluyendo el efecto de

Page 13: CAPITULO IV ETAPA DE RESULTADOS - virtual.urbe.edu

61

invernadero. Los experimentos que pueden realizarse son calefacción solar,

efecto invernadero y constante solar.

Energía Eólica

Para demostrar la generación de energía eólica básica se puede aplicar

el Kit de transformación de Energía que demuestra la conversión de

almacenada energía potencial gravitatoria en energía eléctrica. El generador

incluye un imán de neodimio de 3/4 de pulgada, que gira entre dos bobinas

400 de vuelta y es visible dentro de una carcasa de plástico

semitransparente. Una abrazadera de la barra de plástico es moldeada al

generador para sujetar la cubierta a una varilla de soporte, el accesorio de

turbina de viento puede conectarse con el generador de transferencia de

energía para crear una turbina de energía eólica.

Generador Eólico Computarizado: El programa de formación que puede

manejarse con este equipo es el estudio de la energía eólica: cálculo de la

potencia media producida por el viento en una localidad definida. El

generador eólico, su estructura típica, instalación, orientación, se puede

estudiar el funcionamiento del regulador de tensión en función de la

velocidad del viento , la conversión de la energía y sus dispositivos de

almacenamiento.

Las aplicaciones típicas de este tipo de energía es el alumbrado,

alimentación de aparatos remotos de telecomunicaciones, carga de baterías.

Page 14: CAPITULO IV ETAPA DE RESULTADOS - virtual.urbe.edu

62

Datos Técnicos del Equipo:

• Facilidad de instalación y ligereza del equipo completo generador + soporte

• Palas de carbono

• Estructura de aluminio muy resistente a la corrosión

• Soporte para el acoplamiento hélice-generador

• Diámetro del rotor: 1,15 m - Peso: 5,85 kg

• Comienzo de producción de energía eléctrica a la velocidad del viento de

aprox. 3 m/s; energía producida: 38 kWh/mes a la velocidad media del viento

de 5,4 m/s

• Alternador de tipo brushless

• Regulador de carga interno adaptable exteriormente a cualquier tipo de

batería

• Sistema de regulación electrónico para el control de la tensión en función

de la velocidad del rotor y del estado de carga de la batería

• Tensión de salida: 12 – 24 – 48 Vcc

• Sonda anemométrica para la transmisión del valor de la velocidad y de la

dirección del viento al panel de control y de supervisión

Aplicaciones del Software: Con el sistema de adquisición de datos y de

supervisión y el uso del ordenador personal, es posible adquirir y luego

elaborar los parámetros característicos del generador eólico y asimismo

controlar el funcionamiento de la instalación. De modo particular, será

posible:

Page 15: CAPITULO IV ETAPA DE RESULTADOS - virtual.urbe.edu

63

• Visualizar: la potencia instantánea en la salida del generador, en la

salida/entrada de la batería de acumulación y en la entrada del inversor, la efi

ciencia de conversión teórica y efectiva de la energía del viento, la velocidad

y la dirección del viento.

• Plantear la altitud y la temperatura del sitio de instalación del generador.

• Visualizar en un gráfico la evolución en el tiempo de la potencia generada

por la turbina eólica, de la potencia almacenada o suministrada por la batería,

de la potencia que alimenta el inversor.

• Verificar la dependencia de la potencia producida por el aerogenerador de

la altitud y de la temperatura del sitio de instalación de este último.

• Visualizar en un gráfico la evolución en el tiempo de la velocidad del viento

expresada en m/s o en mph.

• Trazar por puntos la curva característica de potencia generada/velocidad

del viento inherente al aerogenerador y guardar los datos adquiridos para

efectuar ulteriores análisis.

• Trazar por puntos la curva característica de rendimiento/ velocidad del

viento inherente al aerogenerador y guardar los datos adquiridos para

efectuar ulteriores análisis.

El software de desarrollo permite también modificar los programas de

aplicación suministrados con el equipo y crear nuevas aplicaciones

personalizadas, favoreciendo asimismo el aprendizaje y el desarrollo de las

técnicas de programación.

Page 16: CAPITULO IV ETAPA DE RESULTADOS - virtual.urbe.edu

64

Además, el sistema de telemediciones de los parámetros en corriente alterna

permite:

• Visualizar todas las mediciones de los parámetros en tiempo real, incluso

los picos y los promedios

• Visualizar en un gráfico la tendencia de los valores medidos por el

instrumento.

• Generar un archivo de datos históricos.

