NAI: 525
Línea de Acción: Energía.
Semana: 19
Tema Eje: Reflexión de la luz.
Región: Huancavelica.
Actividad: Día Mundial de la Población y el Poblamiento del territorio.
Categoría: Física y Astronomía.
Titulo: Instalamiento de antenas parabólicas para poder emplear el sistema GPS en paneles solares para disminuir sus pérdidas económicas.
Objetivo: Instalar antenas parabólicas para poder emplear el sistema GPS en paneles solares para disminuir sus pérdidas económicas en la ciudad de Licray (Angaraes).
Variables:
Independiente: Instalamiento de antenas parabólicas para poder emplear el sistema GPS.
Dependiente: Disminucion de pérdidas económicas que produce los robos de paneles solares en la ciudad de Licray (Angaraes).
Hipótesis: Si se instala antenas parabólicas para poder emplear el sistema GPS en paneles solares se disminuirá las pérdidas económicas que producen en la ciudad de Licray (Angaraes).
Resumen: El tema eje que toco esta semana es Reflexión de la luz. La reflexión de la luz es aquél fenómeno que consiste en el cambio de dirección que experimenta los rayos luminosos al incidir en una superficie reflectante (reflejante). En pocas palabras, se denomina reflexión de la luz, cuando los rayos luminosos no pueden continuar propagándose en dirección rectilínea por impedírselo algún obstáculo, estos rayos luminosos salen desviados en otra dirección, es decir, se refleja. Existen dos tipos de reflexión que son:
La reflexión regular o especulas, es aquella en donde los rayos que inciden en forma paralela, se reflejan también en forma paralela. Mientras que la reflexión difusa, es cuando los inciden en forma paralela, se reflejan en cualquier dirección, esto ocurre porque las superficies son ásperas.
Las superficies pulimentadas que reflejan totalmente la luz, se denomina espejos, que habitualmente están formadas por una superficie de vidrio cubierta por detrás con una fina película de plata o por placas de metal pulido. Atendido a su forma, los espejos pueden ser de muchos tipos, destacando entre ellos los espejos planos y los convexos.
Los espejos cóncavos son aquellos cuya superficie reflectante es la parte interna de la superficie esférica. Mientras que los espejos convexos son aquellos cuya superficie reflectante es la parte externa de la superficie esférica.
-La relación con el tema eje es que las antenas parabólicas para recoger las señales de onda de los satélites, son espejos cóncavos metálicos, donde los rayos llegan paralelos y son concentrados en el foco del espejo. Además los satélites que permiten que pueda enviarse la localización de automóviles, personas, etc cubre su necesidad energética por medio de paneles compuestos de celdas solares adosados a sus costados, que como se sabe parte de esta energía va a ingresar a estos paneles, mientras que el otro porcentaje se refleja. .
-La relación con la región es que la ciudad de Licray es capital de la provincia de Angaraes y uno de los doce distritos que lo conforman, ubicada en el departamento de Huancavelica, perteneciente a la región Huancavelica, Perú. Se distingue por la fiesta patronal de la Virgen del Carmen (16 de julio), sus carnavales, sus aguas termales, su historia y naturaleza. La ciudad de Licray es conocida como “La Pequeña Suiza”, por la belleza de sus paisajes y su clima que es bastante benigno y muy agradable. Como ciudad, Lircay se desarrolla dividida por dos ríos que corren paralelos, el Opamayo y el Sicra, determinando éstos los límites naturales de sus tres barrios: Pueblo Nuevo, Pueblo Viejo y Bellavista.
-La relación con la actividad que es el Día Mundial de la Población que tiene como lema “Todos contamos”, que tiene como objetivo el registro de cada individuo que tenga garantizado que todos tengan sus derechos”, lo relaciono ya que esta solución haría que se detectara rápidamente el lugar donde se encuentran estos paneles, permitiendo que los ladrones sean puestos ante la justicia rápidamente que están privatizando los derechos de los pobladores de la ciudad de Licray (Angaraes).
