Cómo hacer un generador eólico casero paso a paso (Instrucciones + PDF gratis)

Este diseño de generador eólico casero se caracteriza por ser simple y eficiente, al mismo tiempo que su construcción es rápida y sencilla de hacer. La energía eólica es abundante, limpia, barata y fácil de aprovechar, por lo que esta es una gran oportunidad para empezar a obtener energía del viento ¡Pongámonos manos a la obra!

La seguridad primero

Cómo hacer generador eólico casero paso a paso

La seguridad debe ser la máxima prioridad a la hora de trabajar con electricidad. Tome todas y cada una de las pautas de seguridad que le explicaremos a continuación.

El usuario que haga uso de esta información asume total responsabilidad por su seguridad.

Los generadores de viento pueden ser muy peligrosos porque uno se expone a partes que se mueven rápidamente, chispas eléctricas y condiciones climáticas violentas. Estas son algunas de las cosas que debe tener en cuenta:


  1. Siempre ponga a tierra y coloque fusibles en su sistema eléctrico, así como en cada componente dentro de él.
  2. Párese siempre contra el viento cuando vea el generador eólico casero para evitar escombros en caso de falla.
  3. Siempre prepare cuerdas o cables de seguridad cuando esté trabajando en la torre o el generador eólico casero.
  4. Cablee siempre las conexiones de forma segura con el aislamiento adecuado, como tubos termo-retráctiles o cinta aislante.
  5. Nunca toque los cables positivo y negativo al mismo tiempo mientras están conectados a la batería.
  6. Nunca deje su aerogenerador desconectado de nada, a menos que esté en el suelo. Debe estar conectado a una batería u otra carga. También puede cortocircuitarlo cruzando los cables positivo y negativo del generador eólico casero juntos, para proporcionar un circuito cerrado. Si no hace uno de estos, puede girar libremente y alcanzar velocidades peligrosas.
  7. Nunca exponga las baterías al calor, chispas o llamas. No fume cerca de las baterías, ya que pueden encenderse y explotar con facilidad.

Materiales y herramientas

La mayoría de las herramientas y materiales que utilizaremos en este instructivos se pueden encontrar en una ferretería de su barrio o en vertederos. Esto es lo que necesitará:

Herramientas

Generador eólico casero Herramientas

La ayuda de un asistente le facilitará el trabajo. Si necesitas algunas de estas herramientas, haz clic en sus nombres a continuación para explorar sus ofertas (o de productos similares) en Amazon:

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TaladroBrocas (7/32, ¼ y 5/16 pulgadas)
Sierra de calar con hoja de metalLlave Stilson
Destornillador de cabeza planaLlave inglesa
Tornillo de banco y/o abrazaderaPelacables
Cinta métricaMarcador negro
CompásTransportador
Juego de machos y terrajas
N° 20 de ¼ pulgadas
Carretilla
Mezclador de cementoPala
Cubo obra de gomaCemento

Materiales para el generador eólico casero

Generador eólico casero Materiales

NOTA: Si dispone de un equipo soldador, puede soldar una sección de 4 pulgadas de tubería en una de 2 pulgadas en su tubería cuadrada en lugar de usar la brida, el niple y los tornillos para láminas de metal.

Motor

  • Motor de cinta transportadora de servicio continuo de 260V CC, 5A con un cubo roscado de 6 pulgadas
  • Diodo de bloqueo de 30 – 50 amperios (unidireccional)
  • 2 pernos de motor de 5/16 x 1 ¾ pulgadas
  • Tubería de PVC de 3 X 11 pulgadas

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Cola

  • Superficie de metal liviano de 0,1 metros cuadrado (aproximadamente)
  • 2 tornillos autorroscantes de ¾ pulgadas

Aspas

  • Tubo de PVC de 24 pulgadas de largo de 8 pulgadas (si es resistente a los rayos UV, no necesitará pintarlo)
  • 20 pernos de 6 x ¼ pulgadas
  • 9 arandelas de ¼ pulgadas
  • 3 hojas de papel A4 y cinta

Torre

La torre se construirá una vez acabado el generador, se necesitará otra serie de materiales para emprenderla. Para la torre necesitará:

generador eólico casero torre
Base
  • 2 boquillas de tubo de acero de 0,6 metros x 1 ¼ pulgadas
  • Niple de tubería de acero de 6 X 1 ¼ pulgadas
  • Codo de 90° de 2 X 1 ¼ pulgadas
  • Tubo de acero en “T” de 1 ½ pulgadas
Polo
  • Pieza de 3 – 6 metros de tubería de acero de 1 ½ pulgadas
  • 2 piezas de alambre trenzado de cobre #8 (debe ser lo suficientemente largo para pasar por el poste hasta las baterías)
Cableado
  • Perno en U de 1 ½ pulgadas
  • 4 cables guía, de al menos 7,6 metros de largo (deben ser lo suficientemente largos para ir del poste a las estacas)
  • Cuatro estacas
  • 4 tensores

1° Paso: Diseño de las aspas

Nota: Imágenes de mayor resolución en el PDF gratis al final del artículo

Corte de las aspas: Deberá fabricar 9 aspas (o 3 juegos de aspas) y una tira fina de residuo de PVC.