• Visualizar los datos históricos en forma de tabla o de representación gráfi

ca de la tendencia.

• Producir informes numéricos y gráficos sobre los consumos de energía en

base flexible, diaria, mensual, anual.

• Exportar los datos de los informes en formato Excel para futuros análisis y

profundizaciones.

Energía Hidroeléctrica

Para el estudio de la Energía Hidroeléctrica se puede aplicar la

Minicentral Hidroeléctrica Computarizada, especializada en el estudio de la

energía hidroeléctrica y la energía en función del caudal y del desnivel del

conducto hidráulico, además de las pérdidas de carga, rendimiento

hidráulico, volumétrico de la turbina, mecánico del grupo turbina-generador y

el rendimiento eléctrico del generador, la potencia eléctrica obtenida es

visualizada así como la regulación de la carga y la conversión de la energía .

Page 17: CAPITULO IV ETAPA DE RESULTADOS - virtual.urbe.edu

65

Sus aplicaciones típicas son el alumbrado, alimentación de aparatos

remotos de telecomunicaciones, carga de baterías.

Datos Técnicos:

• Grupo turbina-generador, con distribuidor de 6 chorros, de los que 3

regulables.

• Turbina Pelton de acero inox.

• Protección contra las fugas entre la turbina y el generador

• Tratamiento del distribuidor: chorreo por arena, galvanizado en caliente y

barnizado con resinas epoxídicas.

• Generador sincrónico de imanes permanentes

• Rectificador, regulador de la carga

Aplicaciones del Software: Con el sistema de adquisición de datos y de

supervisión y el uso del ordenador personal, es posible adquirir y luego

elaborar los parámetros característicos del generador hidroeléctrico y

asimismo controlar el funcionamiento de la instalación.

De modo particular, será posible visualizar: la potencia instantánea en

la salida del generador, en la salida/entrada de la batería de acumulación (si

esta última está presente) y en la entrada del inversor, la presión antes de los

inyectores y el caudal de agua y la potencia que deriva de ella, la eficiencia

de conversión de la energía; también se puede visualizar en un gráfico la

evolución en el tiempo de la potencia generada por el sistema, de la potencia

Page 18: CAPITULO IV ETAPA DE RESULTADOS - virtual.urbe.edu

66

almacenada o suministrada por la batería (si esta última está presente), de la

potencia que alimenta el inversor.

El software de desarrollo permite también modificar los programas de

aplicación suministrados con el equipo y crear nuevas aplicaciones

personalizadas, favoreciendo asimismo el aprendizaje y el desarrollo de las

técnicas de programación. Además, el sistema de telemediciones de los

parámetros en corriente alterna permite visualizar todas las mediciones de

los parámetros en tiempo real, incluso los picos y los promedios visualizar en

un gráfico la tendencia de los valores medidos por los instrumentos, generar

un archivo de datos históricos, visualizar los datos históricos en forma de

tabla o de representación gráfica de la tendencia.

Otro equipo para experimentar la energía hidroeléctrica es el accesorio

de Hydro transferencia de energía , se utiliza para la demostración de

generación de energía hidroeléctrica y fue diseñado para su uso con el

Generador de Laboratorio. La boquilla puede conectarse a un trozo de

tubería plástica y fuente de agua externa, cuando la boquilla está conectada

a una fuente de agua, el agua corre a través de la boquilla y convierte la

energía, la turbina también es ajustable y tiene un efecto sobre la eficacia de

la hidroeléctrica.

Page 19: CAPITULO IV ETAPA DE RESULTADOS - virtual.urbe.edu

67

Otros tipos de Energía Alternativa

Hidrógeno

Para experimentar con este tipo de fuente de energía se puede aplicar

el carro de Hidrógeno que usa agua destilada en los dos tanques de

almacenamiento, utilizando la energía de la fuente de alimentación, el agua

en los tanques de almacenamiento es electrolizada, creando el gas de

hidrógeno y oxígeno. El hidrógeno y el oxígeno se acumulan en sus

respectivos tanques, puesto que hay dos átomos de hidrógeno por cada

átomo de oxígeno en una molécula de agua, dos veces más gas de

hidrógeno se recoge, el tanque de recolección de gas de hidrógeno se

llenará completamente en unos 2 minutos, finalmente se desconecta la

alimentación y la Hyrunner está listo para salir a la carrera.

Todos los componentes están diseñados para soportar años de uso del

estudiante, fácil de usar, permite a los estudiantes entender mas fácilmente

esta transformación de energía.

