Ingeniería
El uso del limón como energía para encender un LED.
- Categoría: Pandilla Kids (3ro., 4to., 5to. y 6to. Año de primaria)
- Área de participación: Ingeniería
- Asesor: ALICIA PANIAGUA
- Autor: CESAR VARGAS MACIEL ()
Resumen
Desde el siglo X no era cultivado para el consumo humano sino como una planta medicinal que en el siglo 11 los árabes introdujeron El Limón en España el cual era cultivado en el Mediterráneo
En Europa el limón fue traído por los cruzados del medio oriente y en el norte de África
El limón llegó América barco de los Conquistadores en 1751 las plantaciones más importantes fueron en California mientras que en 1800 en Florida ahí ya era utilizado como alimento
El Limón era utilizado como antídotos para veneno y preventivo de epidemias
En el siglo XVIII para los marineros el limón era muy valioso ya que lo utilizaban para la falta de vitamina C
Los cítricos como los limones y naranjas son excelentes conductores de electricidad
No producen energía por sí solos pero si utilizamos metales y los electrolitos que esto tienen con esto tendríamos la energía necesaria para encender una bombilla utilizando diferentes frutas cítricas.
Los términos pila y batería provienen de los primeros tiempos de la electricidad en los que se agrupan varios elementos para aumentar la corriente suministrada Por el dispositivo
En inglés se utilizaban como un término único batería para Designar a todos estos dispositivos
Por el contrario en España y otros países se utilizan los términos de batería y acumulador para las recargables de ácido plomo y pila para las demás ya sean recargables o no recargables.
Pregunta de Investigación
¿Cómo encender un LED con las propiedades químicas de un limón?Planteamiento del Problema
Hoy en día podemos ver que son incontables las veces que necesitamos pila o alguna cosa que se quedo sin batería o necesitamos que un simple foco encienda, pero este proyecto es posiblemente la solución, sin tener que gastar mucho tiempo ni dinero.
Antecedentes
En el siglo X el limón no era cultivado para el consumo humano si no como planta ornamental. El origen del limón fue en Assam en el noroeste de India. En el siglo XI los árabes introdujeron el limón a España y en 1150 fue cultivado en el mediterráneo. En 1943 Cristóbal Colon fue quien lo introdujo en América por primera vez fue usado como planta ornamental. A mitades del siglo XV donde el limón donde el limón empieza a hacer utilizado para el arte culinaria. En 1800 Florida comienza a usar el limón como comida y saborizante. Sin embargo sabemos es un dispositivo que convierte energía química en energía electrico por un proceso químico transitorio, tras lo cual cesa su actividad y han de renovarse sus elementos constituyentes, puesto que sus características resultan alteradas durante el mismo, del cuales usamos electrodos, que son los que los limones tienen en su forma que lo compone.
Origen del limón.
Hasta el siglo X, el limón no era cultivado para consumo, sino que era usado como planta ornamental, para el siglo XI los árabes introdujeron el limón en España y para el año 1150 el limón era ampliamente cultivado en todo el Mediterráneo, mientras que en el resto de Europa fue traído por los Cruzados que regresaban del Medio Oriente y el norte de África.
La palabra limón aparece alrededor de los años 1350 – 1400 y proviene del árabe “laymūn”variante de “līmūn” Persa; la propagación de los cítricos desde sus lugares de origen se debió fundamentalmente a los grandes movimientos migratorios.
Aunque se dice que su origen es desconocido se supone que la historia del limón tiene su inicio en Assam, una región ubicada al noreste de la India, allí ha sido cultivado desde hace más de 2500 años. Los comerciantes árabes llevaron el limón al Medio Oriente y África alrededor del año 100 D.C. y se cree que fue ingresado en el sur de Italia cerca del año 200 D.C.
El limón y su historia.
Es registrado en la literatura por primera vez en un tratado árabe de agricultura del siglo X; el primer cultivo trascendente de limones en Europa fue en la ciudad de Génova, a mitades del siglo XV donde el limón comienza a ser usado completamente para las artes culinarias.
Los griegos lo usaban para aromatizar el lino y protegerlo de las polillas, mientras que las primeras descripciones de su uso para propósitos terapéuticos se pueden ver en los trabajos de Teofrasto quien es considerado el fundador de la Fitoterapia (el uso de las plantas para tratamiento de enfermedades).
Se sabe también que los helénicos hacían crecer árboles de limón cerca de los Olivos para protegerlos de los ataques de parásitos. Por otro lado, se dice que, el emperador Romano Nerón era un gran consumidor de este fruto ya que estaba obsesionado con el riesgo de un posible envenenamiento.
