Resumen

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 considerada por algunas personas como fuente de energía. Podríamos cargar focos y un celular, si tomamos en cuenta que 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, esencialmente un convertidor de energía que utiliza baterías del ser humano; descompone materia orgánica, y así produce electrones que se convierten en energía.
Las celdas de combustión biológicas (CCB) son unos de los medios más eficientes de conversión de residuos de energía. Células más pequeñas, las CCB, según los expertos tienen más de 85% de eficiencia.
Las celdas de combustible biológicas pueden ser prometedoras, pero no son la única manera de liberar energía de nuestra orina. Ya que la orina se compone aproximadamente 98% de agua y 2% de urea, que a su vez se compone de átomos de carbono, oxígeno, nitrógeno e hidrógeno.
Es un aparato que extrae el hidrógeno de la urea a través de un proceso llamado electrólisis microbiana. La electrólisis utiliza una descarga de electricidad para dividir la urea en átomos de hidrógeno y oxígeno, luego captura el hidrógeno para producir energía que se utiliza para limpiar la orina.

Pregunta de Investigación

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

Obtuvimos una caja de acrílico de 20×30 cm. que produce energía a partir de orina humana, una celda de combustión interna, tiene una capacidad de 3 litros de orina; también cabe mencionar que contiene una manguera para la salida del gas.
Debido a los materiales utilizados tendría un costo de $300 pesos por caja y su rendimiento será dependiendo el uso de cada persona.

Galería Resultados

Discusión

A diferencia de otros generadores de energía eléctrica contienen materiales que pueden tener un elevado costo y cada diferencia, de otros generadores de energía eléctrica contiene materiales que pueden ser un elevado costo y cabe mencionar que en algunos casos son fáciles de conseguir ya que los utilizamos en nuestra vida cotidiana.

Conclusiones

Este producto, a diferencia de otros generadores de energía este tiene una fuente natural y es fácil de adquirir, el método para elaborar fue complicado.
Los materiales para realizar este producto no son difíciles de conseguir pero tienen un costo promedio, puede beneficiar a personas en caso de emergencias como falta electrica.

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.

Summary

There is a source of energy that will not run out as long as the man lives on the earth since it is produced from his insides, we are talking about urine. Urine has also been considered by some people as an energy source. We could charge floodlights and a cell phone, if we take into account that a seventh of the population does not have basic services such as electricity.
This is a renewable system, the greater the amount of waste, the greater the energy, for longer periods of time. It works with an internal combustion cell, essentially an energy converter that uses batteries from the human being; it decomposes organic matter, and so produces electrons that become energy.
Biological combustion cells (CCB) are one of the most efficient means of converting energy waste. Smaller cells, the CCBs, according to experts have more than 85% of efficiency.
Biological fuel cells may be promising, but they are not the only way to release energy from our urine. Since the urine is composed of approximately 98% water and 2% urea, which in turn is composed of carbon, oxygen, nitrogen and hydrogen atoms.
This is a device that extracts hydrogen from urea through a process called microbial electrolysis. Electrolysis uses a discharge of electricity to divide the urea into hydrogen and oxygen atoms, then capture the hydrogen to produce energy that is used to clean the urine.

Research Question

Problem approach

Within society, one of the main problems is the lack of resources.
Currently, our planet is inhabited by more than 7,000 million people, which represents an average of approximately 10,500 million liters of human urine that are produced and that are wasted every day. About a seventh of the population lacks access to basic electricity services, as the global supply of oil slowly decreases and electron continues to accumulate greenhouse gases, scientists are searching solutions to provide energy to the world with more renewable and sustainable practices.
In the methods that are being developed to generate energy; a group of researchers from Bristal Robotics Laboratory in the United Kingdom showed that they could charge a mobile phone with human urine.

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

To build a box to obtain energy from urine human.

Justification

There is a source of energy that will not run out as long as human beings live on earth because it comes from its insides. We are talking about urine. Urine has also been considered by some people as an energy source. We could charge lights and a cell phone if we take into account that a seventh of the population does not have basic services such as electricity.
This is a renewable system, the greater the amount of waste, the greater the energy, for longer periods of time.
It works with an internal combustion cell, it is essentially an energy converter that uses bacteria from human beings; decomposes organic matter, and so produces electrons that become into energy.
Biological combustion cells (CCB) are one of the most efficient means of converting waste into energy. The CCBs, according to experts, have more than 85% of efficiency.
Biological fuel cells may be promising, but they are not the only way to release the energy of our urine. Since the urine is composed of approximately 98% water and 2% urea, which in turn is composed of carbon, oxygen, nitrogen and hydrogen atoms.
There is a device that extracts hydrogen from urea through a process called microbial electrolysis. Electrolysis uses a discharge of electricity to divide the urea into hydrogen and oxygen atoms, and then captures the hydrogen to produce energy.

Hypothesis

If we can obtain energy from the human urine, then we can generate electricity for spotlights or telephones.

Method (materials and procedure)

1.-Resistance or combustion cell
2.- Urine (3 liters)
3.- Negative and positive cables (10 cables)
4.- Small plastic hose
5.- Screws, washers, nuts (20 of each)
6.- Alligator cables (negative and positive)
7.- Multimeter
8.- Car battery (12v)
9.-2 acrylic plates of 20×20 cm and 1cm thick
10.- 4 acrylic plates of 30x20cm
11.- Transparent industrial glue

Process:
1.-Assemble the 2 30 x 20 cm acrylic plates of rectangular shape, place screws in the ends of the acrylic and in the middle.
2.- Place the industrial glue on the walls that unite, inside. Repeat step 1 and 2.
3.- Assemble the 20×20 cm acrylic plate on the lower part, place screws and nuts to fit the 4 ends stick them on the inside with the industrial glue.
4.- Make 3 holes of 2cm in the central part of the 20×20 cm plate.
5.- Place the combustion cell and pass it through the holes and leave the engine not too tight.
6.- Place the urine.
7.- Close the plate with screws and place the industrial glue on the motor tubes to fasten to them.
8.- Put the alligators in the tubes and connect them in the 12v car battery.
9.- Put a plastic hose in the hole that is left over and in this case.

Method Gallery

Results

We obtained an acrylic box of 20×30 cm that produces energy from human urine, an internal combustion cell, has a capacity of 3 liters of urine; it is also worth mentioning that it contains a hose for the gas outlet.
Due to the materials used it would cost $ 300.00 pesos per box and its performance will depend on the use of each person.

Results Gallery

Discussion

Unlike other electric power generators, they contain materials that can have a high cost and it is worth mentioning that in some cases they are easy to obtain since we use them in our daily life.

Conclusions

This product, unlike other energy generators has a natural source and it is easy to acquire, although the method to elaborate it was complicated.
The materials to make this product are not difficult to obtain but have an average cost, it can benefit people in case of emergencies such as a power failure.

Bibliography

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.