  1. Coloque el tubo de PVC de 24 pulgadas de largo y el tubo cuadrado uno al lado del otro sobre una superficie plana. Empuje un tubo contra el otro y marque la línea donde se tocan. Esta será la línea A.
  2. Haga una marca cerca de cada extremo de la Línea A, a 23 pulgadas de distancia.
  3. Pegue con cinta adhesiva 3 hojas de papel A4, de modo que formen una hoja de papel larga y completamente recta. Envuelva esto alrededor de la sección de tubería en cada una de las dos marcas que acaba de hacer, una y luego la otra. Asegúrese de que el lado corto del papel esté recto a lo largo de la Línea A y que el papel esté recto contra sí mismo donde se superpone. Marque una línea a lo largo del borde del papel en cada extremo. Esas serán las líneas B y C respectivamente.
  4. Comience donde la Línea A se cruza con la Línea B. Yendo a la izquierda alrededor de la Línea B, haga una marca cada 145 mm. El último tramo debe ser de unos 115 mm.
  5. Comience donde la línea A se cruza con la línea C. Dando la vuelta a la línea C, haga una marca cada 145 mm. El último tramo debe ser de unos 115 mm.
  6. Marque cada línea con una regla.
  7. Cortar por estas líneas, con la sierra de vaivén, de manera que te queden 4 tiras de 145 mm y una tira de unos 115 mm.
  8. Tome cada tira y colóquelas con el interior del tubo hacia abajo.
  9. Haga una marca en un extremo de cada tira a 115 mm del borde izquierdo.
  10. Haz una marca en el otro extremo de cada tira a 30 mm del borde izquierdo.
  11. Marca y corta estas líneas, usando la sierra de vaivén.
  12. Coloque cada aspa con el interior del tubo hacia abajo.
  13. Haga una marca a lo largo de la línea en ángulo de la hoja, a 3 pulgadas del extremo ancho.
  14. Haga otra marca en el extremo ancho de la hoja, a 1 pulgada del borde recto.
  15. Conecte estas dos marcas y corte a lo largo de la línea. Esto evitará que las palas interfieran con el viento de los demás.

Lijado de las aspas

Deberá lijar las aspas para lograr el perfil aerodinámico deseado. Esto aumentará la eficiencia de las mismas, además de hacerlas más silenciosas al girar.

El borde en ángulo (delantero) tiene que ser redondeado, mientras que el borde recto (de cola) tiene que ser puntiagudo.

Las esquinas afiladas deben redondearse ligeramente para reducir el ruido.

2° Paso: Diseño de la cola

Nota: Imágenes de mayor resolución en el PDF gratis al final del artículo

Las dimensiones exactas de la cola no son importantes. Con aproximadamente un 0,1 metro cuadrado de material liviano, preferiblemente metal debería ser suficiente. Puede hacer que la cola tenga la forma que desee, siempre que esté rígidamente unida al generador. No debe quedar flojo.

3° Paso: Montaje del eje

Más adelante nos centraremos en los agujeros a realizar en la brida de piso, ya que estos son los que determinan el equilibrio. Por el momento continuaremos con las aspas y el tubo cuadrado.

Perforación de orificios en tubos cuadrados: con la broca de 5/16″

Nota: Imágenes de mayor resolución en el PDF gratis al final del artículo
  1. Coloque el motor en el extremo delantero del tubo cuadrado, de modo que la parte del cubo cuelgue sobre el borde y los orificios para pernos del motor queden hacia abajo.
  2. Gire el motor hacia atrás para que pueda ver los orificios de los pernos y marque su posición en el tubo cuadrado.
  3. Taladre un orificio de 5/16″ en cada marca a lo largo del tubo.

Perforación de orificios en las aspas: con la broca de 1/4″

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  1. Marque dos orificios en el extremo ancho y a lo largo del borde recto de cada una de las tres aspas. El primer orificio debe estar a 3/8 pulgadas del borde recto y 3/ 8 pulgadas desde la parte inferior. El segundo orificio debe estar a 3/8 pulgadas desde el borde recto y a 1 ¼ pulgadas desde la parte inferior.
  2. Taladre estos 6 orificios.

Perforación y aterrajado de orificios en el cubo: con la broca de 7/32″ broca y macho de 1/4″

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  1. El motor de cinta transportadora viene con el eje acoplado. Para quitarlo, sostenga el extremo del eje (que pasa por el cubo) firmemente con unos alicates y gire el eje en el sentido de las agujas del reloj. Como este eje se desenrosca en el sentido de las agujas del reloj, las aspas girarán en sentido contrario a las agujas del reloj
  2. Haz una plantilla del cubo en una hoja de papel, usando un compás y un transportador.
  3. Marque 3 orificios, cada uno de los cuales está a 2 3/8 pulgadas del centro del círculo y equidistantes entre sí.
  4. Coloque esta plantilla sobre el cubo y perfore un orificio inicial a través del papel y en el centro en cada orificio.
  5. Taladre estos agujeros con la broca de 7/32″.
  6. Terraje los orificios con el macho de ¼” x 20.
  7. Atornille las palas en el cubo con los pernos de ¼”. En este punto, los agujeros exteriores no han sido perforados.
  8. Mida la distancia entre el borde recto de las puntas de cada aspa. Ajústelos para que todos queden bien equidistantes. Marque y perfore cada agujero en el cubo a través del agujero vacío en cada aspa.
  9. Etiquete las aspas y el cubo para que pueda hacer coincidir qué aspa va a dónde en una etapa posterior.
  10. Retire las aspas y luego taladre y terraje estos tres orificios exteriores.

