3. PROBLEMA: TENPERATURA BAXUETAN LAN EGITEN DUEN ESTAZIO

ELEKTRIKO BATEAN, ERABILI AL DAITEKE SUFRE HEXAFLUORUROA (SF6)

ISOLATZAILE MODUAN?

3.1 JARDUERA, PreLab

Jarduera mota: Problemaren testuingurua aurkeztu eta ikasleek horren

inguruan eztabaidatuko dute, aurretik dakitenaz baliatuz eta bibliografian

aurkitutako materiala kontuan hartuz.

Lan egiteko modua: Taldeka (3 lagun).

Irakaskuntza mota: Gelako praktika

Ebaluazioa: Ebatzi beharreko galdera edo problema guztiak 1

Entregatzekoa izenekoan emango zaizkio irakasleari eta POI jardueren %

20ko pisua izango du.

3.1.1 Andonik konpondu beharreko arazoa ulertzeko ondoren datorren

testoa irakurri.

Velatia (http://www.velatia.com/es) Euskal Autonomia Erkidegoko

industria-talde nagusienetako bat da. Bere baitan hainbat enpresa biltzen

dira, sare elektrikoetakoak, elektronikari lotutakoak, IKT mundukoak,

zehaztasunezko galdaragintzaren ingurukoak, aeronautikakoak, .... Talde

horretan azken urteotan indar handia hartu duen enpresa bat

ORMAZABAL izenekoa da (http://www.ormazabal.com/es). Berau

konpañia nagusienetako bat da energia elektrikoaren transmisioan eta

banaketan, banaketa hori modu eraginkor eta inteligentean egiten

duelarik.

ORMAZABALek saltzen dituen produktuen artean GIS (Gas isolated switch

gear) izenekoak daude, hauetan zelda edo gelatxo hermetiko batean gas

bat daukagu. Tentsio altuko korrontea gure etxeetan erabilgarria den

tentsio baxuagora pasatzeko erabiltzen diren subestazio elektrikoetan

deskarga elektrikoak egon daitezke, eta hori ekiditeko eta subestazioa

modu egokian kontrolatu eta babesteko gas isolatzaile hori erabiltzen da.

(Ondoren datorren argazkian GIS bat azaltzen da).

GIS delako horietan gas hitza erabiltzen da, gailu horren barnean oso

isolatzaileak diren gas inguruneak sortzen baitira, eta esan bezala gailuan

bertan gerta daitezkeen deskarga elektrikoek ekar ditzaketen arazoak

ekiditeko erabiltzen dira. Erabiltzen diren gasen artean behar bada

ezagunena sufre hexafluoruroa dugu (SF6). Munduan ekoizten den gas

horren % 80 GIS horietan erabiltzen da.

ORMAZABALek GIS horietan erabiltzen den SF6 gehiena van’t Hoff & Co.-ri

erosten dio bonbona edo edukinontzi handi batzuetan. Bertan Sufre

hexafluoruroa likido egoeran aurkitzen da. Gas hori GIS horietan

sartzerakoan 1 eta 6 bar tarteko presioak erabiltzen dira, subestazio

elektrikoak erabili behar duen tentsio altuaren arabera.

Duela gutxi, ORMAZABAL enpresa GIS gailu horiek Errusiako enpresa bati

saltzen hasi da. Siberiako ingurunean sare elektrikoaren hedatze programa

zabal bati ekin diote, eta bertan erabiltzeko asmoa daukate. Lanean hasi

direnean, batzuetan GIS horiek arazoak ematen dituztela ikusi dute,

gehienbat oso tenperatura baxuak daudenean.

Arazoa konpondu nahian, bertako ingeniariak hain tenperatura baxuetan

pieza askok izan ditzaketen arazo mekanikoez arduratzen hasi dira, eta

baita ere tenperatura hotz horietan egon daitezkeen lubrikatze arazoak

kontuan hartu dituzte. Dena den, ORMAZABAL larri dabil eta laguntza

eskatu dio van’t Hoff & Co.-ri arazoen erantzule SF6 izan ote daitekeen

aztertu dezan.

Andoniren nagusiak tenperatura hotz horietan GIS barruan dagoen gasa

likido bihurtu daitekeela badaki, eta bere gazte denborako Kimika

Fakultateko garaiak gogora ekarriz, Kimika Fisikoko laborategian egindako

gasen kondentsazioen esperimentuak gogoratu ditu. Tenperatura horietan

zer gertatzen ote den aztertzeko esan dio Andoniri.

3.1.2. Arazoa kokatzeko kontuan izan beharrekoak

3.1.2.1. Zoaz internetera eta honako web orrian aurkituko duzun

dokumentua lortu. SF6 saltzen duen enpresa baten dokumentazio

teknikoa agertzen da bertan, eta ongi etorriko zaizu ondoren

datozen galderak erantzuteko:

http://www.messer.es/Productos_y_suministro/Gases/fichas_gases

/FT_Hexafluoruro_de_azufre.pdf

3.1.2.2. Zure ustez zer da gas likuatu bat? Gure bizitza arruntean

ezagutzen al duzu gas likuatua darabilen beste gailurik?