-El propósito de este trabajo es disminuir las pérdidas económicas que genera el robo de estos paneles solares en la ciudad de Licray (Angaraes), instalando antenas parabólicas para poder emplear el sistema GPS que rastreara los paneles robados y a las personas causantes de esto.
Problema:
El panel solar instalado la ciudad de Lircay, capital de la provincia de Angaraes, en el departamento de Huancavelica, fue robado por segunda vez por desconocidos, afectando el monitoreo meteorológico en dicha zona de la sierra peruana.
El Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología (Senamhi) informó que el panel pertenecía a una estación meteorológica automática que permitía registrar datos las 24 horas, un soporte vital para los pronósticos climáticos.
Recientemente, la estación había reanudado sus operaciones tras un primer robo ocurrido hace algunos meses, indicó la institución con sede en Junín.
La información meteorológica constituye un factor importante en el sistema productivo, social y de desarrollo, pues es uno de los recursos primarios básicos para el análisis de situaciones ambientales y la toma de decisiones en casos de emergencia
Los datos que provee resultan ahora mucho más valiosos debido a que se enfrenta un año atípico en el tema de las precipitaciones, que a la fecha ya generan pérdidas económicas, incluso a la provincia de Angaraes.
El Senamhi solicitó a la población de Lircay tomar conciencia y ser partícipe de la seguridad de las estaciones meteorológicas e hidrológicas, ya que este robo pone en riesgo la vida y la seguridad local.
Solución:
a) Antenas parabólicas:
-Definición: Es un tipo de antena que se caracteriza por llevar un reflector parabólico. Su nombre proviene de la similitud a la parábola generada al cortar un cono recto con un plano paralelo a la directriz.
Las antenas parabólicas pueden ser usadas como antenas transmisoras o como antenas receptoras. En las antenas parabólicas transmisoras el reflector parabólico refleja la onda electromagnética generada por un dispositivo radiante que se encuentra ubicado en el foco del reflector parabólico, y los frentes de ondas que genera salen de este reflector en forma más coherente que otro tipo de antenas, mientras que en las antenas receptoras el reflector parabólico concentra la onda incidente en su foco donde también se encuentra un detector. Normalmente estas antenas en redes de microondas operan en forma full duplex, es decir, trasmiten y reciben simultáneamente.
Tipos de antenas: Dependiendo de la superficie reflectora, pueden diferenciarse varios tipos de antenas parabólicas, los más extendidos son los siguientes:
• La antena parabólica de foco centrado o primario, que se caracteriza por tener el reflector parabólico centrado respecto del foco.
• La antena parabólica de foco desplazado u offset, que se caracteriza por tener el reflector parabólico desplazado respecto del foco. Son más eficientes que las parabólicas de foco centrado, porque el alimentador no hace sombra sobre la superficie reflectora.
• La antena parabólica Cassegrain, que se caracteriza por llevar un segundo reflector cerca de su foco, el cual refleja la onda radiada desde el dispositivo radiante hacia el reflector en las antenas transmisoras, o refleja la onda recibida desde el reflector hacia el dispositivo detector en las antenas receptoras.
Sistema que utilizan antenas parabólicas: El principal sistema que usa las antenas parabólicas es en el Sistema de Comunicación, ya que recogen las señales de onda de los satélites.
b) Sistema de Posición Mundial o GPS:
¿Qué es el GPS?
-Definición: El sistema GPS (Global Positioning System) o Sistema de Posicionamiento Global es un sistema de posicionamiento terrestre, la posición la calculan los receptores GPS gracias a la información recibida desde satélites en órbita alrededor de la Tierra. Consiste en una red de 24 satélites, propiedad del Gobierno de los Estados Unidos de América y gestionada por el Departamento de Defensa, que proporciona un servicio de posicionamiento para todo el globo terrestre.
Cada uno de estos 24 satélites, situados en una órbita geoestacionaria a unos 20.000 km. de la Tierra y equipados con relojes atómicos, transmiten ininterrumpidamente la hora exacta y su posición en el espacio.