El limón es una especie híbrida de Citrus médica y es originario del sudeste de Asia. La historia nos permite saber que las invasiones bárbaras del Siglo III destruyeron todas las plantaciones de limones que había en Europa. Diez siglos después con la llegada árabe volvieron a aparecer en España.
El limón llegó a América montado en los barcos de los conquistadores y fue introducido en Europa por los cruzados del siglo XII a través de Oriente Medio y África del Norte. Era habitual que fuese de las primeras provisiones en incorporarse a las largas travesías ya eran conocidas sus propiedades para prevenir y combatir el escorbuto: enfermedad que se origina por falta de vitamina C.
Características
Aunque se trate de un fruto de sabor ácido son tantas sus propiedades que este pequeño “defecto” se transforma en una gran virtud, contiene numerosas ventajas nutritivas y curativas.
Su árbol florece todo el año y se clasifican sus variedades de acuerdo con la época de maduración de sus frutos.
Tiene diversas aplicaciones culinarias, tanto para aderezar como para cocinar alimentos o realizar licores.
El limón en América.
En 1493, fue Cristóbal Colón quien lo ingresó por primera vez en América, donde se comenzó a utilizar como planta ornamental y medicinal. Luego, la conquista española llevo el limón al resto del “nuevo mundo”; para 1751 las plantaciones más importantes de América estaban en California, mientras que alrededor del 1800 en Florida se comienza a usar para cocinar y saborizar.
A pesar de que ya era utilizado como antídoto para venenos y como preventivo de epidemias, este fruto fue muy valioso para los marineros del siglo XVIII, ya que lo utilizaban para combatir el escorbuto, enfermedad producida por la carencia de vitamina C que dañaba enormemente a las tripulaciones de la época, dichos marineros eran conocidos peyorativamente como Limey por la cantidad de limón que consumían.
Procedencia del limón.
Es el fruto del limonero, una especie de árbol perenne que puede llegar a superar los cuatro metros de altura, su estudio genético informó que es un citrus aurantifolia, híbrida del cidro (o limón francés) y el naranjo amargo.
Posee una madera de corteza lisa, dura, amarillenta y con la fragancia particular de su fruto que suele utilizarse para ebanistería. El nombre científico del limón sería Citrus limonum.
Características del limón:
- es un excelente tónico cicatrizante como astringente para poros dilatados y puntos negros.
- ayuda a evitar el resquebrajamiento de las uñas.
- es un blanqueador natural para los dientes.
- en perfumería su cáscara es utilizada para realizar innumerables fragancias cítricas.
- en gastronomía además de ser una fruta refrescante, su aroma y esencia es usada especialmente en confitería y pastelería.
- Se emplea también en dietas por su riqueza en vitamina C, haciendo que se aprecie para tratar casos de gripe o enfermedades febriles.
La historia de las baterías.
La primera pila eléctrica fue la llamada pila voltaica , que fue dada a conocer por Volta en 1800 mediante una carta que envió al presidente de la Royal Society londinense. Se trataba de una serie de pares de discos (apilados) de zinc y de cobre (o también de plata), separados unos de otros por trozos de cartón o de fieltro impregnados de salmuera, que medían unos 3 cm de diámetro. Cuando se fijó una unidad de medida para la diferencia de potencial, el voltio (precisamente en honor de Volta) se pudo saber que cada uno de esos elementos suministraba una tensión de 0,75 V aproximadamente, pero ninguno de estos conceptos se conocía entonces. Su apilamiento conectadosen serie permitía aumentar la tensión a voluntad, otro descubrimiento de Volta.
El invento constituía una novedad absoluta y gozó de un éxito inmediato y muy merecido, ya que inició la era eléctrica en que actualmente vivimos, al permitir el estudio experimental preciso de la electricidad, superando las enormes limitaciones que presentaban para ello los generadores electrostáticos, que son los únicos que existían hasta el momento. Otro tipo más temprano de configuración también utilizada y descrita por Volta para el aparato estaba formada por una serie de vasos con líquido (unos junto a otros, en batería), en los que se sumergían las tiras de los metales, conectando externamente un metal con otro.
Inmediatamente empezaron a hacerse por toda Europa y América innumerables pruebas con diversos líquidos, metales y configuraciones, tratando de mejorar las características del aparato original, cosa que pocas veces se consiguió, pero que originó una infinidad de distintos tipos de pilas, de los cuales no ha quedado memoria más que de los más notables.