3.1.2.3. Kalkula ezazu ORMAZABALek erosten dituen bonbona edo

edukinontzi handi horietan zenbatekoa izango den presioa 20°C-

tako biltegi batean gordeta daudenean. Testuinguru horretan, zer

izen ematen zaio presio horri?

3.1.2.4. 20°C-ko tenperatura horretan edukinontzian gasa baino ez

egotea nahi izanez gero, zer egin genezake? GIS horietan erabiltzen

diren presioak kontuan izanik, 20°C-tan zer edukiko genuke GIS

barruan? Gasa soilik ala gasa eta likidoa? Arrazoiak eman zure iritzia

argitzeko.

3.1.2.5. Zenbat modutan idatz daiteke Clausius-Clapeyron-en

ekuazioa? Azal ezazu zein den bertan erabiltzen diren magnitude

guztien esanahia. Ekuazio hori lagungarri gerta al dakiguke gure

arazoa konpontzeko garaian? Nola?

3.1.2.6. 3.1.2.1 ataleko web orrian agertzen diren datuak kontuan

izanik, zergatik uste duzu irakite-puntuaren atalean eta likidoaren

azpiatalean sublimatze-puntua agertzen dela? Ba al du horrek

inongo zentzurik? SF6-ren gutxi gora beherako fase-diagrama

kontuan izateak lagunduko dizu. Gelatik kanpo egin beharrekoa.

3.1.2.7. Taula horretan bertan eta irakite puntuaren alorrean

lurruntze-beroaren datu bat agertzen da. Zer da hori? Gelatik kanpo

egin beharrekoa.

3.1.2.8. Clausius-Clapeyron-en ekuazioa erabili gabe, ba al dago

beste modurik (ekuaziorik) 3.1.2.3 atalean aipatzen den 20ºC-ko

presioa kalkulatzeko? Kalkulatzea lortzen baduzu, aldera ezazu zuk

lortutako balioa eta 3.1.2.1 ataleko orri teknikoan agertzen den

balioarekin. Gelatik kanpo egin beharrekoa.

3.1.3. Laborategian sartu aurretik argitu beharrekoak

Andonik bibliografian aurkitu dituen datuen artean SF6-ren diagrama

aztertu du. Testu batzuetan puntu kritikoa edo puntu hirukoitza aipatzen

dira, baina ezin izan du konposatu honen diagrama osoa lortu. Didalab

etxeko aparatuari esker likido/lurrun makurra lor dezake laborategian

3.1.3.1. Irakasleak aparatua nola erabili esplikatu ondoren (gogoan

izan lehenengo mailan MEK irakasgaian berarekin egindako

saiakerak), bertan dagoen SF6-ren portaera aztertu dezakezu,

presioa igoaz giro-tenperaturan. Deskriba ezazu esperimentuan ikus

dezakezuna, eta ikuspegi kimikofisikoa kontuan izanik, saia zaitez

azaltzen bertan gertatzen ari dena.

3.1.3.2. Saia zaitez berriro ere aparatua hasierako baldintzetara

eramaten. Zer ikusi duzu orain. Zer ikusirik ba al dute lehen egin

duzun esperimentua eta orain egin duzuna?

3.1.3.3. 3.1.2.1 ataleko web orriko orri teknikoan agertzen den

tenperatura kritikoak zerbaitetan mugatuko al du esperimentua

egiteko baldintzak?

3.2 JARDUERA LABORATEGIAN: Zuen lan-hipotesia ongi betetzen den

egiaztatzea.

Jarduera mota: SF6-a tenperatura ezberdinetan zein presiotan

kondentsatzen den neurtzea.

Lan egiteko modua: Taldeka (3 lagun).

Irakaskuntza mota: Laborategiko praktika.

Ebaluazioa: Ikasle bakoitzak laborategiko koadernoa osatuko du

esperimentuak egiten dituen bitartean eta horixe izango da 2

Entregatzekoa delakoa, eta POI jardueren % 25eko pisua izango du.

3.2.1. Esperimentuarekin hasi baino lehen, aparatoa behar bezala

erabiltzeko aholkuak arretaz entzun, segurtasuna oso garrantzitsua baita.

Didalab aparatoari lotuta doakion bainu termostatikoa nola erabili

azalduko zaizu. Horretarako aparatoak dakarren gida-liburua ere hortxe

daukazu, eta lagungarri izan daitezke zure azkeneko txostena egiteko

garaian.

3.2.2 Andoniren nagusiaren hipotesia egiaztatzeko proposatu dituzun

esperimentuak egin Gasen Kondentsaziozko aparatoarekin. Egiten dituzun

gauza oro zure laborategiko koadernoan idatzi. Koaderno horren edukia ez

da aldatu edo borratu behar, eta horretarako egunoro data ipini eta

orrialde guztiak zenbakituak egongo dira. Edozein unetan irakasleak

koadernoa eska diezazuke egiten ari zarena ikusteko. Beraz, bertan idatzi,

irudikatu, ... egiten duzun guztia, erabilitako ekuazioak, eskuz egindako

grafikoak, datuak, erabilitako bibliografia, ...

3.2.3. Lorturiko emaitzak arrazoizkoak iruditzen al zaizkizu Kimika Fisikoan

ikasitakoa kontuan izanik? Laborategian egin dituzun esperimentuen

ondoren, zure hasierako hipotesiak egiaztatu ahal izan dituzu? Behar bada

neurketaren bat errepikatzeko astia duzu. Horrela balitz, zure koadernoko

laborategian neurketa berri hori apuntatu irakasleari koadernoa eman

baino lehen.

3.3 JARDUERA PostLab 1. Lortutako datu esperimentalen tratamendua,

eta saiakerari lotutako beste hainbat ariketen ebaztea.

Jarduera mota: Lortutako emaitzen analisia.

Lan egiteko modua: Taldeka (3 lagun).

Irakaskuntza mota: Gelaz kanpokokoa

Ebaluazioa: PostLab 1 jardueran planteatutako galderak 3 Entregatzekoa

izenekoan bilduko dira eta POI jardueren % 25eko pisua izango du.

3.3.1. Lorturiko datu esperimentuen tratamendua:

3.3.1.1. Irudika ezazu diagrama bakar batean laneko tenperatura

ezberdinetan lorturiko p/V datuak.

3.3.1.2. Kalkula ezazu tenperatura bakoitzeko lurrun-presioa.

3.3.1.3. Datu horiek aurrean izanik, aplika ezazu Clausius-Clapeyron-

en ekuazioa. Ongi betetzen al da aztertu duzun tarte horretan.

3.3.1.4. Kalkula al dezakezu gutxi gora behera SF6-ren tenperatura,

presio eta bolumen kritikoak.

3.3.2. Saia zaitez honako galdera hauek erantzuten. Gainera ongi etorriko

zaizkizu azkeneko txostena idazteko garaian.

3.3.2.1. 3.3.1.3 atalean egindakoa kontuan hartuz, ze ondorio atera

dezakezu SF6-ren irakite puntu normalaz eta lurruntze-entalpiaz?

3.1.2.1 ataleko orri teknikoan aurkitu dituzun balioekin aldera

itzazu, ezberdintasunak azalduz.

3.3.2.2. ORMAZABAL etxeak Zornotzan duen lantegian GIS horiek

betetzeko 45 psi-ko presioa erabili ohi du. Zer da psi? Eta barretan

zenbat izango litzateke?

3.3.2.3. Aurreko ataleko presioan eta -50°C egin ditzakeen leku hotz

batean zer gerta dakioke GIS barruan dagoen SF6-ri?

3.3.2.4. Aurreko galdera aztertu ondoren Andonik problema

ebatzita zuela uste zuen eta bere nagusiaren hipotesia egiaztatu

zela esan zion eta halaxe adierazi zion emailez bidalitako txosten

labur batean. Baina nagusia ez zen oso lasai gelditu eta aspaldiko

Kimika Fakultateko irakasle bati bidali zion Andoniren txostena.

Hona hemen irakasleak emailez bidalitako erantzuna:

3.3.2.5. Aurreko emailean irakurri duzuna kontuan hartuz, zure

emaitzak berriro aztertu beharko dituzu. Zer gertatuko da benetan

3.3.2.3 atalean aipatzen diren tenperatura baxu horietan?

3.3.2.6. Dena den, leku batzuetan zalantzan jartzen ari dira SF6-a GIS

horietan erabiltzeko komenigarria ote den. Bila ezazu horren

inguruko informazioa eta zure txostena osatzeko baliagarria izango

zaizu.

3.4 JARDUERA PostLab 2. van’t Hoff &Co-ri bidali beharreko txostena

prestatzea.

Jarduera mota: Enpresa bati bidali beharreko txostena prestatzea.

Lan modua: Taldeka (3 lagun).

Irakaskuntza mota: Gelatik kanpo egin beharrekoa

Ebaluazioa: Ikasleei eskeiniko zaien formatoa jarraituz, 4 Entregatzekoa

ebaluatuko da, eta bertan van’t Hoff-i bidali beharreko txostena bilduko

da. Entregatzeko honek POI jardueren % 30eko pisua izango du.

3.4.1. Egindako guztia kontuan izanik, ORMAZABAL etxeari bidali behar

diozun txostena idatzi, bertan hain tenperatura baxuetan SF6-ri gerta

lekizkiokenak kontuan izanik. Horretarako irakasleak proposatutako

formatoa erabili.