Fabricación de una funda protectora para el motor

  1. Dibuje dos líneas rectas, separadas aproximadamente por ¾ de pulgada, a lo largo del tubo de PVC de 3 x 11 pulgadas. Luego corte a lo largo de estas líneas.
  2. Haga un corte de 45 grados al final de la tubería.
  3. Coloque unos alicates de punta fina dentro de la tira que ha cortado y haga palanca para separar el tubo.
  4. Asegurándose de que los orificios de los pernos del motor estén centrados en el medio de la tira faltante del tubo de PVC, empuje el motor dentro de la tubería. Con una persona extra podrá hacer este trabajo más fácilmente.

4° Paso: Ensamblar todo

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  1. Coloque el motor encima del tubo cuadrado y atorníllelo con los dos pernos de 5/16 x 1 ¾ de pulgada.
  2. Coloque el diodo en el tubo cuadrado, aproximadamente 2 pulgadas detrás del motor, y atorníllelo en su posición con el tornillo autorroscante de metal.
  3. Conecte el cable negro que sale del motor al terminal de entrada positivo del diodo (Etiquetado AC en el lado positivo).
  4. Conecte el cable rojo que sale del motor a la terminal de entrada negativa del diodo (etiquetado AC en el lado negativo).
  5. Centre la cola sobre el tubo cuadrado, en el extremo posterior. Sujete la cola al costado del tubo cuadrado.
  6. Usando 2 tornillos autorroscantes, atornille la cola en su lugar.
  7. Coloque cada aspa en el cubo de manera que todos los orificios queden alineados. Usando los pernos y arandelas de ¼ de pulgada, atornille las aspas al cubo. Para los tres orificios internos, use dos arandelas por perno, una a cada lado del aspa. Para los tres orificios externos, solo use una arandela al lado del cabeza del perno. Apriete.
  8. Sujete el extremo del eje del motor (que pasa por el cubo) firmemente con unos alicates y gire el cubo en sentido contrario a las agujas del reloj hasta que se apriete y se detenga.
  9. Atornille el niple firmemente en la brida de piso con una llave para tubos.
  10. Sujete el niple en un tornillo de banco de modo que la brida de piso quede hacia arriba y nivelada.
  11. Coloque el tubo cuadrado (y todo lo que está sobre él) encima de la brida del piso y muévalo de manera que quede perfectamente equilibrado.
  12. A través de los orificios de la brida de piso, marque el tubo cuadrado en el punto de equilibrio.
  13. Taladre estos dos orificios con una broca de 5/32 de pulgada (probablemente tendrá que quitar el centro y la cola para hacer esto).
  14. Fije la tubería cuadrada a la brida del piso con dos tornillos para láminas de metal.

Para que su turbina eólica tenga una vida útil más larga debe pintar las palas, la funda del motor, el soporte y la cola.

5° Paso: Construcción de la torre

La torre es uno de los componentes más importantes de su sistema de generador eólico casero. Debe ser fuerte, estable, fácil de subir y bajar y estar bien anclado. Cuanta más alta sea su torre, a más viento estará expuesto su generador. Los cables de sujeción deben colocarse al menos cada 5,5 metros de altura de la torre. Los cables de sujeción deben estar anclados al suelo al menos al 50% de la altura desde la base.

Fabricar y montar la torre de generador eólico no es tan difícil. Al igual que anteriormente, es más seguro hacerlo con la ayuda de una o más personas.

Paso 5.1: Base

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  1. Cavar un hoyo de aproximadamente 30 cm de diámetro y 60 cm de profundidad.
  2. Coloque el Niple de Tubería de Acero de 6 X 1 ¼ pulgadas a través de la parte horizontal de la “T” de Tubería de Acero de 1 ½”
  3. Atornille los codos en cada extremo de la boquilla de 6 X 1 ¼ pulgadas.
  4. Atornille los niples de tubería de acero de 0,6 metros X 1 ¼ pulgadas en los codos.
  5. Coloque la base de la bisagra en el orificio, de modo que la “T” no toque el suelo. La parte horizontal de la “T” debe estar nivelada.
  6. Cuando la base esté a plomo y nivelada en el orificio, viértale hormigón.

Paso 5.2: Polo

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  1. Perfore un agujero grande de aproximadamente 30 cm desde la parte inferior de la tubería de acero de 3 a 6 metros y 1 ½ pulgadas para que salga el cable.
  2. Atornille el tubo en la parte vertical de la “T”.
  3. Hacer 4 ataduras de alambre, cada atadura constará de varias vueltas de alambre.
  4. Coloque el perno en U de 1 ½ pulgadas alrededor de la tubería, a 90 cm de la parte superior de la tubería, pasándolo por las cuatro ataduras de alambre que acaba de hacer.
  5. A continuación, mueva las ataduras para que estén igualmente espaciadas.
  6. Apriete las tuercas del perno en U.
  7. Asegure un cable de sujeción a cada uno de los lazos en el perno en U.

Paso 5.3: Cables de sujeción

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  1. Coloque las cuatro estacas (espaciadas uniformemente) a unos 3,5 metros de la base.
  2. Clave cada estaca firmemente en el suelo, inclinándolas ligeramente lejos de la base.
  3. Conecte un tensor a cada estaca, usando varios hilos de alambre.
  4. Levante el poste en posición vertical y nivélelo.
  5. Fije a los cables guía a los tensores
  6. Sostenga el poste nivelado y apriete todos los tensores para garantizar un ajuste seguro.
  7. Marque el tensor delantero para futuras referencias.