La pila Daniell, dada a conocer en 1836 y de la que luego se han usado ampliamente determinadas variantes constructivas, está formada por un electrodo de cinc sumergido en una disolución de sulfato de cinc y otro electrodo de cobre sumergido en una disolución concentrada de sulfato de cobre. Ambos electrolitos están separados por una pared porosa para evitar su reacción directa. En esta situación, la tensión de disolución del cinc es mayor que la presión de los iones Zn++ y el electrodo se disuelve, emitiendo Zn++ y quedando cargado negativamente, proceso en el que se liberan electrones y que recibe el nombre de oxidación. En la disolución de sulfato de cobre, debido a su gran concentración de iones Cu++, se deposita Cu sobre el electrodo de este metal que, de este modo, queda cargado positivamente mediante el proceso denominado reducción, que implica la incorporación de electrones. Esta pila presenta una diferencia de potencial de 1,07 a 1,14 V entre sus electrodos. Su gran ventaja respecto a otras de su tiempo fue la constancia del voltaje generado, debido a la elaborada configuración, que facilita la despolarización, y a la reserva de electrolito, que permite mantener su concentración durante más tiempo.
La pila Grove (1839) utiliza como despolarizador el ácido nítrico HNO3. Su diferencia de potencial o fuerza electromotriz es de 1,9 a 2,0 V. Originariamente utilizaba platino para el ánodo, pero Cooper y Bunsen lo sustituyeron luego por carbón. El cátodo era de cinc tratado con mercurio. Fue muy apreciada por su estabilidad y su mayor energía, a pesar del gran inconveniente que representa la emisión de humos corrosivos. El propio Grove elaboró, ese mismo año, una pila que producía energía eléctrica por medio de la recombinación de hidrógeno y de oxígeno, lo que constituye el precedente de los generadores contemporáneos conocidos como pilas de combustible.
La pila Leclanché, diseñada por Georges Leclanché en 1868, utiliza una solución de cloruro amónico en la que se sumergen electrodos de cinc y de carbón, rodeado este último por una pasta de dióxido de manganeso y polvo de carbón como despolarizante. Suministra una tensión de 1,5 V y su principal ventaja es que se almacena muy bien, pues el cinc no es atacado más que cuando se extrae corriente del elemento.
Este tipo de pila sirvió de base para el importante avance que constituyó la pila denominada seca, al que pertenecen prácticamente todas las utilizadas hoy. Los tipos hasta ahora descritos eran denominados húmedos, pues contenían líquidos, que no solo hacían inconveniente su transporte, sino que solían emitir gases peligrosos y olores desagradables. Las pilas secas, en cambio, estaban formadas por un recipiente cilíndrico de cinc, que era el polo negativo, relleno de una pasta electrolítica, y por una barra de carbón en el centro (electrodo positivo), todo ello sellado para evitar fugas. Previamente se había realizado otro tipo de pilas secas, como la de Zamboni (1812), pero eran dispositivos puramente experimentales, que no proporcionaban ninguna corriente útil.
La sequedad es relativa, en primer lugar porque un elemento rigurosamente seco no suministraría electricidad alguna, de modo que lo que se encuentra en el interior de las pilas es una pasta o gel, cuya humedad se procura por todos los medios conservar, pero además porque el uso y el paso del tiempo tienden a corroer el contendedor, de modo que la pila puede verter parte de su electrolito al exterior, donde puede atacar a otros metales. Por esta razón se recomienda extraerlas cuando no se utilizan durante mucho tiempo o cuando ya han trabajado mucho.
Este inconveniente está muy atenuado en los productos de finales del siglo XX gracias a la utilización de recipientes de acero inoxidable, pero todavía se produce alguna vez.
Importantes en otro sentido han sido las pilas patrón, destinadas a usos de calibración y determinación de unidades, como la pila Clark (1870), de cinc y mercurio, cuya tensión era de 1,457 V, y la pila Weston (1891), de cadmio y mercurio, con 1,018 V. Estas tensiones se miden en vacío, es decir, sin tener ninguna carga externa conectada, y a una temperatura constante de 20 °C.
Baterías y reacciones con ácidos.
Una pila eléctrica es un dispositivo que convierte energía química en energía eléctrica por un proceso químico transitorio, tras lo cual cesa su actividad y han de renovarse sus elementos constituyentes, puesto que sus características resultan alteradas durante el mismo. Se trata de un generador primario. Esta energía resulta accesible mediante dos terminales que tiene la pila, llamados polos, electrodos o bornes. Uno de ellos es el polo negativo o ánodo y el otro es el polo positivo o cátodo.
La estructura fundamental de una pila consiste en dos electrodos, metálicos en muchos casos, introducidos en una disolución conductora de la electricidad o electrolito.
Técnicamente ocurren la oxidación y la reducción.