Esto es, a grandes rasgos, el sistema GPS. A partir de esto, los receptores GPS reciben esos datos que, una vez procesados, nos muestran en el equipo.
-¿Quiénes lo compone?
El GPS lo compone:
-Sistema de satélites: Está formado por 24 unidades con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie del globo terráqueo. Más concretamente, repartidos en 6 planos orbitales de 4 satélites cada uno. La energía eléctrica que requieren para su funcionamiento la adquieren a partir de dos paneles compuestos de celdas solares adosados a sus costados.
-Estaciones terrestres: Envían información de control a los satélites para controlar las órbitas y realizar el mantenimiento de toda la constelación.
-Terminales receptores: Indican la posición en la que están; conocidas también como unidades GPS, son las que podemos adquirir en las tiendas especializadas.
-¿Cómo funciona un receptor GPS?
Los receptores GPS reciben la información precisa de la hora y la posición del satélite, es decir cumple la función de receptor de la información recibida por los satélites. Exactamente, recibe dos tipos de datos, los datos del Almanaque, que consiste en una serie de parámetros generales sobre la ubicación y la operatividad de cada satélite en relación al resto de satélites de la red, esta información puede ser recibida desde cualquier satélite, y una vez el receptor GPS tiene la información del último Almanaque recibido y la hora precisa, sabe dónde buscar los satélites en el espacio; la otra serie de datos, también conocida como Efemérides, hace referencia a los datos precisos, únicamente, del satélite que está siendo captado por el receptor GPS, son parámetros orbitales exclusivos de ese satélite y se utilizan para calcular la distancia exacta del receptor al satélite. Cuando el receptor ha captado la señal de, al menos, tres satélites calcula su propia posición en la Tierra mediante la triangulación de la posición de los satélites captados, y nos presentan los datos de Longitud, Latitud y Altitud calculados. Los receptores GPS pueden recibir, y habitualmente lo hacen, la señal de más de tres satélites para calcular su posición. En principio, cuantas más señales recibe, más exacto es el cálculo de esta posición.
-En resumen se está utilizando las antenas parabólicas ya que concentra las ondas emitidas por satélites, en el caso del GPS, esto es una buena alternativa que se relaciona con el GPS, ya que el GPS consiste en una red de 24 satélites que proporciona un servicio de posicionamiento para todo el globo terrestre. Para la detección de objetos tanto se han automóviles, personas, etc.
Conclusiones: Se llego a la conclusión que instalando antenas parabólicas para poder emplear el Sistema GPS en paneles solares se disminuirá las pérdidas económicas que producen en la ciudad de Licray (Angaraes).
Investigación Futura: Emplear en otras regiones, ciudades, etc el sistema GPS ya sea para monitorear un automóvil, la localización de una persona, entre otras cosas como es el caso de los paneles solares. Si es que la localidad cuenta con una antena parabólica seria mucho mejo, pero si no se cuenta sería bueno que se instale ya que así se puede proporcionar la información de los satélites que emplea el GPS.
Alfabetización Funcional (FODA):
-Fortaleza: Que los pobladores de la ciudad de Licray (Angaraes) ya no perderán gran sumas de dinero, en el remplazo de otro panel solar.
-Oportunidades: Los pobladores de la ciudad de Licray (Angaraes) ya no tendrán problemas largos (debido a que a veces no encuentran estos paneles e incluso las personas permanecen con este problema un buen tiempo, hasta que SENAMHI les entregue otro) en lo que respecta el monitoreo meteorológico, ya que sus paneles serán devueltos rápidamente.
-Debilidades: La principal debilidad del sistema GPS es que a la hora de buscar el panel solar o un automóvil, tienen un error nominal en el cálculo de la posición de aprox. 15m. RMS que puede aumentar hasta los 100 m. RMS.
-Amenazas: La principal amenaza es la falta de información sobre esta solución que puede emplearse para ubicar no solo a un automóvil si no también a un panel solar, otro amenaza que podría generarse es el trato que se va hacer con Estados Unidos para que se pueda emplear el sistema GPS.