Energía Termoeléctrica

La placa de circuito de energía “Transfer–Thermoelectric” proporciona a

los estudiantes con un ejemplo práctico la transformación de la energía

termoeléctrica. Utilizando mediciones de temperatura, voltaje y sensores de

Page 20: CAPITULO IV ETAPA DE RESULTADOS - virtual.urbe.edu

68

corriente, los estudiantes estudiarán cuantitativamente el flujo de energía,

trabajo y calor asociado a máquinas y motores térmicos, bombas de calor y

refrigeradores. El equipo trae un manual de instrucciones para cinco

experimentos con datos de muestra y notas de los docentes.

Los experimentos que se pueden realizar son los siguientes:

• Experimento 1: Conservación de la energía y la primera ley de la

termodinámica.

• Experimento 2: Carga de resistencia y eficiencia.

• Experimento 3: Refrigerador.

• Experimento 4: Coeficiente de rendimiento.

• Experimento 5: Eficiencia de Carnot: Notas para el Profesor.

Para el diseño de las guías prácticas específicas de cada asignatura se

recomienda al Docente seguir el siguiente procedimiento:

Diseño De Experimentos

El diseño de experimento consiste en determinar cuáles pruebas y

cómo es que se deben realizar, para obtener datos que al analizarlos

estadísticamente se obtengan conclusiones y decisiones que deriven en

mejoras del desempeño del proceso (en el caso de la industria), Gutiérrez y

de la Vara (2004). De esta forma los autores afirman el diseño de

experimentos también es fundamental en la investigación científica, cuyo

Page 21: CAPITULO IV ETAPA DE RESULTADOS - virtual.urbe.edu

69

objetivo es ampliar el conocimiento que sobre la naturaleza y la humanidad

se tiene.

En el caso de la ciencia, el objetivo es producir conocimientos y

soluciones fundamentales, por lo tanto aquí es más necesario recurrir a

estrategias bien planteadas que lleve a responder con mayor seguridad y

amplitud las interrogantes plateadas.

Etapas y actividades para planear experimentos

A continuación se presenta una breve descripción de las etapas a

cumplir en el diseño y análisis de experimentos, señalando algunas

actividades específicas que se deben desarrollar según Gutiérrez y de la

Vara (2004):

Planeación y diseño

Encontrar un problema importante: En este primer paso se debe hacer

un esfuerzo especial por entender el problema o la situación que se quiere

abordar, en esa medida se sentarán las bases para que el experimento sea

exitoso. Por ello se recomienda: Describir el problema o falla, resaltar su

importancia, medir la situación actual, especificar la manera en que se

mediría el éxito del proyecto, comentar qué se hace para atenuar el

problema, y describir el objetivo que se persigue al realizar el proyecto.

Page 22: CAPITULO IV ETAPA DE RESULTADOS - virtual.urbe.edu

70

Determinar los factores que deben investigarse, de acuerdo a su

posible impacto al problema: Para seleccionar de manera adecuada los

factores (o causa) a investigar se recomienda desarrollar las siguientes

actividades: Hacer una lista de todas las posibles causas del problema,

identificar las causas principales, para todas las causas principales (factores)

señalar cómo se corroborarían en una prueba experimental que

efectivamente es una causa o una solución importante, con base a lo anterior

se resume y se decide los niveles de prueba para cada factor.

Elegir la(s) variable(s) de respuesta que serán medidas en cada punto

del diseño y verificar que se miden de manera confiable: Se hace una lista de

las variables de salida o características, tomar en cuenta la facilidad con la

que se pueden medir, el impacto que tendría sobre ellas los factores

controlados, asegurarse que las variables se pueden medir en forma

confiable.

Seleccionar el diseño experimental adecuado a los factores que se

tienen y al objetivo del experimento: Seleccionar el conjunto de pruebas que

se van tratar, desarrollando las siguientes actividades: Visualizar en qué va a

consistir cada prueba, proponer un primer diseño.

Planear y organizar el trabajo experimental: En esta etapa se debe

definir las personas que va a aplicar los experimentos, detallar las

instrucciones específicas, diseñar la hoja de trabajo para la prueba, detallar

la logística, prever algunas contingencias y lo que se hará en caso que se

Page 23: CAPITULO IV ETAPA DE RESULTADOS - virtual.urbe.edu

71

presenten, definir responsabilidades y autoridades durante el experimento.

Realizar el experimento: Seguir al pie de la letra el plan previsto en la etapa

previa.

