FÍSICA II
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA
DEL ESTADO DE MÉXICO 
PLANTEL DR. ÁNGEL MA. GARIBAY KINTANA
DE LA ESCUELA PREPARATORIA
ASIGNATURA: FÍSICA II
TEMA: "UN MURO VERDE PARA LA
SUSTENTABILIDAD ECOLÓGICA Y DEL HOMBRE"
ELABORADO POR:
ALARCÓN ARCEGA ANA FERNANDA
DÁVILA ÁLVAREZ MILKA YAXIRI
DIOSDADO RAMÍREZ JOSUÉ SILVERIO
LÓPEZ VALDEZ LUIS RODRIGO
SERRANO SALINAS VANIA STEPHANY
5° SEMESTRE GRUPO 6. EQUIPO 5.
TÍTULO DEL PROTOTIPO: MURO VERDE
Principio físico que sustenta el prototipo:
Caída libre del agua
Se conoce como caída
libre cuando desde cierta altura un cuerpo se deja caer para permitir que la
fuerza de gravedad actué sobre el, siendo su velocidad inicial cero.
En este movimientos el desplazamiento es en una sola dirección que corresponde al eje vertical (eje "Y").
Es un movimiento uniformemente acelerado y la aceleración que actúa sobre los cuerpos es la de gravedad representada por la letra g, como la aceleración de la gravedad aumenta la velocidad del cuerpo, la aceleración se toma positiva.
En este movimientos el desplazamiento es en una sola dirección que corresponde al eje vertical (eje "Y").
Es un movimiento uniformemente acelerado y la aceleración que actúa sobre los cuerpos es la de gravedad representada por la letra g, como la aceleración de la gravedad aumenta la velocidad del cuerpo, la aceleración se toma positiva.
La caída de agua pluvial
La respuesta depende
del diámetro y del peso de la gota de agua; cuanto mayor es, más rápido
cae. Aún así, se calcula que la velocidad oscila entre los 8 y los 32
kilómetros a la hora. Una gota de lluvia puede tener un diámetro mínimo de 0,5
milímetros, como un grano de sal, y un máximo de 6,35 milímetros. En el primer
caso, la gota cae a unos 2 metros por segundo, o sea, a 8 km/h. Si la gota es
grande, irá a 9 metros por segundo o 32 km/h. Este valor se obtiene por medio
de dos fuerzas que entran en juego: la fuerza de la gravedad y la resistencia
al viento.
En 1904, el físico Philipp Lenard construyó un túnel de
viento vertical para calcular la velocidad de las gotas. Fue entonces cuando se
dio cuenta de que la velocidad de la
gota aumentaba si ésta era grande, pero sólo hasta un límite, 4,5 mm. Si es mayor, la gota se deforma y
crece la resistencia al viento, con lo que se ralentiza su caída.
Al analizar lo que es la caída libre
de un cuerpo y relacionar eso con la caída de agua mediante sistemas de riego
por goteo,se observó que gracias a la fuerza de gravedad y al sistema formado
de manera vertical junto con las investigaciones de varios científicos,la caída
libre y la fuerza de atracción de gravedad sustentan el riego en el muro verde.
Equilibrio
Equilibrio es
el estado de un cuerpo cuando la suma de todas las fuerzas y momentos que
actúan en él se contrarrestan.
Proviene del latín aequilibrĭum, que
se compone de “aequus”, que significa
‘igual’, y “libra”, ‘balanza’.
Decimos que alguien o algo está en equilibrio cuando, a pesar de tener poca
base de sustentación, se mantiene de pie
sin caerse. En este sentido, sinónimos
de equilibrio son contrapeso, compensación o estabilidad.
La estática determina las condiciones
bajo las cuales un cuerpo actuado por diversas fuerzas permanece en equilibrio,
es decir en reposo. El desarrollo de la estática viene desde mucho tiempo
atrás, mucho antes del desarrollo de la dinámica.