Paso 5.4: Cableado

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  1. Suelte el cable guía delantero y baje el poste al suelo.
  2. Pase los cables n.° 8 hacia abajo a través del poste y hacia afuera a través del orificio en la parte inferior de la tubería.
  3. Envuelva los extremos inferiores de los cables para formar un circuito cerrado.

Paso 5.5: Montaje del generador eólico casero

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  1. Desliza el generador eólico casero sobre la parte superior del poste.
  2. Pasa los cables por el generador.
  3. Envuelva el cable positivo (rojo) del generador al cable positivo (rojo) que pasa por el poste. Asegure la conexión y use tuercas para cables o conectores termo-retráctiles. Hacer lo mismo con los cables negativos.
  4. Levante la pértiga jalando el cable guía delantero a su lugar. Apriete el cable guía a la marca hecha anteriormente.
  5. Desenvuelva los extremos de los cables y conéctelos a los terminales positivo y negativo de su banco de baterías. Si tiene un controlador de carga y/o un amperímetro, consulte las instrucciones del fabricante para el cableado del sistema.

Su generador eólico casero está terminado.

Preguntas frecuentes sobre el generador eólico casero

En esta sección se cubrirá la mayoría de las preguntas frecuentes que se tiene sobre el generador eólico casero. Esperamos que solucione la mayoría de sus dudas.

1) ¿Cuánta energía puede producir este aerogenerador?

El generador eólico puede producir 100 vatios con un viento de 30 mph a 12 voltios CC. Comienza a cargar una batería de 12 voltios alrededor de 7 a 10 mph o 270 a 300 rpm.

2) ¿Tendré el suficiente viento para usar este aerogenerador?

Probablemente tenga suficiente viento a veces, pero tal vez no todo el tiempo. Este generador necesita de 7 a 10 mph para comenzar a cargar una batería de 12 voltios, y lo mejor es de 15 a 20 mph.

3) Tengo un motor, ¿puedo usarlo?

Quizás. El motor debe ser de imán permanente y tener 25-35 rpm por voltio. Para obtener más información, consulte la siguiente sección sobre piezas.

4) ¿De dónde se consigue el motor?

El motor particular que se utilizó en este instructivo proviene de una caminadora. Puede usar diferentes motores de caminadoras siempre que tengan imanes permanentes y tengan 25-35 rpm por voltio. Para obtener más información, consulte la siguiente sección sobre piezas.

5) ¿Puedo montar el motor directamente en la brida de la tubería?

No, no hagas esto, no podrá equilibrar la montura. Conecte el motor a la tubería cuadrada, luego conecte la tubería cuadrada a la brida de la tubería en el punto de equilibrio.

6) ¿Dónde se encuentra tubos PVC de 8”?

Consulte a los que trabajan en la perforación de pozos local por piezas de desecho. Además, a veces los que trabajan en suministros de riego también los tienen. Los departamentos de alcantarillado y agua de la ciudad también pueden tener algunos tubos así desechados. Debido a que solo necesita un poco más de un metro de tubería, será fácil encontrar uno de estos en lugar de tratar de comprar la pieza.

7) ¿Puedo usar otro tamaño de tubería?

Sí, pero el rendimiento será diferente. Puede modificar el tamaño de la tubería para obtener resultados diferentes. Para obtener más información, consulte la sección a continuación sobre las piezas.

8) ¿Puedo usar aspas de ventilador?

Sí puedes, pero tu rendimiento será pobre. Hay una diferencia entre atrapar el viento y crearlo. Las cuchillas de las instrucciones son fáciles de hacer, así que empieza por ahí.

9) ¿Qué tamaño de alambre de cobre sugiere conectar a las baterías?

Sugerimos al menos un cable trenzado de calibre 10. Lo mejor son los cables de soldadura trenzados finos, ya que son resistentes, pero más caros. No use alambre sólido, se romperá.

10) ¿No se tuercen los cables cuando el generador eólico sigue al viento?

Sí y no. Lo hacen y pueden torcerse, pero ¿es un problema? No para nosotros. Un buen remedio es colocar un enchufe en la parte inferior y desenroscar los cables una vez cada pocos años, si se convierte en un problema. O use cables de soldadura, se desenroscarán. No recomendamos implementar anillos de salto, ya que es probable que fallen y permitirán que el generador gire muy rápido, creando un peligro para la seguridad.

11) ¿Qué baterías uso con este generador eólico?

Las baterías de plomo-ácido de ciclo profundo funcionan bien. Las baterías de los automóviles funcionarán durante un tiempo y luego fallarán. Obtenga baterías de ciclo profundo. Las baterías de los carritos de golf son buenas y, por lo general, puede obtenerlas viejas gratis en los campos de golf.

12) ¿Qué tipo de controlador debo usar para este generador?

Los controladores de carga y descarga son mejores con los generadores eólicos. Básicamente, cuando las baterías se llenan, descargan la energía adicional proveniente del generador eólico en una carga y descarga, como un calentador de agua. Hay muchas fuentes y tipos de estos controladores. No utilice un controlador en línea, como lo haría con un panel solar. Estos controladores de serie desconectan el generador de viento cuando las baterías se llenan, lo que le permite girar libremente y correr el riesgo de que arroje piezas y aspas al aire.