En el ánodo, el cinc (zinc) es oxidado:
Zn → Zn2+ + 2 e–
En el cátodo, se reducen los iones hidrógeno presentes en el zumo del limón:
2 H++ 2 e– → H2
Para medir los voltajes e intensidades, se conecta la punta del polímetro que va al polo positivo (+) al cobre (punta roja) y al cinc la otra punta del polímetro (punta negra) que va al polo negativo (-). El electrodo de cinc es una fuente de electrones.
La tensión y la intensidad alcanzadas dependen de la acidez de los limones y del tamaño y del metal de los objetos usados.
Propiedades de las frutas cítricas.
Los cítricos, como las naranjas y los limones, son excelentes conductores de electricidad. No producen mucha energía por sí mismos, pero si utilizamos varios de ellos creando un circuito en serie, podemos producir suficiente electricidad como para encender una bombilla. Esto crea una batería de varias celdas, lo cual hace a la electricidad producida por el cítrico más potente y práctica. Se pueden utilizar otras frutas no cítricas pero al ser conductores de electricidad es más probables que tenga un mejor funcionamiento.
Objetivo
Demostrar como podemos encender un LED con las propiedades químicas de un limón.
Justificación
A me intereso este tema porque quise investigar como podríamos hacer una energía alternativa naturalmente beneficiosa para la actividad humana que no perjudique el medio ambiente ya que otras energías son contaminantes.
Hipótesis
Si logramos encender un led con las propiedades químicas de un limón entonces podremos saber que el limón tiene propiedades que generan electricidad.
Método (materiales y procedimiento)
- 4 limones
- Si es necesario caimanes con o sin cable
- 5 tornillos
- Un LED
- Alambre de cobre
- Pinzas eléctricas
- Cortar el alambre en pedazos.
- Amarrar los alambres con los tornillos, donde estos queden bien fijos.
- Enterrar los tornillos sobre cada limón.
- Cada vez que un tornillo se entierre la punta del alambre quedara suelta esta se clavará en otro limón.
- Se seguirá el mismo procedimiento con los demás limones.
Galería Método
Resultados
Mis resultados fueron que cuando el electrolito de limón hizo contacto con el cobre este genera una reacción de energía con el que se representa la oxidación y la reducción.
Galería Resultados
Discusión
Por lo tanto esto no es alterna a tener opciones para prender cosas con un voltaje no tan alto porque no se podrá comparar la duración que pueda tener este con el de una pila.
Conclusiones
Puedo concluir que el limón es una fuente de energia de minimo 1 volt cada uno asi logrando encender el LED que equivale 2.2 volts con el uso de 4 limones.
Bibliografía
https://es.wikipedia.org/wiki/Pila_el%C3%A9ctrica
El uso del limón como energía para encender un LED.
Summary
Desde el siglo X no era cultivado para el consumo humano sino como una planta medicinal que en el siglo 11 los árabes introdujeron El Limón en España el cual era cultivado en el Mediterráneo
En Europa el limón fue traído por los cruzados del medio oriente y en el norte de África
El limón llegó América barco de los Conquistadores en 1751 las plantaciones más importantes fueron en California mientras que en 1800 en Florida ahí ya era utilizado como alimento
El Limón era utilizado como antídotos para veneno y preventivo de epidemias
En el siglo XVIII para los marineros el limón era muy valioso ya que lo utilizaban para la falta de vitamina C
Los cítricos como los limones y naranjas son excelentes conductores de electricidad
No producen energía por sí solos pero si utilizamos metales y los electrolitos que esto tienen con esto tendríamos la energía necesaria para encender una bombilla utilizando diferentes frutas cítricas.
Los términos pila y batería provienen de los primeros tiempos de la electricidad en los que se agrupan varios elementos para aumentar la corriente suministrada Por el dispositivo
En inglés se utilizaban como un término único batería para Designar a todos estos dispositivos
Por el contrario en España y otros países se utilizan los términos de batería y acumulador para las recargables de ácido plomo y pila para las demás ya sean recargables o no recargables.
Research Question
How to light an LED with the chemical properties of a lemon?Problem approach
Today we can see that they are incountables the times that we need a battery or something that ran out battery or we need a simple light to turn on something, but this project is possibily the solution, without having to spen much time or money.
Background
Objective
Demostrate how we can light an LED with the chemical properties of a lemon.
Justification
I was interested in this topic because I wanted to investigate how some fruit could be used as an alternative energy that is naturally beneficial for human activity and for themselves and that this is an alternative in times when they need little energy.
Hypothesis
If we can light an LED with the chemical properties of a lemon then we can know that the lemon has properties that generate electricity.
Method (materials and procedure)
Method Gallery
Results
Results Gallery
Discussion
Conclusions
Bibliography