Fuerzas causadas por ciertos soportes
Es conveniente analizar en forma más o menos sistemática las fuerzas que causadas por ciertos tipos de soportes, cuerdas, resortes, empotrados,articulaciones y otros, donde en las figuras que siguen se ilustran las componentes de fuerzas y pares que ellos causan.
Es conveniente analizar en forma más o menos sistemática las fuerzas que causadas por ciertos tipos de soportes, cuerdas, resortes, empotrados,articulaciones y otros, donde en las figuras que siguen se ilustran las componentes de fuerzas y pares que ellos causan.
Ejemplo 4.2.1
La barra de la figura de masa m y largo 2 a está en
equilibrio apoyada sobre una pared vertical lisa y sostenida por un extremo
mediante un hilo de largo b. Determine los posibles ángulos θ de equilibrio.
Como pudimos
observar un cuerpo se encuentra en equilibrio cuando las sumas de las fuerzas y
los momentums que actúan sobre el cuerpo se contrarrestan, esto quiere decir
que las fuerzas y los momentums actúan de manera diferente en el cuerpo, lo que
hace que este se mantenga en un estado de contrapeso que hace que el muro se
mantenga en equilibrio constante.Y es por eso que el equilibrio es otro factor
físico que explica el funcionamiento del muro verde.
Problemática social que resuelve:
Se entiende como
impacto a la alteración producida dentro de un medio y se define como medio ambiente a un sistema formado por elementos
naturales y artificiales que están interrelacionados y que son modificados por
la acción humana. Se trata del entorno que condiciona la forma de vida de la sociedad
y que incluye valores naturales, sociales y culturales que existen en un lugar
y momento determinado. Es por esto que se define al impacto ambiental como una
alteración generada por parte del hombre hacia el conjunto de elementos
naturales que rodean a un entorno.
La investigación se
llevará a cabo dentro del Plantel Dr. Ángel Ma. Garibay Kintana de la escuela
preparatoria perteneciente a la Universidad Autónoma del Estado de México que
se localiza en el municipio de Toluca, Estado de México, en la calle Heriberto
Enríquez esquina con Ceboruco; durante un periodo de tiempo correspondiente a
los meses de Agosto a Octubre del año en
curso.
La temática “UN MURO VERDE PARA LA SUSTENTABILIDAD
ECOLÓGICA Y DEL HOMBRE” se eligió debido a que durante los últimos años se
ha observado un consumo excesivo de productos y materiales inorgánicos dentro
del plantel educativo Dr. Ángel Ma.
Garibay Kintana que por consecuencia ha generado gran cantidad de desechos que
contaminan nuestro entorno.
Por tanto, para responder
a la pregunta: ¿Cómo reducir el impacto ambiental de los desechos sólidos
producidos dentro del Plantel Dr. Ángel
Ma. Garibay Kintana para contribuir en la preservación del medio ambiente?, se
estableció que como plan de acción que se implementará la realización de un
muro verde elaborado con materiales
reciclados tales como botellas de pet y derivados de los plásticos; fomentando
el cuidado del medio ambiente para mejorar la calidad de vida del ser humano y
creando conciencia dentro de la sociedad para llevar a cabo diversas
actividades pro ambiente.
¿A quién va dirigido?
La realización de éste proyecto va dirigida para todos aquellos individuos que conforman a la población estudiantil del Plantel "Dr. Ángel Ma. Garibay Kintana" del nivel educativo medio superior perteneciente a la Universidad Autónoma del Estado de México, así como para su personal docente (incluyendo a las autoridades directivas) y también al personal de intendencia.
1er prototipo: Muro verde con tubos de PVC
Lista de materiales para elaborar el prototipo:
- 4 tubos de pvc de 6 pulgadas de diámetro y 6 mts de largo.
- 4 T´s de 6 pulgadas de diámetro
- 4 codos de 6 pulgadas de diámetro
- Tierra
- Plantas
- Una bomba de agua manual para garrafón.
- Vasos de plástico.