Piezas del generador eólico casero

Las piezas pueden ser difíciles de encontrar a veces. Si tienes algo que podría funcionar, pruébelo. Esto es lo que utilizamos:

Motor

El motor es el núcleo de generador eólico. Sin él, olvídese del resto. Necesitará un motor de imanes permanentes. ¿Por qué imanes permanentes? Porque funcionan bien como generadores, que es lo que se quiere aquí. Además, normalmente no requieren altas revoluciones para obtener algo de potencia utilizable. Para averiguar si su motor podría funcionar, busque en la etiqueta y encuentre las rpm. Luego, encuentre el voltaje de trabajo. Divida las rpm por el voltaje para obtener las rpm por voltio. Para este tipo de máquina, necesita 25-35 rpm por voltio. Cuantas más rpm por voltio, más rápido debe girar Chispito para cargar una batería, lo que significa que necesitará más viento antes de que comience a cargarse. Por lo tanto, opte por bajas revoluciones por voltio.

El motor también debe tener un cubo adjunto. Si no es así, tendrá que encontrar algo que funcione. Las hojas de sierra, las poleas y los cubos de otra cosa podrían funcionar, pero recuerde, esta cosa puede alcanzar hasta 1500 rpm, ¡así que aprieta bien el cubo!

El motor debe ser fácil de girar a mano y debe producir un poco de voltaje con un giro manual. Algo en el rango de 1-2 voltios con un giro manual será excelente. En caso de duda, conecte el motor a un torno o taladradora para obtener una buena representación de lo que generará a las velocidades establecidas. Si la máquina no puede obtener energía con esta prueba, tampoco lo hará con el viento.

Aspas

Estas aspas están diseñadas para ser baratas y fáciles de fabricar. Dicho esto, las aspas pueden ser muy peligrosas. Nuestra sugerencia es usar el material más grueso posible y debe pintarse obligatoriamente. El PVC es vulnerable al daño de los rayos UV, por lo que la pintura ayudará con eso. La tubería de alcantarillado verde que tiene un grosor de 3/8” es una hoja excelente que es duradera.

Otros tamaños de tubería funcionarán, pero el rendimiento puede cambiar. Si usa menos de 8 pulgadas de diámetro, podría ser una idea usar 4 aspas en lugar de 3 en su generador. Haz las aspas lo más anchas posibles, y tal vez unos centímetros más largos.

Las aspas más largas ayudarán a arrancar el generador a velocidades de viento más bajas, pero la salida en el extremo superior será menor. Diseño para qué vientos tienes. Si solo recibe brisas pequeñas, haga que sus palas sean anchas y largas, y tal vez agregue una adicional. Si tiene vientos huracanados todos los días, mantenga las aspas cortas y delgadas, y fácilmente producirá mucha energía con esta máquina.

Montura y cola

La montura y la cola deben ser resistentes. Suelde el soporte al tubo de guiñada, si es posible. Además, asegúrese de que su cola esté bien allí. Si vibra, agregue un perno que atraviese todo el soporte.

Las colas son más efectivas si son grandes, así que no escatimes en el tamaño. Nos gusta la carcasa metálica de lavadoras y secadoras para nuestras colas. Esos casos harán muchas colas, así que hágalos lo más grandes que pueda.

El equilibrio de la montura y la cola es extremadamente importante. Sin el equilibrio adecuado, la máquina vibrará y creará estrés en todas partes. También será ruidosa. Por lo tanto, agregue pesos, taladre agujeros y haga todo lo posible para que quede lo más equilibrado posible.

Esperamos que haya disfrutado de este proyecto. Para conocer más inventos caseros ecológicos no dude en volver a visitarnos.

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Nota: Este artículo es una versión traducida y modificada de otro, puede ver el original aquí.

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Cómo hacer un refrigerador de arcilla Zeer Pot sin electricidad paso a paso (Instrucciones + PDF gratis)

El refrigerador de arcilla Zeer Pot es un invento sorprendente que te brindará una oportunidad de oro para mantener frescos tus alimentos de una forma inteligente y ecológica.


Ya sea que quieras ahorrarte parte de la factura de la luz de tu casa, experimentar cosas nuevas o salirte de la red eléctrica por cuestiones de sostenibilidad, no te pierdas la oportunidad de poner a prueba esta idea increíble ¡Manos a la obra!

¿Cómo funciona el refrigerador de arcilla?

Un refrigerador de arcilla Zeer Pot es un “enfriador por evaporación” que se originó (y aún se sigue utilizando) en las zonas rurales de África y el Medio Oriente para mantener frescas las frutas y verduras. El mismo consiste en dos macetas de terracota, una anidada dentro de la otra, con un espacio entre ellas lleno de arena húmeda. La arena sirve como una masa térmica que ayuda a mantener fría la maceta y actúa como una envolvente que esparce la humedad por las paredes de la maceta. Cuando se coloca en un lugar sombreado y ventilado, la evaporación del agua de la superficie exterior enfría la maceta hacia el interior. 

Si por tu hogar circula una buena brisa, la maceta puede enfriarse bastante, llegando incluso a rivalizar con un refrigerador eléctrico de baja potencia. Imagina ese escalofrío que sientes cuando sales de una piscina y, de repente, sopla el viento. Ahora imagina esa sensación térmica húmeda durante todo el día. Así es como se sentiría en el interior la maceta al recibir una brisa constante.

Sin embargo, a menos de que el aire sea muy seco y la maceta esté expuesta a una brisa constante, generalmente no se enfrían tanto como un refrigerador común, pero de igual forma puede mantener las verduras frescas durante un par de semanas. Con un aire fresco y seco y una brisa fuerte constante, el interior de un refigerador de arcilla Zeer Pot puede enfriarse hasta alrededor de 4°C.