Análisis

Determinar el modelo de análisis de varianza: Aquí se debe utilizar la

técnica estadísticas que mejor describa el comportamiento de los datos.

Interpretación

Interpretación de los resultados: Una vez que se ha depurado el

modelo, analizar con detalle lo que ha pasado en el experimento, para ello

contemplar los siguientes aspectos: Identificar los factores que influyeron

significativamente en las diferentes variables de respuesta y también señalar

los que no tuvieron impacto significativo, estudiar e interpretar con detalle los

efectos más significativos, encontrar el tratamiento ganador, es decir, en qué

condiciones se propone operar el proceso, determinar cuál es la respuesta

esperada en el mejor tratamiento, verificar los supuestos del modelo y hacer

una evaluación preliminar del éxito del estudio experimental.

Hacer aplicaciones confirmatorias del proceso en el mejor tratamiento:

Hay que cuantificar el éxito con repeticiones suficientes para que se tenga

una buena estimación de lo logrado.

Page 24: CAPITULO IV ETAPA DE RESULTADOS - virtual.urbe.edu

72

Objetivo Específico N°3: Diseñar de un Laboratorio de Energías

Alternativas para el Instituto Universitario San Francisco de Fe y Alegría

(IUSF), considerando su estructura física, organización y normas de uso.

DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA FÍSICA DISPONIBLE PARA LA INSTALACIÓN DEL LABORATORIO.

Figura N°11: Propuesta de la Estructura Física del Laboratorio de Energías

Alternativas. Fuente: Báez 2013

Page 25: CAPITULO IV ETAPA DE RESULTADOS - virtual.urbe.edu

73

DISEÑO DE LA ESTRUCTURA ORGANIZACIONAL DEL LABORATORIO

Organización de Laboratorios

Para tener una perspectiva general de este punto, se investigó la forma

de organizarse de laboratorios universitarios nacionales, mostrando desde

diferentes fuentes similares resultados, como por ejemplo, La Universidad

Simón Bolívar, realiza manuales de organización de Laboratorios desde la

Dirección de Ingeniería de Información, formados de las siguientes partes:

acta de creación, objetivo y alcance, base legal, estructura, organigrama

estructural, descripción de objetivos y funciones de las unidades

estructurales, jefatura del laboratorio, coordinación de calidad, coordinación

de actividades técnicas, almacén, oficina de programación , secciones

especializadas y finalmente un organigrama de posición. Fuente:

http://ipo.dii.usb.ve (2012)

Por otra parte, en la Universidad Central de Venezuela los centros de

investigación y sus respectivos laboratorios, se organizan a través de

reglamentos que dictan las pautas en cuanto a su organización y estructura.

Los reglamentos están compuestos por capítulos sobre el nombre y la sede

del centro, sus objetivos, sobre las actividades docentes, la organización y

sus integrantes, se describen las funciones de la asamblea de

investigadores así como las de la coordinación e investigadores del centro y

finalmente se describen las condiciones de los presupuestos. Fuente:

http://www.ucv.ve/investigacion/centros-y-laboratorios.html (2012)

Page 26: CAPITULO IV ETAPA DE RESULTADOS - virtual.urbe.edu

74

En este sentido, la Universidad del Zulia en su página web, muestra los

centros de investigación y laboratorios que dispone en diferentes facultades,

mostrando que están organizados y planificados con Visión, Misión,

Objetivos y líneas de investigación. También se observó que algunos de

estos laboratorios publican listas de análisis pero sin mayores detalles.

En relación a este tema, los autores Rob y Coronel (2006) describen

que la organización de un laboratorio universitario debe contemplar

principalmente sus objetivos, reglando su ubicación y para quien va dirigido,

planteando sus metas principales, se define que la estructura organizacional

ayuda al diseñador a establecer líneas de comunicación de la organización y

requerimientos de elaboración de reportes apropiados. También se

encuentra la definición de las funciones de director de laboratorio, secretaria

y auxiliares, de este modo se establecen las operaciones del laboratorio,

como las labores de almacén e inventarios, mantenimientos de equipos y

administración de reparaciones.

Para esta parte del diseño del Laboratorio se fija posición con los

autores anteriores y se definen así la estructura Organizacional del

Laboratorio de Energías alternativas para el Instituto Universitario San

Francisco (IUSF).

