Exactas y Naturales

Energía a base de orina humana

  • Categoría: Pandilla Juvenil (1ro. 2do. y 3ro. de nivel Secundaria)
  • Área de participación: Exactas y Naturales
  • Asesor: MARISA CALLE MONROY
  • Equipo [ ]: Maria Fernanda Salinas Garay(Cozumel) , Maya Pichardo Enriquez(Cozumel) , Jorge Villamil Corona(Cozumel)

Resumen

Pregunta de Investigación

¿Cómo obtener energía a base de orina humana?

Planteamiento del Problema

En la sociedad uno de los principales problemas es la falta de recursos.                                                          Actualmente habita el planeta más de 7.000 millones de personas, lo que representa un promedio aproximadamente de 10.500 millones de litros  de orina humana que se producen y que se desperdician cada día. Alrededor de una séptima parte de la población carece de acceso a servicios básicos de electricidad, ya que la oferta mundial de petróleo disminuye lentamente y electrón sigue acumulando gases de efecto invernadero, los científicos buscan soluciones para proveer de energía al mundo con prácticas más renovables y sostenibles.            En los métodos que se están desarrollando para generar energía ; un grupo de investigadores de bristal Robotics Laboratory en Reino Unido demostró que podrían cargar un teléfono móvil con orina humana.

Antecedentes

Energía a base de orina humana

Guadalajara, Jalisco. 19 de mayo de 2016 (Agencia Informativa Conacyt).- Gabriel Luna Sandoval, investigador de la Universidad Estatal de Sonora, desarrolló una celda de combustible de orina, la cual convierte este desecho líquido en biogás que se puede utilizar para cocinar o para calentar el agua para bañarse.

En entrevista para la Agencia Informativa Conacyt, el doctor en ingeniería mecánica detalló que el prototipo de celda que se desarrolló es un tanque de acrílico y de electrodos metálicos de aproximadamente 20 centímetros cuadrados.

Luego de su participación en el Primer Foro Internacional de Talento Mexicano Innovation Match MX 2016, explicó que dicha celda funciona pasando corriente eléctrica para poder realizar el efecto de electrólisis, para separar el hidrógeno y el oxígeno.

“Al pasar la corriente eléctrica entre los electrodos se produce una electrólisis y es cuando se separan las moléculas de hidrógeno y oxígeno, y el primero es utilizado como biocombustible”.

El especialista describió que la orina está compuesta principalmente por agua y sales, y aproximadamente dos por ciento está conformada por urea, la cual tiene cuatro moléculas extras de hidrógeno.

Añadió que con esta celda con electrodos de 20 centímetros cuadrados, la cual se llenaría con la orina que uno o máximo dos adultos generan un día en la mañana, se podrían abastecer las necesidades de gas de un hogar de cuatro personas durante casi una semana.

“Con una celda de estas dimensiones se puede producir alrededor de 563 mililitros de hidrógeno por minuto, lo cual sería suficiente para hacer el desayuno, la comida y la cena en un hogar de cuatro personas. Además alcanzaría para calentar el agua para que toda la familia se bañe”.

Quizás el único inconveniente es que cuando la orina ya tiene mucho tiempo almacenada incrementa sus niveles de amoniaco y puede corroer los electrodos más rápido, indicó el especialista, quien también ha trabajado algunos proyectos con la Agencia Espacial Mexicana (AEM).

“Lo bueno de la celda es que estamos recirculando la orina y la pasamos por un filtro especial para así evitar la acumulación del amoniaco, y este filtro se puede conectar a una manguera para regar el jardín y de esta manera limpiamos los componentes orgánicos del filtro, al mismo tiempo que se aprovechan los desechos como fertilizantes para las plantas”.

El especialista destacó que el gas no huele feo, “si destapas la celda sí va a oler feo, por la concentración de amoniaco en la orina, pero el gas no huele mal, el gas es inodoro”.

También se puede producir electricidad a partir de la orina, esto es a través de un generador con motor de combustión interna, el gas generado por la celda de orina se utiliza como combustible en el generador y este a su vez produce la energía eléctrica. Actualmente se han hecho pruebas con un generador de cinco kilowatts.