- Una manguera de plástico de 2 mts de largo
- Pegamento especial para PVC
- Silicón caliente
- Herramientas (mazo, segueta, arco, sierra, pistola de calor, taladro y flexómetro)
PLANOS DE LA ESTRUCTURA
PROCESO DE ELABORACIÓN Y ¿CÓMO FUNCIONA?
Para familiarizarnos más con el tema fue necesario investigar la definición de muro verde que se presenta a continuación de manera muy resumida: “ un muro verde es una estructura de contención vertical implantada en un sistema que permite colocar vegetación sobre las paredes, en el cual se utiliza riego automatizado, lo que hace de su estructura algo novedoso y estético , sin mencionar el gran impacto que conlleva para con el entorno que nos rodea, siendo una buena alternativa para dar sustentabilidad ecológica en beneficio de los seres vivos y para prolongar la calidad de vida del hombre.
La primer estructura propuesta para la construcción del muro verde fue una marco rectangular elaborado y ensamblado a base de tubo pvc; el ensamble fue realizado con 4 codos de pvc de 6 pulgadas de diámetro y 4 T´s, las cuales unen los tramos de pvc a manera de trabes horizontales en las cuales se colocaría el sistema de riego por goteo hecho con un filtro de malla de costal (para evitar que el sistema de riego se tape) y sobre el cual se colocaría la tierra para plantar vegetación, procedimiento posterior a perforar los tubos haciendo pequeños orificios en ellos con un taladro y de cortar una parte del tubo dejando una apertura para dicho ensamble. La parte superior del marco serviría como un recipiente captador de agua al ser cortada una de sus partes y perforada con el taladro para permitir el paso del agua, ya sea de tipo pluvial, es decir agua de lluvia, que como se mencionó anteriormente se transferirá a todas las plantas de la estructura traspasando los tubos horizontales. De esta misma forma se ensambló un sistema de riego por medio de una bomba de agua manual la cual se encuentra ensamblada en el contenedor de agua de la parte inferior del marco, dentro del cual se localizara el agua almacenada de los riegos por goteo realizados anteriormente para ser reutilizada en riegos a futuro.
El agua contenida en el almacén subirá hacia el sistema de captación por medio de una manguera que estará conectada a la bomba y se prolongará por la parte interna de un tubo hacia la parte de arriba para que de esta forma el agua vuelva a caer de forma vertical hacia las plantas cumpliendo otro ciclo de riego uniformemente.
MODELO
En la siguiente imagen se aprecia un boceto de lo que es el prototipo original y muestra cómo es que esta armada las estructura de los tubos de pvc.
Como resultado de la elaboración del prototipo realizado se espera que funcione de una buena manera cumpliendo con algunas características como:
1- Un mantenimiento fácil del muro verde para con las plantas, debido a que la estructura de PVC es resistente a materiales corrosivos
2- Un sistema de riego que cumpla con un funcionamiento apropiado
3- Crear conciencia en la población estudiantil para impulsarlos a realizar proyectos que ayuden al ambiente .
4- Dar un buen cuidado a las plantas y que este sea notorio.
5- Tener un diseño atractivo, llamativo y estético
Al momento de realizar una muestra sobre funcionamiento del prototipo, nos dimos cuenta que en algunos aspectos no cumple con algunos resultados, tal el caso del bombeo de agua, ya que se planeaba realizar el bombeo con una bomba eléctrica pero se hizo más factible y económico utilizar una bomba manual, mostrando así, algunos desajustes impidiendo la fluidez correcta del agua debido a la poca cantidad de fuerza constante aplicada y a que el ensamble de la bomba y la manguera presentó algunas fugas.
Muestra de ensamble entre plantas y tubos de PVC
Muestra de sistema de bombeo de agua
Muestra del 1er prototipo terminado
2do prototipo: Muro verde con malla de plástico y botellas de pet
Lista de materiales para elaborar el prototipo:
- 2 mallas de plástico rectangulares de 2.40 m de largo y 1.20 m de alto
- 2 marcos rectangulares de madera delgada de 2.40 m de largo y 1.20 m de alto
- Botellas de pet de 600 ml y 2 lts.
- 3 latas de pintura negra en aerosol
- 2 bases verticales en forma hexagonal con peldaños internos
- Plantas
- Tierra
- Alambre
- Esponjas
- Herramientas (Taladro, segueta, engrapadora de ensamblaje para madera, tornillos, destornillador eléctrico).
PLANOS DE LA ESTRUCTURA
PROCESO DE ELABORACIÓN Y ¿CÓMO FUNCIONA?
Al percatarnos que el primer prototipo para muro verde no fue del todo funcional, el equipo decidió dar un cambio radical en cuanto a su estructura y los materiales empleados para darle todas las mejoras posibles y que esta vez si funcionara de manera correcta, a continuación se explicará el proceso de elaboración del muro y su funcionamiento:
Primeramente tuvimos que cortar palos cuadrados de madera delgada en unas dimensiones de 2.40 m de largo y 1.20 m de alto, siendo en su totalidad 4 palos de 2.40 m y 4 palos de 1.20 m y posteriormente para crear las estructuras de madera rectangulares con la engrapadora de ensamblaje: así mismo adaptando dichas estructuras a las mismas dimensiones de las mallas de plástico, las cuales fueron unidas a los marcos con ayuda de tornillos, un taladro y un destornillador eléctrico para acelerar el proceso de unión.
Para la elaboración del sistema de plantación de vegetación requerimos de muchas botellas de pet de 600 ml y de 2 lt las cuales fueron ensambladas boquilla (c/u con su tapa correspondiente, la cual contenía un pequeño orificio para dar el paso al agua y pintadas con la pintura negra en aerosol para evitar que las plantas sufrieran daños por los rayos UV producidos por el sol) con cola mediante perforación y mencionando que dentro de cada boquilla se colocaron pequeños trozos de esponja que actúan a manera de filtros contra la tierra evitando que el sistema de riego por goteo se tape.
Debido a que cada cadena de botellas iniciaba con una de 600 ml a la parte de abajo de cada una de estas se le tuvieron que hacer pequeños orificios con un taladro para lograr tener un sistema de riego por medio de captación de agua pluvial y dentro de los cuales se amarraron alambres para poder colgarlas en la estructura elaborada a base de los marcos de madera y la malla de plástico; también se tuvieron que perforar por un costado para así permitir un sistema de riego manual.
Cada botella de dos litros contenía en su tapa un orificio que permitiera el paso del agua, como se mencionó anteriormente y se le anexaron pequeños pedazos de esponja, para introducir las plantas en dichas botellas, se les tuvo que perforar un costado a manera de hacer un orificio de un tamaño considerable.
En cuanto a las estructuras hexagonales de madera con peldaños internos se anexaron al ensamblaje del muro con ayuda de tornillos, un taladro y un destornillador eléctrico par tener un lugar en donde colocar más plantas y que también funcionara de tal manera que fuera una base que equilibrara el peso de cada lado del muro para que este no se cayera.
MODELO:
A continuación se muestra el esquema del primer boceto realizado sobre la estructura del muro:
En este apartado cabe mencionar que inicialmente solo se planeaba hacer un marco con una malla pero a decisión grupal se llegó a la conclusión de que le daría un toque más vistoso, llamativo y estético hacer dos marcos y ocupar dos mallas para realizar a mayor escala el prototipo.
Los resultados esperados por el equipo iban en relación con lo siguiente:
1- Un mantenimiento fácil del muro verde para con las plantas.
2- Un sistema de riego que cumpla con un funcionamiento apropiado
3- Crear conciencia en la población estudiantil para impulsarlos a realizar proyectos que ayuden al ambiente .
4- Dar un buen cuidado a las plantas y que este sea notorio.
5- Tener un diseño atractivo, llamativo y estético.
Llegando a concluir la elaboración del prototipo de manera exitosa cumpliendo con cada uno de los objetivos anteriormente mencionados al 100% teniendo dentro de nuestro sistema de riego y la estructura un ahorro en cuanto a un aspecto económico ya que el presupuesto gastado en el segundo prototipo fue más barato que en el primero y logrando llevar a exposición dentro del plantel el proyecto elaborado y sustentando al medio ambiente debido a la producción de oxígeno que emanan las plantas colocadas en el muro, ayudando al planeta en una escala bastante considerable para la sustentabilidad de los seres vivos y prolongando y mejorando la calidad de vida del hombre que habita en un territorio repleto de contaminación por desechos plásticos y sólidos debido a la urbanización.
Muestras del resultado final del prototipo
¿Dónde se puede aplicar el muro verde?
Como se ha mencionado con anterioridad un muro verde es una construcción en forma vertical que cuenta con vegetación en el exterior, y también se ha dicho que este puede ser una buena alternativa para disminuir los problemas ambientales en las grandes ciudades.
Un muro verde se puede instalar en distintos lugares, ya que es de fácil armado y el mantenimiento no necesita de mucho esfuerzo; claro ejemplo de los lugares en donde podría colocarse es en las escuelas, esta clase de construcciones además de tener un llamativo diseño y elegancia, es bueno para las instituciones educativas ya que es una manera en que tanto estudiantes como alumnos pueden ayudar a prevenir enfermedades tanto fisicas como psicologicas por ser un medio de que puede combatir el estrés y de relajación pero que al mismo tiempo ayuda al ambiente. En zonas industriales puede aplicarse para contrarrestar los daños causados por las emisiones de gases que la empresas y fábricas emiten al aire provocando daños a la salud humana a consecuencia de contaminación del aire; el muro de una manera puede ir absorbiendo los quimicos y toxicos dañinos y posteriormente producir oxígeno para que de este modo se evite en un determinado rasgo la contaminación al aire purificando.
Un muro verde tiene grandes beneficios al ambiente y las personas de ahí su gran utilidad y la importancia de realizarlo.
CONCLUSIÓN
A manera de conclusión a lo largo de la elaboración del prototipo y pasando por diversos cambios, adaptaciones y pruebas, el equipo no. 5 del quinto semestre grupo 6 ha determinado que la realización de un muro verde a gran escala tiene la suficiente capacidad para lograr producir el oxígeno suficiente para abastecer a las personas que viven en zonas urbanizadas
y colaboran en la purificación del aire reduciendo las afecciones causadas por los gases del efecto invernadero, siendo una manera fácil, estética y económica de ayudar al planeta, además de tener un sencillo mantenimiento.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Monografías .et. al. (2011) Fuerzas Y Equilibrio capitulo 4 http://m.monografias.com/trabajos81/caida-libre/caida-libre.shtml
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Galindo, A. et, al. (2012). La vegetación como parte de la sustentabilidad urbana: beneficios, problemáticas y soluciones, para el Valle de Toluca. Quivera, 98-108.
Ortiz, M. (27 de Mayo de 2017). El impacto de los plásticos en el ambiente. La Jornada.
S/A. (16 de Noviembre de 2014). LOS MUROS VERDES MÁS ALLÁ DE LA MODA: CONOCE TODOS SUS BENEFICIOS. Obtenido de ecoosfera.com: http://ecoosfera.com/2014/11/los-muros-verdes-mas-alla-de-la-moda-conoce-todas-sus-propiedades/
S/A. (S/F). SOLUTIOMA. Obtenido de Soluciones en Taludes, Paisaje y Medio Ambiente: https://solutioma.com/es/geomalla-tridimensional.php
Velázquez J. y Vázquez Y. (2017). Cultura ambiental y desarrollo sustentable. UAEM. México. pps. 147-150.
Verde, G. (S/F). Beneficios de los Jardines Verticales para la salud. Mejoras en la calidad de vida. Obtenido de Generación Verde: https://generacionverde.com/beneficios-de-los-jardines-verticales-para-la-salud/
Verde, G. (23 de Julio de 2014). Plantas para Jardines Verticales (Paleta Vegetal). Obtenido de youtube.mx: https://www.youtube.com/watch?v=_NajFu9tLGE
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