Piense en la maceta como un refrigerador de ciclo abierto. Los refrigeradores convencionales evaporan un refrigerante en un circuito cerrado para absorber el calor de sus interiores, luego comprimen el vapor refrigerante en los serpentines de la parte posterior para condensarlo y expulsar el calor. El Zeer Pot, en cambio, simplemente usa agua como refrigerante y deja que la condensación a la naturaleza haga el resto.

Breve historia del refrigerador de arcilla

Mohammed Bah Abba

Los refrigeradores de arcilla Zeer Pot fueron redescubiertos y popularizados a principios de la década del 2000 por el maestro nigeriano Mohammed Bah Abba. Al fabricar y distribuir masivamente Zeer Pot a los pueblos pobres, pudo llevar refrigeración a decenas de miles de agricultores y amas de casa, permitiéndoles extender la vida útil de sus alimentos de días a semanas. Por sus esfuerzos, Bah Abba recibió el Premio Rolex por brindar tecnología que cambia la vida de las personas necesitadas.

En las partes subdesarrolladas de África y el Medio Oriente, los refrigeradores de arcilla Zeer Pot usan macetas hechas a la medida preparadas por alfareros locales. Pero en el mundo desarrollado, solo es posible encontrar macetas prefabricadas de la ferretería. Hay algunos inconvenientes, pero también algunas ventajas que ofrecen estas limitaciones, como verá.

Materiales y herramientas para el refrigerador de arcilla

Si bien las Zeer Pot africanas originales son muy baratas de construir, el diseño que elegido para este artículo será un poco más sofisticado y visualmente atractivo. Este modelo está más orientado para personas que intencionalmente buscan desconectarse de la red o buscan más opciones de vida más sostenibles. Adicionalmente, y a diferencia del modelo que se mostró en el vídeo de arriba, buscaremos la manera de sellar mejor el agujero que viene por defecto en las macetas de terracota.

Materiales

  • Maceta de Terracota sin esmaltar de N°45 (45 centímetros o aproximado)
  • Maceta de terracota de N°35 (35 centímetros o aproximado)
  • 7 pies de Terracota para Macetas
  • Base para Macetas Pesadas con Ruedas
  • 25 kilogramos de arena (cuanto más fina mejor)
  • Piedras decorativas de jardín (Opcional)
  • Perno de 1/2″ de diámetro y 4″ de largo
  • 5 arandelas de 2″ para Perno de 1/2″
  • 4 tuercas de atasco para Perno de 1/2″
  • Termómetro de refrigerador
  • Tapa de olla o copón de vidrio (34 centímetros de diámetro)
  • Cesta de metal de pan redonda de 30 centímetros de diámetro
  • Perno de gancho u ojal de 8″ y un par de tuercas y arandelas

Herramientas

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Papel de lijaSellador de Silicona
Pinzas y alicatesPala de mano

Aclaraciones sobre el refrigerador de arcilla

  1. El refrigerador de arcilla Zeer Pot no funcionará tan bien en condiciones de altísima humedad: Si se vive en un área calurosa pero muy húmeda, el Zeer Pot podría no funcionar del todo bien. Y esto se debe a que la alta humedad da como resultado mucho menos enfriamiento por evaporación. Sin embargo, esto no es definitivo. Si la humedad no es demasiada elevada esta podría funcionar bien.
  2. La Luz Solar directa cancelará todos los efectos de enfriamiento: Se supone que el enfriamiento proviene estrictamente de la evaporación inducida por el viento, no de la evaporación debida a la exposición al sol. La exposición al sol provoca la evaporación al impartir calor. En cambio, la exposición al viento provoca la evaporación al levantar las moléculas de agua, lo que se lleva calor proporcional al calor que se necesita para evaporar la cantidad de agua que se lleva. Si construye un Zeer Pot, asegúrese de mantenerla a la sombra para obtener el mejor efecto.
  3. La maceta exterior debe ser de arcilla sin esmaltar o de terracota: Cuando vaya a una ferretería o vivero, puede que se encuentre con muchas macetas de terracota falsas hechas de plástico naranja. Estas no se pueden usar para la maceta exterior del Zeer Pot. La maceta se enfría por el viento al evaporar el agua que ha sido arrastrada a través de la superficie exterior. La terracota falsa de plástico no es porosa y no funcionará como una superficie de evaporación. Las macetas de terracota esmaltadas tampoco sirven para la maceta exterior. La maceta interior no necesariamente tiene que estar hecha de terracota sin esmaltar, pero la maceta exterior debe estar sin esmaltar porque las macetas esmaltadas no absorberán la humedad hacia la superficie exterior para que se evapore.
  4. Varios refigeradores de arcilla de tamaño mediano funcionan mejor que uno gigante: La capacidad de un Zeer Pot para enfriar su contenido depende de la relación entre el área superficial y el volumen. A medida que aumenta el tamaño del Zeer Pot, el volumen aumentará proporcionalmente al cubo de las dimensiones lineales, pero el área de la superficie solo aumentará proporcionalmente al cuadrado de las dimensiones lineales. Debido a que el volumen aumenta mucho más rápido que el área de la superficie, un gran Zeer Pot enorme funcionará mucho peor que varios Zeer Pot más pequeños. El tamaño del refrigerador natural Zeer Pot presentado en este artículo tiene el tamaño más óptimo con una tasa eficiente de enfriamiento. Siempre está la opción de hacerlos más pequeños. Sin embargo, no es probable que haciéndolos más grandes se obtenga un rendimiento mejor. Si se toma en serio el desconectarse de la red, sería mejor que se hiciesen varios Zeer Pot de este tamaño que hacer una sola enorme.

Paso: Preparar el perno central

Nota: Imágenes de mayor resolución en e PDF gratis al final del artículo

Si las macetas de terracota a las que se tiene acceso tienen agujeros en el fondo, estos deben taparse para que la arena y el agua no se drenen de la maceta exterior ni a la maceta interior. Otro problema molesto que tiene los refrigeradores de arcilla Zeer Pot es que la maceta interior intentará flotar cuando se quiera humedecer la arena en el espacio entre las macetas. 

Para resolver los dos problemas anteriores, utilizar un perno de ½” diámetro y 4″ de largo, un montón de tuercas y arandelas anchas y un poco de sellador de silicona para sellar los agujeros en ambas macetas. El beneficio secundario de esto es que la maceta interior no puede flotar hacia arriba porque está atornillada al mismo perno que sella la maceta exterior.

Lo primero que se debe hacer es colocar un par de arandelas anchas en el perno, poner un poco de sellador de silicona en las roscas y apretarlas con una tuerca. Luego, selle alrededor de la tuerca con más sellador de silicona.

Mientras se seca el sellador, use papel de lija para quitar las rebabas de arcilla alrededor del orificio de ambas macetas. Asegúrese de lijar la rebaba tanto en el interior como en el exterior del orificio hasta que la arandela quede completamente plana contra la maceta. Si no quita la rebaba, el agua se filtrará por el orificio.

Ahora es el momento de sellar el agujero en la maceta exterior. Esto trabajo se hará mejor con la ayuda de un asistente, familiar o amigo. Coloque la maceta de lado y ponga un poco de sellador de silicona alrededor del orificio tanto dentro como fuera de esta.

Inserte el vástago del perno a través del orificio y pídale a su asistente que enrosque una arandela y atorníllelo desde el otro lado. Limpie cualquier sellador que se escurra alrededor de la arandela. Luego, aplique sellador alrededor de la tuerca y el perno para evitar que el agua se filtre alrededor de las roscas.

2° Paso: Sellar la maceta interior

Nota: Imágenes de mayor resolución en e PDF gratis al final del artículo

Ponga la maceta exterior en posición vertical y apóyela sobre la base para macetas con ruedas. Coloque tres pies de terracota para macetas cerca del perno y enrosque otra arandela en el perno de manera que cuando coloque la arandela sobre la tuerca, el nivel superior de la arandela esté un poco más alto que la parte superior de los pies de terracota. La arandela no debe tener su superficie superior más baja que la superficie superior de las patas de la maceta; si lo hace, el interior descansará sobre los pies de la maceta y no tendrá el orificio apretado con fuerza por las arandelas de arriba y abajo.

Agregue un poco de arena a la maceta exterior. Solo necesita la suficiente para llenar los lugares a los que será difícil llegar una vez que la maceta interior esté en su lugar. Asegúrese de que no haya arena en la lavadora o los pies de terracota. La arena puede evitar que el recipiente interior quede plano sobre la lavadora y evitará un buen sellado. Si decide humedecer la arena para que sea más fácil de moldear, hágalo ANTES de ponerla en la maceta. Luego agregue agua con una Botella Spray solo hasta que la arena tenga la consistencia una azúcar morena. Si se pasa un poco, la arena se pegará toda.

Una vez que la arandela esté en su lugar, selle las roscas con silicona y enrosque la tuerca que sujeta la arandela en su lugar. Ponga un poco de silicona en la arandela para que se selle contra el fondo de la maceta interior y descanse la maceta interior sobre esa arandela. Luego ponga un poco de sellador alrededor del orificio en el interior, agregue otra arandela al perno y apriételo con una tuerca. Selle las roscas y el espacio alrededor de la tuerca con silicona y limpie cualquier silicona que se salga alrededor de la arandela.

Nota: Asegúrese de que los pies de la maceta estén cerca del perno central.

3° Paso: Lijar la maceta interior si la tapa de vidrio no encaja

Nota: Imágenes de mayor resolución en e PDF gratis al final del artículo

Al comprar la tapa de vidrio para la maceta interior, debe asegurarse de que este encaje bien en la maceta. Sin embargo, tenga en cuenta que la terracota es un material imperfecto y es probable que las macetas no sean perfectamente redondas. Debido a esto, debe usar papel de lija para lijar el borde superior de la maceta interior para que la tapa encaje.

Tratar de que la tapa encaje lo mejor que pueda y observar dónde hace contacto con la terracota. Marcar esas áreas con lápiz o tal vez con tiza. Use el papel de lija para lijar las áreas de contacto y siga haciéndolo hasta que la tapa encaje bien.  Limpia o aspira todo el polvo de terracota antes de continuar.

4° Paso: Agregar un termómetro (Opcional)

Si desea que el Zeer Pot tenga una forma sencilla de monitorear su temperatura, obtenga un trozo de lámina de metal y corte un soporte para montar el termómetro en el interior del refrigerador. Necesitará un tornillo y una tuerca que encajen en el orificio de ventilación de la tapa para bloquear un extremo del soporte. El otro extremo pasará por el mismo tornillo en el que está sujeto el mango a la tapa de vidrio.

Con el termómetro montado en la tapa, ahora podrá saber la temperatura de un solo vistazo. Dado que el aire más cálido generado en el refrigerador de arcilla Zeer Pot asciende a la parte superior de esta, sabrá que la temperatura interior siempre será más fría de lo que indica el termómetro.