Energía renovable a partir de la orina

Los investigadores Shanwen Tao y Rong Lan, de la Universidad Heriot-Watt (Escocia), han desarrollado un prototipo llamado Carbamide Power System que convierte en electricidad la ?energía química? contenida en la urea (también conocida como carbamida o carbonildiamida) de la orina animal y humana. Entre otras ventajas, este nuevo sistema de obtención de energía reduciría las emisiones de óxido nitroso que producen otras fuentes renovables como el metanol. Además la urea resulta mucho más barata que el hidrógeno usado actualmente en las llamadas pilas de combustible, y también más fácil de transportar. Por si fuera poco, durante el proceso de transformación se divide la orina en agua, nitrógeno y dióxido de carbono, por lo que el agua obtenida podría reutilizarse.
Según el doctor Tao, el nuevo generador de energía podría aprovecharse para producir electricidad en submarinos y en poblados aislados en medio del desierto, así como en las islas? .Mucha gente en el mundo podría beneficiarse?, ha declarado el investigador.

Diseñan una modo de obtener electricidad a partir de la orina 

Cada vez son más las noticias sobre nuevos métodos para obtener energía renovable de forma limpia.

Esto se debe a que los métodos convencionales se van agotando poco a poco y, a menudo, son muy contaminantes. Existen muchas alternativas, como la energía eólica o la solar, pero por lo general son muy caras de producir, de modo que su uso en países poco desarrollados se hace impensable.

Por eso, muchos científicos siguen buscando métodos que además de ser limpios y renovables, también sean baratos. Este es el caso de un grupo de investigadores de la Universidad de Bath, que han diseñado un método para obtener electricidad con ayuda de bacterias y utilizando como combustible la orina. Vale, así a bote pronto no suena muy limpio, pero lo importante es que no contamina y, sobre todo, que es barato.

¿Cómo consiguen estos científicos electricidad a partir de la orina?

El mecanismo se basa en el empleo de células eléctricas bacterianas, un mecanismo que lleva mucho tiempo siendo estudiado.

En este caso, cuando se elimina el oxígeno del ambiente, las bacterias pasan a descomponer la orina, produciendo electrones, cuyo flujo se puede emplear en la obtención de electricidad. Para ello, como en una pila convencional, es necesario disponer de un ánodo (electrodo negativo) y un cátodo (electrodo positivo), siendo el cátodo de platino el que ofrece mejores resultados.

Sin embargo, éste es un material muy caro, por lo que estos científicos han optimizado y abaratado el proceso utilizando como cátodo tela de carbón y alambre de titanio.

Por otro lado, se acelera la reacción a través de un catalizador compuesto por glucosa y ovo-albúmina. Todo esto, unido al aumento de la longitud de los electrodos ha dado lugar a una eficiencia muy prometedora, ya que en cada célula de combustible se obtienen 2 vatios de potencia eléctrica por metro cúbico, lo que supone energía suficiente para alimentar un teléfono móvil.

Objetivo

Construir una caja para obtener energía a base de orina humana.

Justificación

Existe una fuente de energía que no se agotará en tanto el hombre viva sobre la Tierra pues de sus entrañas estamos hablando de la orina. La orina también ha sido considerado por algunas personas como fuente de energía. Podríamos cargar focos y un celular, si tomamos en cuenta de un séptimo de la población no tiene servicios básicos como electricidad.

Este es un sistema renovable, a mayor cantidad de desecho, mayor es la energía, por periodos más largos de tiempo.

Funciona con una celda de combustión interna, es esencialmente un convertidor de energía que utiliza bacterias de ser humano; descompone materia orgánica, y asi produce electrones que se convierten en energía.

Las celdas de combustión biológicas (CCB) son uno de los medios más eficientes de conversión de residuos en energía. Células más pequeñas. Las CCB, según los expertos, tienen más de 85% de eficiencia.

Las celdas de combustible biológicos pueden ser prometedoras, pero no son la única manera de liberar la energía de nuestra orina. Ya que la orina se compone de aproximadamente 98% de agua y 2% de urea, que a su vez se compone de átomos de carbono, oxigeno, nitrógeno e hidrógeno.

