martes, 31 de enero de 2012

Producir electricidad

Según se afirma en las páginas del libro "La economía azul" se podría utilizar el mismo mecanismo que utilizan los seres vivos en sus células (Denominado bomba de sodio-potasio) para producir electricidad. La prueba sería el voltaje conseguido en una mezcla de agua, cáscara de huevo machacada y piel de plátano desmenuzada. Se puede ver que introduciendo las puntas del tester en la masa se consiguen - 22 milivoltios. El plátano aportaría el potasio y la cáscara de huevo el calcio necesarios para la reacción. Pero; ¿Qué reacción?

Del libro extraemos lo siguiente:

Una clase de cuarto grado en Yokohama (Japón) está excitada: cada escolar recibe un plátano que puede comerse durante la clase, y cuyo aroma es tan agradable como su sabor. El profesor también ofrece un huevo duro a cada uno. Se les indica que corten la piel del plátano en trocitos con unas tijeras y que pulvericen la cascara del huevo. Se mezclan ambas cosas y se añade un poco de agua. Luego se insertan los electrodos de un voltímetro digital en la pasta formada por cascara de huevo y piel de plátano. Todo el mundo exclama y aplaude: ¡el voltímetro registra una corriente eléctrica!

La reacción en Japón no es distinta de la que se constata en Curitiba (Brasil) o Stellenbosch (Sudáfrica): los adultos se sorprenden y los niños se entusiasman. Todo el mundo se pregunta cómo es posible. Sólo estamos familiarizados con fuentes de energía modernas como los generadores de vapor, las centrales nucleares, las centrales térmicas, las centrales hidroeléctricas y los paneles solares fotovoltaicos. Pero estas fuentes de energía son todas de nuevo cuño. Antes, durante 4.000 millones de años, nadie en la Tierra dependía de estas maravillas de la ingeniería humana. Como consecuencia de estos ingeniosos inventos, nos enfrentamos a un cambio climático a causa del exceso de CO2, así como a costes colectivos a largo plazo derivados del almacenamiento y neutralización de los residuos nucleares.

Mientras nos dedicamos a obtener electricidad de la red, no somos conscientes de que nuestro corazón no requiere más de 0,2 voltios, resultado de la suma de cargas de 70 milivoltios, para impulsar el flujo diario de unos 7.500 litros de sangre a través de sus cuatro cámaras. Su generador de electricidad no es otro que la bioquímica del potasio, el sodio y el calcio. No hay ni pilas ni cables. No se requieren metales. De hecho, gracias a una dieta selectiva producto de milenios de evolución, ingerimos una mezcla de moléculas que, entre otras funciones, nos proporcionan un suministro regular de sustancias bioquímicas que permiten que nuestro corazón, cerebro y sistema nervioso trabajen sin necesidad de mantenimiento durante décadas, o incluso más. Ninguna central construida por el hombre suministra energía con tanta Habilidad como las reacciones bioquímicas simples que se producen en nuestro cuerpo.

Hasta aquí todo bien, pero lo mismo se consigue introduciendo las puntas del tester en un vaso de agua y, también, tocando una punta con cada mano (Depende de la persona). Es una buena puesta en escena para hablar de electricidad, pero de eso a dar a entender que la electricidad que consumimos, o una pequeña parte de ella, que también es mucha la podemos llegar a producir con métodos bioquímicos a mi me parece un mero acto de fe, que no de ciencia ni de tecnología.

Según nos informa la editorial del libro, la «economía azul» parte de una premisa sencilla: servirse de las soluciones acumuladas durante millones de años por la naturaleza para alcanzar cada vez mayores niveles de eficacia, respetando el medio y creando riqueza, y traducir esa lógica del ecosistema al mundo empresarial. El autor Gunter Pauli sugiere múltiples posibilidades: desde aplicar el diseño bicolor de la piel de las cebras o la estructura de los termiteros a la arquitectura bioclimática, a teléfonos móviles que se recargan sin batería gracias a la diferencia de temperatura entre el aparato y el cuerpo humano, pasando por la reutilización de los desechos mineros o agrícolas. Presentado como informe para el Club de Roma (Este club tiene su sección española), LA ECONOMÍA AZUL expone cien iniciativas empresariales innovadoras que pueden generar cien millones de empleos en los próximos diez años.

Máquinas de efectos encadenados

Mi compañera Carmen ha hecho unas bonitas máquinas de efectos encadenados con sus alumnos.