Definición del Laboratorio de Energías alternativas para el Instituto

Universitario San Francisco (IUSF): El Laboratorio de Energías Alternativas

(LEAIUSF), es una unidad académica de investigación y servicios, sus

Page 27: CAPITULO IV ETAPA DE RESULTADOS - virtual.urbe.edu

75

acciones están orientadas a la investigación aplicada de las diferentes

fuentes de energía renovable.

Objetivos del Laboratorio de Energías alternativas para el Instituto

Universitario San Francisco (IUSF):

• Ser un espacio para el desarrollo de la ciencia y tecnología aplicada al

uso de las energías alternativas.

• Establecerse como un entorno investigativo de los docentes y

estudiantes del IUSF o de otras universidades.

Funciones del Laboratorio de Energías alternativas para el Instituto

Universitario San Francisco (IUSF): El laboratorio de energía alternativa

del IUSF es una unidad funcional para la experimentación de fenómenos

eléctricos producidos por energías renovables como la energía fotovoltaica,

eólica, hidroeléctrica, entre otras, donde se aplican las teorías del tema

apoyado con la aplicación de equipos especializados de laboratorio para su

experimentación e interpretación de resultados.

Funciones del Jefe de Laboratorio: Las funciones del Jefe de Laboratorio

se dividen entre las áreas se distribución de equipos, supervisión y apoyo

técnico, sus labores deben ser las siguientes:

• Coordinación de Horario de Laboratorio

• Préstamo de equipos a estudiantes y docentes.

• Registro de prácticas realizadas.

• Realización de informes semestrales de las actividades del laboratorio.

Page 28: CAPITULO IV ETAPA DE RESULTADOS - virtual.urbe.edu

76

• Realización de inventarios anuales del mobiliario, equipos y

componentes.

• Reporte de nuevos requerimientos y reparaciones de equipos.

• Supervisión de estudiantes y asistencia al profesor.

Los auxiliares de laboratorio pueden realizar trabajos rutinarios como el

registro de préstamo de equipos, limpieza y mantenimiento de equipos.

DETERMINACIÓN DE LAS NORMAS DEL LABORATORIO

Normas de Laboratorio:

En cuanto a la entrada y salida:

• Sólo entrarán estudiantes identificados.

• Se permite la entrada al laboratorio en las hora específica de entrada a

cada práctica y atención a estudiantes.

• Luego de 15 minutos de comenzada la práctica no se podrá interrumpir.

• No salir hasta terminada la práctica o sin autorización del profesor.

• No se permite la entrada de niños y mascotas.

• No entrar con comidas, bebidas.

En cuanto al proceso de préstamos de equipos y materiales:

• Para obtener el préstamo de equipos debe presentar el carnet vigente.

• El jefe de laboratorio registrará en la carpeta los datos de los equipos,

cantidad y responsable del préstamo.

Page 29: CAPITULO IV ETAPA DE RESULTADOS - virtual.urbe.edu

77

• El profesor indica la práctica a realizar.

• No energizar equipos sin la autorización del profesor

• No aplicar equipos de medición sin saber su funcionamiento.

• Al momento de pérdida o daño de algún equipo este debe ser reparado

o reemplazado por los responsables.

• Todos los equipos deben ser devueltos al jefe de laboratorio o profesor.

• No sacar ningún equipo del laboratorio.

• Cada responsable del préstamo debe estar a tento al buen uso de los

equipos por parte de sus compañeros.

• Colocar los componentes y herramientas en la parte correcta de la caja

de herramientas.

En cuanto a la conducta interna :

• Aplicar las normas de seguridad recomendadas por el profesor o su

guía práctica.

• No sentarse sobre las mesas o equipos de trabajo.

• No utilizar el celular durante las prácticas.

• Hacer silencio.

• No correr dentro del área de trabajo.

• No dejar desperdicios en las mesas, gavetas y cajas de herramientas.

• Organizar en un solo sitio los morrales y cuadernos, lejos de los

equipos de práctica.

Page 30: CAPITULO IV ETAPA DE RESULTADOS - virtual.urbe.edu

78

• No rayar los equipos, paredes y mesas de trabajo.

• Colocar las sillas en su respectiva mesa de trabajo.

Cualquier violación de las normas anteriores será causa suficiente para

la aplicación de sanciones según el reglamento .

ESTRATEGIA DE DIVULGACIÓN

Para concluir el proyecto se recomienda realizar las siguientes

actividades: Decidir qué medidas implementar para generalizar el resultado

del estudio y garantizar que las mejoras se mantengan, hacer un resumen de

los principales resultados, evaluar los logros, y diseñar una presentación para

la difusión del proyecto.