Es un aparato que extrae el hidrógeno de la urea a través de un proceso llamado electrolisis microbiana. La electrolisis utiliza una descarga de electricidad para dividir la urea en átomos de hidrógeno y de oxígeno, y luego captura el hidrógeno para producir energía.

Hipótesis

Si logramos obtener energía a base de orina humana entonces podremos generar electricidad para focos o teléfonos.

Método (materiales y procedimiento)

1-.Resistencia o celda de combustión

2.- Orina (3litros)

3.- Cables negativos y positivos (10 cables)

4.- Manguera de plástico pequeña

5.- Tornillos, arandelas, tuercas ( 20 de cada uno)

6.- Cables caimán (negativo y positivo)

7.- Multímetro

8.- Pila de automóvil (12v)

9.-2 placas de acrílico de 20×20 cm y 1cm de grueso

10.- 4placas de acrílico de 30x20cm

11.- Pegamento industrial transparente

Procedimiento:

1.-Ensamblar 2 placas de acrílico de 30×20 cm de forma de semiprisma rectangular, colocar tornillos en los extremos del acrílico y en medio.

2.- Coloca el pegamento industrial en las paredes que se viven, por dentro. Repetir el paso 1 y 2.

3.- Ensamblar la placa de acrílico de 20×20 cm en la parte inferior, colocar tornillos y tuercas para ajustar en los 4 extremos pegarlos por dentro con el pegamento industrial.

4.- Hacer 3 orificios de 2cm en la parte central de la placa de 20×20 cm.

5.- Colocar la celda de combustión y pasarla por los oricios y dejar un poco solido él tuvo del motor.

6.- Colocar la orina.

7.- Cerrar la placa con tornillos y colocar el pegamento industrial en los tubos del

9.- Colocar una manguera de plástico en el orificio que sobra y en dado caso obtienes gas motor para fijarlos.

8.- Poner los caimanes en los tubos y conectarlos en la pila de automóvil de 12v.

Galería Método

Resultados

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

Bibliografía

http://omicrono.elespanol.com/2016/04/electricidad-a-partir-de-la-orina/ http://www.conacytprensa.mx/index.php/tecnologia/energia/7407-mexicano-genera-electricidad-y-gas-a-partir-de-la-orina                                                                                       https://www.muyinteresante.es/tecnologia/articulo/energia-renovable-a-partir-de-la-orina, consultado el 13 de febrero del 2018.



Energía a base de orina humana

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Energía a base de orina humana

Guadalajara, Jalisco. 19 de mayo de 2016 (Agencia Informativa Conacyt).- Gabriel Luna Sandoval, investigador de la Universidad Estatal de Sonora, desarrolló una celda de combustible de orina, la cual convierte este desecho líquido en biogás que se puede utilizar para cocinar o para calentar el agua para bañarse.

En entrevista para la Agencia Informativa Conacyt, el doctor en ingeniería mecánica detalló que el prototipo de celda que se desarrolló es un tanque de acrílico y de electrodos metálicos de aproximadamente 20 centímetros cuadrados.

Luego de su participación en el Primer Foro Internacional de Talento Mexicano Innovation Match MX 2016, explicó que dicha celda funciona pasando corriente eléctrica para poder realizar el efecto de electrólisis, para separar el hidrógeno y el oxígeno.

“Al pasar la corriente eléctrica entre los electrodos se produce una electrólisis y es cuando se separan las moléculas de hidrógeno y oxígeno, y el primero es utilizado como biocombustible”.

El especialista describió que la orina está compuesta principalmente por agua y sales, y aproximadamente dos por ciento está conformada por urea, la cual tiene cuatro moléculas extras de hidrógeno.

Añadió que con esta celda con electrodos de 20 centímetros cuadrados, la cual se llenaría con la orina que uno o máximo dos adultos generan un día en la mañana, se podrían abastecer las necesidades de gas de un hogar de cuatro personas durante casi una semana.

“Con una celda de estas dimensiones se puede producir alrededor de 563 mililitros de hidrógeno por minuto, lo cual sería suficiente para hacer el desayuno, la comida y la cena en un hogar de cuatro personas. Además alcanzaría para calentar el agua para que toda la familia se bañe”.