A continuación se pueden ver dos vídeos de varias de ellas.

lunes, 30 de enero de 2012

El 40 cumpleaños de la HP-35

La HP 35 fue la primera calculadora de bolsillo de Hewlett-Packard y la primera calculadora científica de bolsillo del mundo (con funciones trigonométricas y exponenciales). Fue introducida en el mercado a principios de 1972 y se vendió hasta 1975. Durante ese tiempo se vendieron más de 300.000 unidades. Este año se cumple su 40 cumpleaños.

Seguidor solar

En el Parc Central del Vallès, entre otras muchas instalaciones de energías renovables, se encuentra un seguidor solar con paneles fotovoltaicos. Los paneles solares SunPower están formados con células fotovoltaicas que no tienen la clásica conexión por delante. El seguidor solar MecaSolar utiliza material Brown Advance.

La estructura alberga 12 grandes paneles fotovoltaicos de 13 x 20 células. Todo el conjunto va fijado sobre una base cilíndrica de hormigón.

El seguidor se mueve en dos ejes el de azimut y el de altura, de forma que la superficie de los paneles se mantenga lo más perpendicular posible a los rayos solares. El control de estos movimientos lo lleva un ordenador en donde se han registrado las posiciones del Sol para todos los días del año. Cada tres minutos se corrige la posición del seguidor mediante dos motorreductores. El uso del seguidor solar incrementa la electricidad recogida por los paneles en un 35 %.

El vidrio del panel se ha roto por tensiones en el marco metálico sobre el que va fijado. Aun así el panel continua produciendo electricidad, aunque en menor cantidad.

Este es el aspecto de las células sin conexionado superior, una gran superficie de aspecto uniforme.

Aspecto de una de las esquinas del panel que tiene el vidrio roto.

Este mismo panel tiene en su parte posterior una agresión con fuego, posiblemente hecha con un encendedor de gas, por alguien con ganas de hacer daño. Los desperfectos nos permiten ver las tiras metálicas de conexión de las células enroscadas por efecto del calor.

En la base se encuentran los anillos de giro azimutal. Sobre el superior se fijan los diferentes elementos de la estructura.

En la fotografía anterior se puede ver el motor, con reductor de tornillo sinfín, que mueve el seguidor solar en azimut.

La solución técnica es ingeniosa, en lugar de tallar una enorme corona dentada, se utiliza una cadena de transmisión sobre la que engrana el piñón del motor que efectúa el movimiento.

La cadena de transmisión va sujeta, mediante unos tensores, por sus extremos.

En la fotografía anterior se pueden ver uno de los ejes por donde gira el seguidor en altura, el sector sobre el que va montada la cadena de transmisión y el motor con reductora que engrana sobre ella.

Vista del sector de cerca, permitiendo ver el extremo de la cadena de transmisión.

Cada uno de los grandes paneles tiene 3 cajas de conexión para poder trabajar con diferentes voltajes de salida, de forma que se conecten en serie o en paralelo.

Esta caja alberga el ordenador que controla el funcionamiento del seguidor solar.

Un original dispositivo de articulación ayuda al montaje de las tres piezas que forman la estructura sobre la que se montan los paneles fotovoltaicos.

Para facilitar el movimiento en altura se han montado unos cilindros amortiguadores de gas.

Páginas de silicio

Hace unos días me dejaron un libro digital que había tenido un percance con el agua y había dejado de funcionar. Me pidieron que comprobase el estado de la batería y, lo cierto, es que estaba en buenas condiciones. Aproveché para hacerle algunas fotografías y este es el resultado.

En su pantalla de cristal líquido quedó la imagen del fabricante, que mostraba cuando dejó de funcionar.

Esta es la tapa trasera.

Aquí podemos ver sus características eléctricas.

Una vez retirada la tapa posterior el aspecto es este.

Unas cuantas zonas de la placa de circuito impreso están cubiertas por pequeñas tapas metálicas encajadas sobre pequeños marcos soldados en la placa.

El chip ATHEROS AR61026 proporciona conexión Wifi al libro digital.

El integrado Wolfson Microelectronics WM8960G es un controlador estéreo de los altavoces.

El chip SAMSUNG K4X2G323PC es una memoria RAM DDR de 2 Gb, que funciona a 1,8 voltios.

En la esquina superior izquierda se puede ver una autoinducción, dentro de ella existe un hilo de cobre bobinado, debajo hay un conjunto de pequeñas resistencias, más abajo un par de condensadores y otra resistencia (R100). Bajo esta resistencia se encuentra otra autoinducción. Hacia la derecha hay un conjunto de resistencias (Negras) y condensadores (Color crema) y un gran diodo con el extremo marcado por una banda (72).

Conjunto de condensadores (C5, C3, C7).

El chip EPSON KCRE7000 es un controlador E-Ink que proporciona a la pantalla de cristal líquido del libro digital un alto contraste.

Estos cuatro diodos con el extremo rojo resultan muy vistosos.

Este es el resorte de retroceso del microinterruptor de encendido.

Estas autoinducciones son minúsculas pastillas (L20, L21, L22).

En la superficie de la cabeza del tornillo (Que no es muy grande) cabe uno de estos pequeños integrados negros de 8 pines (DN1, DN2), que son bloques de cuatro diodos.

Junto a los conectores, el resto de componentes, dos resistencias y un bloque de cuatro condensadores, resultan muy pequeños.

Aquí la diversidad es muy grande, resistencias, condensadores, un transistor e integrados diversos.

jueves, 26 de enero de 2012

Construcción de la máquina de vapor del Titanic (II)

La pieza que aquí se muestra es el cilindro de vapor de baja presión del lado de popa. En la parte inferior del cilindro están los anclajes para los montantes verticales que forman la estructura de la máquina. Junto al cilindro se encuentra la distribución cilíndrica, que permite la admisión de vapor a alta presión, y el escape, por las dos caras del pistón (Se trata de un cilindro de doble efecto). En la parte de la distribución entra un tubo más pequeño, para el vapor a presión, y sale un tubo más grueso, con el vapor de escape que se dirige a la turbina de baja presión. Los dibujos están hechos con el programa SketchUp, indicándose las medidas en mm del motor real.

Visto desde abajo se pueden apreciar las entradas del vástago del cilindro de vapor y de la distribución cilíndrica del mismo. El tubo grueso horizontal es del escape de vapor, es decir, el que envía el vapor desde el cilindro de baja presión hasta la turbina de baja presión. El otro tubo horizontal es el que trae el vapor desde el cilindro de media presión hasta el de baja presión. También se pueden ver los anclajes para los montantes verticales.

Las placas para unir el cuerpo del cilindro a los montantes verticales están algo desplazadas hacia abajo.

En la parte superior se puede observar el espacio utilizado por el cilindro y el distribuidor de vapor.

martes, 24 de enero de 2012

Aerogenerador Bergey-Ecotecnia

En el Parc Central del Vallès hay diversas instalaciones de energías renovables, entre ellas un equipo CICLOPS de Ecotecnia.

Este equipo incluye un conjunto de placas fotovoltaicas y un aerogenerador Bergey EXCEL(Construido bajo licencia) de 10 Kw de potencia.

La empresa Ecotecnia desarrolló este concepto en 1998 para la electrificación de sitios aislados. El conjunto incluye un banco de baterías, con sus reguladores de carga de los paneles fotovoltaicos y del aerogenerador y un ondulador para producir corriente alterna.

Los equipos CICLOPS se diseñaron para poder integrar otras fuentes de energía, como los motores diésel.

La empresa Ecotecnia era una cooperativa catalana que se dedicó desde los años 80 al diseño y fabricación de aerogeneradores. En su momento se integró en el grupo vasco Mondragón y, posteriormente, vendieron la empresa al grupo francés Alstom.

Aeromotor del Parc Central del Vallès

El Parc Central del Vallès es un centro de educación medioambiental habilitado en los edificios de una antigua granja, situada entre Sabadell y Barberà del Vallès. Uno de los elementos que se conserva es el aeromotor de bombeo. Recuerdo hace unos 25 años, cuando aun funcionaba como granja, ver girar este molino.

A continuación se puede ver el disco de las palas del aeromotor con la paleta de desorientación y la veleta plegada sobre ella.

Aquí se puede ver algo más ampliado.

En la actualidad está montado sobre una estructura mixta de hormigón y acero.

Las paletas de chapa se sujetan sobre tres aros metálicos.

Para dar rigidez al rotor se utiliza un bauprés sobre el que se sujetan unos tirantes que van unidos al aro exterior.

Hacia atrás queda el elemento de la cola de orientación sobre el que se sujetan los muelles de retroceso.

Aquí podemos ver como las palas metálicas están ya algo despintadas.

El mecanismo de bombeo es el clásico de biela-manivela.

Cerca del mecanismo de accionamiento de la bomba se puede ver el gancho en donde se fija el muelle de retroceso.

Las piezas del cuerpo del aeromotor son de hierro fundido.

Aun se conserva la varilla que accionaba la bomba del pozo.

Por el agujero de la nueva estructura metálica se cuela la varilla de accionamiento de la bomba.

Las palas del rotor están remachadas sobre un perfil metálico de refuerzo.

En la actualidad está desorientado por motivos de seguridad.

Vista de cerca de los tirantes unidos al bauprés.

Visto de cerca, el rotor tiene un cierto grosor.

Vista del mecanismo desde abajo.