Origen y motivo de la investigación: El origen de la investigación es el grave problema de robo de paneles solares en la ciudad de Licray (Angaraes), lo que más preocupa de esto es que esto paneles sirven para el monitoreo meteorológico de esta ciudad. El motivo de investigación es darle una solución a este problema instalando antenas parabólicas para recibir las señales de los satélites que emplean el Sistema GPS.
Viabilidad de la región: La viabilidad de la región es que la comunidad de Licray como tiene la ventaja de poder tener paneles solares para el uso para el monitoreo metereologiaco de esta ciudad, pueden instalar una antena parabólica para poder recibir las ondas transmitidas del los satélites del GPS para localizar los paneles cuando los roben. Pero hablando en el contexto social, la principal solución que debe hacer es reforzar el sistema policial en la ciudad como en los lugares donde se encuentran estos paneles solares donde estaría la antena parabólica.
Palabras Claves (5 mínimos):
-Espejos cóncavos: Los espejos cóncavos son aquellos cuya superficie reflectante es la parte interna de la superficie esférica.
-Antena parabólica: Es un tipo de antena que se caracteriza por llevar un reflector parabólico. Su nombre proviene de la similitud a la parábola generada al cortar un cono recto con un plano paralelo a la directriz.
Las antenas parabólicas pueden ser usadas como antenas transmisoras o como antenas receptoras. En las antenas parabólicas transmisoras el reflector parabólico refleja la onda electromagnética generada por un dispositivo radiante que se encuentra ubicado en el foco del reflector parabólico, y los frentes de ondas que genera salen de este reflector en forma más coherente que otro tipo de antenas, mientras que en las antenas receptoras el reflector parabólico concentra la onda incidente en su foco donde también se encuentra un detector. Normalmente estas antenas en redes de microondas operan en forma full duplex, es decir, trasmiten y reciben simultáneamente.
-Monitoreo meteorológico: Es el monitoreo del estado del tiempo, el medio atmosférico, los fenómenos allí producidos y las leyes que lo rigen.
-Sistema de Posicionamiento Global (GPS): Es un sistema de posicionamiento terrestre, la posición la calculan los receptores GPS gracias a la información recibida desde satélites en órbita alrededor de la Tierra. Consiste en una red de 24 satélites, propiedad del Gobierno de los Estados Unidos de América y gestionada por el Departamento de Defensa, que proporciona un servicio de posicionamiento para todo el globo terrestre.
-Ciudad de Licray: Es capital de la provincia de Angaraes y uno de los doce distritos que lo conforman, ubicada en el departamento de Huancavelica, perteneciente a la región Huancavelica, Perú. Se distingue por la fiesta patronal de la Virgen del Carmen (16 de julio), sus carnavales, sus aguas termales, su historia y naturaleza. La ciudad de Licray es conocida como “La Pequeña Suiza”, por la belleza de sus paisajes y su clima que es bastante benigno y muy agradable. Como ciudad, Lircay se desarrolla dividida por dos ríos que corren paralelos, el Opamayo y el Sicra, determinando éstos los límites naturales de sus tres barrios: Pueblo Nuevo, Pueblo Viejo y Bellavista.
Páginas Web de Consultas:
http://www.lircay.com/
http://www.milenio.com/node/483532
http://es.wikipedia.org/wiki/Meteorolog%C3%ADa
http://www.andina.com.pe/espanol/Noticia.aspx?id=YcFgZaA1Des=
http://www.cascada-expediciones.cl/mnusecundario/actualidad/Articulos/GPS/GPS.htm
http://www.asifunciona.com/electronica/af_gps/af_gps_10.htm
http://electronica.practicopedia.com/como-instalar-una-antena-parabolica-1928
Apellidos y Nombres: Claudio Domínguez Joao Hans. Año de estudio: 2de Secundaria.
Correo Electrónico: joaoclaudio.dominguez@gmail.com
Videos:
En este video se puede apreciar un resumen de lo que es el Sistema GPS y como seria nuestra vida si es que no tuvieramos este aparato.