Quizás el único inconveniente es que cuando la orina ya tiene mucho tiempo almacenada incrementa sus niveles de amoniaco y puede corroer los electrodos más rápido, indicó el especialista, quien también ha trabajado algunos proyectos con la Agencia Espacial Mexicana (AEM).

“Lo bueno de la celda es que estamos recirculando la orina y la pasamos por un filtro especial para así evitar la acumulación del amoniaco, y este filtro se puede conectar a una manguera para regar el jardín y de esta manera limpiamos los componentes orgánicos del filtro, al mismo tiempo que se aprovechan los desechos como fertilizantes para las plantas”.

El especialista destacó que el gas no huele feo, “si destapas la celda sí va a oler feo, por la concentración de amoniaco en la orina, pero el gas no huele mal, el gas es inodoro”.

También se puede producir electricidad a partir de la orina, esto es a través de un generador con motor de combustión interna, el gas generado por la celda de orina se utiliza como combustible en el generador y este a su vez produce la energía eléctrica. Actualmente se han hecho pruebas con un generador de cinco kilowatts.

Energía renovable a partir de la orina

Los investigadores Shanwen Tao y Rong Lan, de la Universidad Heriot-Watt (Escocia), han desarrollado un prototipo llamado Carbamide Power System que convierte en electricidad la ?energía química? contenida en la urea (también conocida como carbamida o carbonildiamida) de la orina animal y humana. Entre otras ventajas, este nuevo sistema de obtención de energía reduciría las emisiones de óxido nitroso que producen otras fuentes renovables como el metanol. Además la urea resulta mucho más barata que el hidrógeno usado actualmente en las llamadas pilas de combustible, y también más fácil de transportar. Por si fuera poco, durante el proceso de transformación se divide la orina en agua, nitrógeno y dióxido de carbono, por lo que el agua obtenida podría reutilizarse.
Según el doctor Tao, el nuevo generador de energía podría aprovecharse para producir electricidad en submarinos y en poblados aislados en medio del desierto, así como en las islas? .Mucha gente en el mundo podría beneficiarse?, ha declarado el investigador.

Diseñan un modo de obtener electricidad a partir de la orina 

Cada vez son más las noticias sobre nuevos métodos para obtener energía renovable de forma limpia.

Esto se debe a que los métodos convencionales se van agotando poco a poco y, a menudo, son muy contaminantes. Existen muchas alternativas, como la energía eólica o la solar, pero por lo general son muy caras de producir, de modo que su uso en países poco desarrollados se hace impensable.

Por eso, muchos científicos siguen buscando métodos que además de ser limpios y renovables, también sean baratos. Este es el caso de un grupo de investigadores de la Universidad de Bath, que han diseñado un método para obtener electricidad con ayuda de bacterias y utilizando como combustible la orina. Vale, así a bote pronto no suena muy limpio, pero lo importante es que no contamina y, sobre todo, que es barato.

¿Cómo consiguen estos científicos electricidad a partir de la orina?

El mecanismo se basa en el empleo de células eléctricas bacterianas, un mecanismo que lleva mucho tiempo siendo estudiado.

En este caso, cuando se elimina el oxígeno del ambiente, las bacterias pasan a descomponer la orina, produciendo electrones, cuyo flujo se puede emplear en la obtención de electricidad. Para ello, como en una pila convencional, es necesario disponer de un ánodo (electrodo negativo) y un cátodo (electrodo positivo), siendo el cátodo de platino el que ofrece mejores resultados.

Sin embargo, éste es un material muy caro, por lo que estos científicos han optimizado y abaratado el proceso utilizando como cátodo tela de carbón y alambre de titanio.

Por otro lado, se acelera la reacción a través de un catalizador compuesto por glucosa y ovo-albúmina. Todo esto, unido al aumento de la longitud de los electrodos ha dado lugar a una eficiencia muy prometedora, ya que en cada célula de combustible se obtienen 2 vatios de potencia eléctrica por metro cúbico, lo que supone energía suficiente para alimentar un teléfono móvil.

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography