OPTIMIZACIÓN DE UN EQUIPO SOLAR PARA EXTRAER Y CARACTERIZAR CERA DE ABEJAS
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ
FACULTAD DE CIENCIAS APLICADAS
EAP DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL
Piura - 2014
RUIZ ROMERO, Norma.
VILCAHUAMAN PORTADA, Berenice Trinidad
CAMAYO LAPA Becquer Frauberth
XXI SIMPOSIO DE ENERGIA SOLAR
10 al 14 de noviembre del 2014
XXI Simposio nacional de energía solar y del ambiente Piura 2
La apicultura que se trata de la
crianza de abejas con fines de
polinización y producción de miel,
cera, polen, jalea real, propóleos y
veneno de abejas.
Es una actividad eminentemente
rural que se establece en costa,
sierra y selva de nuestro país, que
según el Reglamento de la ley N°
26305 es una actividad
agroindustrial que contribuye al
desarrollo agrario y protección del
medio ambiente.
PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO
XXI Simposio nacional de energía solar y del ambiente Piura 3
Para el incremento de la producción apícola es
necesario además de una flora apícola, implementar
en los apiarios de equipos con tecnologías
apropiadas para aprovechar mejor sus productos de
las abejas. Esta carencia ha motivado que se
investigue la necesidad de optimizar el cerificador
solar artesanal implementando mejoras para
aprovechar las condiciones de radiación solar en
nuestra zona de Tarma, dejando de quemar leña y
reduciendo emitir CO2 a la atmosfera por ser el sol
una energía renovable
Apicultura: cuadros de miel
XXI Simposio nacional de energía solar y del ambiente Piura 4
Apicultura: cuadros de crías
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Proceso de extracción de cera de abaja por baños María
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La transformación de la cera en Tanzania.
Formulación del problema
¿Cuál es el equipo solar óptimo para
la extracción de cera de abeja?
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Panales de
descarte Equipo solar
tipo colector
Radiación
solar
Cera
Opérculos
Objetivo general
Determinar el equipo solar óptimo para la
extracción y caracterizar la cera de abejas.
XXI Simposio nacional de energía solar y del ambiente Piura 9
Objetivos específicos
O Adaptar y construir los equipos solares de
recuperación de cera de la abeja en la Provincia
de Tarma.
O Identificar el equipo solar apropiado de
recuperación de cera evaluando
experimentalmente en la Provincia de Tarma.
O Evaluar la calidad de la cera recuperada.
10XXI Simposio nacional de eneregía solar y del ambiente Piura
Marco teórico
O Espinoza, (2006), realizó la investigación:Herramienta para la extracción de cera deabeja, en la carrera de diseño industrial de laUniversidad de Chile para optar el título dediseñador industrial
O Camayo, (2013). Realizó la investigación:Radiación solar y calidad ambiental de laRegión Junín de la Unidad de Posgrado de laFacultad de Ciencias Forestales y delAmbiente, Universidad Nacional del Centrodel Perú, Huancayo
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Antecedentes
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Nº Estación Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dec Prom. Tc Sig Rent.
1. RUNATULLO 4,72 4,40 4,49 4,44 4,41 4,25 4,39 4,83 4,91 4,91 4,84 4,58 4,60 8,84 0,00 Si
2. JAUJA 6,25 5,98 5,65 5,66 5,50 5,30 5,46 5,94 6,34 6,56 6,71 6,39 5,98 14,61 0,00 Si
3. TARMA 6,17 6,03 5,82 5,45 5,00 4,76 4,81 5,30 5,72 6,05 6,13 6,11 5,61 14,49 0,00 Si
4. HUASAHUASI 4,71 4,17 4,06 4,36 4,24 4,12 4,17 4,63 4,89 4,99 5,12 4,63 4,51 4,77 0,00 Si
5. COMAS 5,11 4,63 4,53 4,74 4,65 4,43 4,55 5,10 5,36 5,44 5,76 5,27 4,96 7,70 0,00 Si
6. LA OROVA 6,28 5,97 5,63 5,58 5,40 5,18 5,36 5,84 6,21 6,48 4,74 6,35 5,92 13,37 0,00 Si
7. RICRAN 5,11 4,76 4,42 4,78 4,92 4,68 4,85 4,64 5,43 5,45 5,68 4,82 4,96 8,80 0,00 Si
8. INGENIO 6,54 6,26 5,87 5,73 5,48 5,26 5,46 5,95 6,36 6,68 6,69 6,53 6,08 13,54 0,00 Si
9. JUNÍN 5,91 5,88 5,49 5,59 5,49 5,31 5,53 6,09 6,52 6,70 6,69 6,37 5,96 13,58 0,00 Si
10. SAN JUAN DEJA 6,22 5,91 5,55 5,53 5,40 5,14 5,29 5,79 6,25 6,52 6,80 6,42 5,90 12,26 0,00 Si
11. VIQUES 6,62 6,43 6,14 6,03 5,74 5,40 5,55 6,03 6,41 6,75 7,01 6,62 6,23 15,48 0,00 Si
12. HUAYAO 6,50 6,26 5,91 5,84 5,60 5,34 5,46 5,96 6,38 6,69 7,00 6,67 6,13 13,92 0,00 Si
13. LAIVE 6,33 5,98 5,70 5,72 5,55 5,48 5,67 6,16 6,46 6,61 6,89 6,50 6,09 15,48 0,00 Si
14. SANTA ANA 5,64 5,50 5,20 5,12 4,91 4,72 4,86 5,27 5,57 5,81 6,07 5,76 5,37 11,23 0,00 Si
15. SHULLCAS 5,79 5,46 5,47 5,42 5,12 4,99 5,25 5,81 6,10 6,35 6,49 6,36 5,72 11,59 0,00 Si
Promedio 5,86 5,57 5,33 5,33 5,16 4,96 5,11 5,56 5,93 6,13 6,32 5,96 5,60 4,769 0,001 Si
RentabilidadRadiación solar global promedios diarios mensuales, [kWh/m2/día]
Radiación solar estimada por estaciones
de Sierra y su rentabilidad económica
Radiación solar estimada por: estaciones de Selva y su rentabilidad económica
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Nº Estación Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dec Prom. Tc Sig Rent.
16. PICHANAKI 3,90 3,78 3,83 3,58 3,32 3,27 3,43 3,87 4,35 4,42 4,20 3,95 3,83 -1,59 0,14 No
17. SAN RAMÓN 4,96 4,89 4,74 4,38 4,01 3,90 3,97 4,48 5,05 5,28 5,66 4,93 4,69 4,32 0,00 Si
18. SÁTIPO 4,08 4,01 3,93 3,81 3,45 3,32 3,50 3,95 4,37 4,53 4,52 4,23 3,98 -0,22 0,83 No
19. PUERTO OCOPA 4,45 4,35 4,29 4,08 3,74 3,61 3,78 4,32 4,79 4,94 4,87 4,60 4,32 2,49 0,03 Si
Promedio 4,36 4,26 4,20 3,96 3,63 3,53 3,67 4,16 4,64 4,79 4,81 4,43 4,20 1,60 0,14 No
17. SAN RAMÓN 4,96 4,89 4,74 4,38 4,01 3,90 3,97 4,48 5,05 5,28 5,66 4,93 4,69 4,32 0,00 Si
16. PICHANAKI 3,90 3,78 3,83 3,58 3,32 3,27 3,43 3,87 4,35 4,42 4,20 3,95 3,83 -1,59 0,14 No
18. SAN RAMÓN 4,96 4,89 4,74 4,38 4,01 3,90 3,97 4,48 5,05 5,28 5,66 4,93 4,69 4,32 0,00 Si
19. SÁTIPO 4,08 4,01 3,93 3,81 3,45 3,32 3,50 3,95 4,37 4,53 4,52 4,23 3,98 -0,22 0,83 No
Promedio 4,16 4,05 4,02 3,82 3,51 3,40 3,57 4,41 4,50 4,63 4,53 4,26 4,04 0,35 0,74 No
SUB ZONA SELVA BAJA
Radiación solar global promedios diarios mensuales, [kWh/m2/día] Rentabilidad
SUB ZONA SELVA
SUB ZONA SELVA ALTA
TeoríasCERA DE ABEJA
O Según Lesser (1998, p.172), considera que:
La cera es segregada por las glándulas ceríferas que seencuentran en el abdomen de la abeja, producida poraquellas de 10 a 20 días de edad entre los meses desetiembre-octubre hasta fines de enero, fecha que coincidecon las buenas temperaturas y presencia de miel y néctar
O La cera se extrae de los opérculos, panales viejos, panalestorcidos y de recortes cuando se hacen trasiegos, (Lesser,1998, p.172)
O Según Hepburn (1986), menciona la fabricación de cera apartir de la miel tiene un costo de entre 4 y 12 Kg de miel porcada Kg de panal construido por las abejas.
XXI Simposio nacional de eneregía solar y del ambiente Piura 14
XXI Simposio nacional de eneregía solar y del ambiente Piura 15
Según Espinoza (2006, p 26), se prevé que en
condiciones normales las abejas consumen
entre 6 - 8 Kg de miel por Kg de cera secretada.
Si las condiciones ambientales no son del todo
favorables (temperatura), dicho consumo puede
empinarse a los 15 - 20 kg de miel por kg. de
cera.
Usos
O Una gran parte, de la cera extraída de las
colmenas, vuelve de nuevo a ellas en
forma de láminas de cera
O Impermeabilizante para la madera y el
cuero y para el refuerzo de hilos.
O Fábricas de candelas y como ingrediente
para ungüentos, medicinas, jabones y
betunes
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EXTRACCION DE CERA DE ABEJA
Antonio (2013),manifiesta que: La formamás práctica, limpia yeconómica se realiza pormedio del fundidor decera solar, que es unacaja con tapa de vidrio.Funde la cera medianteel calor que retieneestando en el sol. En laparte media y su interiortiene una bandeja enplano inclinado, dedonde cae, una vezfundida, en un molde.
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Fig. 2 Cerificador solar (Fuente: ©
mielarlanza.com)
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Cerificadores artesanales
Principio de funcionamiento del horno solar
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Según Lake Rebecca (s/f), traducido por Rafael Ernesto Díaz, nos
presenta que los principios de funcionamiento de las concinas
solares son tres:
• Conversión: Una vez que la luz del sol se
concentra, debe ser absorbida y convertida a
la radiación infrarroja o energía térmica
• Contención: Una vez que la luz solar es
absorbida y convertida en energía térmica,
debe estar contenida
• Concentración: Las cocinas solares
funcionan usando sólo la luz solar, se
requieren algunos medios para concentrar la
energía del sol.
Hipótesis
El equipo solar óptimo para la
extracción de cera de abejas es el
que cuenta con una tapa de doble
vidrio y un reflector en la Provincia de
Tarma.
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Variables: Clasificación y operacionalización
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Variable
s
Independiente
Colector tipo horno
Dependiente
Cera
Escala de
medición
Tapa con un vidrio
Tapa con dos vidrios
Tapa con un vidrio y
con reflector
Tapa con dos vidrio
y con reflector
Rendimiento:
Cantidad
Tiempo
Calidad de cera
Aspectos metodológicos de la investigación
Tipo Tecnológica
Nivel Experimental
Métodos Modelaje
Diseño Factorial 2 x 2
Técnicas de
procesamiento de datos
Estadísticas: ANOVA y Duncan.
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Tipo de
extractor solar
Tiempo
(minutos)
Cantidad
(gramos)
Repeticiones
1 3
2 3
3 3
4 3
1. Cerificador artesanal con tapa de un vidrio
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2. Cerificador con tapa de dos vidrio
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3. Cerificadores de tapa con un vidrio y dos vidrios con reflector
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RESULTADOS
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T1 (minutos) T2 (minutos) T3(minutos) Can 1 (g) Can 2 (g) Can 3 (g)
tapa con 1 vidrio S/R 127 75 60 164 142 130
Tapa con 1 vidrio C/R 30 103 45 242 250 190
Tapa con 2 vidrio S/R 127 75 60 208 194 150
Tapa con 2 vidrio C/R 30 81 30 324 240 220
Tipo de cerificadorcantidad de extracciónTiempo de extracción
Tabla 8
Resultados en tiempo y cantidad de la extracción con los
cuatro tipos de extractores solares de cera de abejas
29
Tabla 10
Extracción de cera: análisis de varianza
del factor grupo
Suma de
cuadrados gl
Media
cuadrática F Sig.
Inter-grupos 23017.000 3 7672.333 5.769 .021
Intra-grupos 10640.000 8 1330.000
Total 33657.000 11
Inter-grupos 3730.250 3 1243.417 1.031 .429
Intra-grupos 9652.000 8 1206.500
Total 13382.250 11
ANOVA de un factor
Cantidad
Tiempo
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Tabla 11
Prueba de post hoc: Comparaciones múltiples
por grupos (en extracción de cera de abejas)
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1 2 3
Cerificador un vidrio 3 145.33
Cerificador dos vidrios 3 184.00 184.00
Cerificador un vidrio y reflector 3 227.33 227.33
Cerificador dos vidrios y reflector 3 261.33
Sig. .230 .184 .287
a. Usa el tamaño muestral de la media armónica = 3,000.
Duncana
Cantidad
TipoN
Subconjunto para alfa = 0.05
Se muestran las medias para los grupos en los subconjuntos homogéneos.
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Gráfico 1: De las medias
Análisis físico químico de la cera de abejas
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CONCLUSIONES
O El equipo solar óptimo para la extracción cera de abejases el cerificador que cuenta con una tapa de doble vidrioy espejo como reflector seguido por el cerificador contapa de un vidrio y espejo como reflector.
O La cera de abejas extraída con los equipos solares tienela calidad de acuerdo a las Normas de control de calidadde ceras de abejas del laboratorio tecnológico delUruguay (LATU).
O El equipo solar es una propuesta ambientalmentesostenible de aplicación de energías limpias para losapicultores por su bajo costo y facilidad de manejoconstituyéndose una tecnología apropiada.
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¡MUCHAS GRACIAS!