5° Paso: Llena el espacio entre macetas

En primer lugar, ajuste los cuatro pies de terracota para la maceta exterior en su plataforma rodante de tal manera que estén distribuidos uniformemente. Una vez que la arena esté adentro y la maceta esté mojada, el Zeer Pot se volverá muy pesada.

Use un embudo para agregar la arena. Es probable que termine por utilizar los 25 kilogramos de arena. Agregar más si es necesario, luego reservar un pequeño espacio de uno o dos centímetros en el tope a dónde colocará rocas decorativas después de mojarlo todo.

Importante: Antes de agregar agua, deje que todo el sellador de los pernos y las arandelas se seque durante al menos 3 horas o toda la noche para obtener mejores resultados.

Agregar agua cada cuarto parte de llenado de la maceta con arena. La arena se asentará y probablemente necesitará agregar un poco más cuando la maceta esté saturada. Cuando la arena esté finalmente saturada en el topo, puede agregar unas rocas decorativas y tal vez un poco más de agua. Las rocas no son solo para dar apariencia: cuando se vuelva a mojar la maceta, las rocas disipan el agua que se vierta en la canaleta para que el chorro de agua no genere un hoyo de erosión en la arena.

Una vez que las macetas tengan la arena saturada con agua, las mismas se oscurecerán debido al agua que se filtra a través de la terracota. Coloque la maceta en un área ventilada para generar el enfriamiento inicial. Una brisa es absolutamente necesaria, simplemente no se enfriará lo suficiente sin él.

Si decide usar arena de playa para llenar su Zeer Pot, asegúrese de lavar la arena en un par de cambios de agua para purgarla de sal. La sal contribuirá a la acumulación de minerales en la terracota que disminuye la eficacia de enfriamiento del refrigerador de arcilla Zeer Pot.

No se alarme si se acumula agua dentro de la Maceta interior durante el enfriamiento inicial después de saturarla con agua. Usar una esponja para absorberlo y escúrrelo sobre los guijarros decorativos para devolver el agua a la arena.

Si el agua se acumula en el interior rápidamente, es probable que tenga una fuga, que es un problema completamente diferente. En caso de que el recipiente interno esté agrietado, deberá reemplazarlo. Si sus arandelas y tuercas no están bien selladas, deberá dejar que todo se seque y vuelva a sellar todo, dejando al menos unas horas para que el sellador se cure.

6° Paso: Agregar un asa a la cesta interior

Tomar el perno de ojal y un par de tuercas y arandelas, y atorníllelas a la cesta de pan de metal lo más cerca posible del medio. La cesta debe quedar apretada entre dos arandelas. Esta canasta interna le brinda una plataforma adicional para poner los alimentos, y es una de esas características que hace que este refrigerador de arcilla Zeer Pot sea práctico. Inserte la cesta de metal en el Zeer Pot y coloque la tapa. Ajuste el perno del ojal de manera que quede lo más alto posible sin tocar la tapa de vidrio.

7° Paso: Variante de sótano

Debe humedecer la Maceta Zeer con un litro de agua tres veces al día. Si almacena su agua en el Zeer Pot, o tiene una maceta dedicada para enfriar agua, obtendrá los mejores resultados, ya que el agua que agregue ya estará fría y no aumentará la temperatura de la Maceta.

Una buena variante para mantener frescos los tubérculos y las cebolletas es construir un refrigerador de arcilla Zeer Pot y llenar la maceta interior hasta la mitad con arena húmeda. Luego, entierre sus zanahorias y remolachas en la arena para almacenarlas. La arena húmeda mantendrá los tubérculos lo más frescos posible manteniéndolos vivos. Descubrirá que permanecen crujientes por más tiempo de esta manera. Además, si tiene cebolletas, entierre las partes de la raíz en arena húmeda para mantenerlas frescas. Esto funciona incluso mejor que simplemente mantenerlos fríos.

Esperamos que haya disfrutado de este proyecto. Para conocer más inventos caseros ecológicos no dude en volver a visitarnos.

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Cómo hacer una bomba de ariete hidráulico casera paso a paso (Instrucciones + PDF gratis)

La bomba de ariete, o ariete hidráulico, es un dispositivo que transporta fluidos de un sitio a otro, pero que, a diferencia de las bombas tradicionales, funciona sin electricidad ni gasolina. Quédate en este artículo y te enseñaremos a cómo construirla.


Funcionamiento de la bomba de ariete

Bomba de Ariete Hidráulico Solarpedia

La bomba de ariete hidráulico obtiene su energía a partir de la energía potencial del agua que se acumula al fluir cuesta arriba dentro de la misma. Para conservar esa energía que posteriormente se usará para empezar a bombear, es necesario que el dispositivo este en un arroyo en movimiento o en agua a cierta altura y que sacrifique una parte de su flujo interior a través de la tubería vertical. Al final, se termina aprovechando una pequeña fracción del agua del arroyo para que pueda viajar por la tubería. Todo este proceso se repite constantemente en el llamado “ciclo de la bomba”.

A medida que comienza el ciclo de la bomba, el agua fluye de abajo hacia arriba por el tubo vertical a través de la válvula de retención oscilante. El agua comienza a fluir cada vez más rápido alrededor de la aleta en la válvula de retención, hasta que la fricción es suficiente para levantar la aleta y cerrar la válvula de golpe. 

Esto provoca un pico de presión en el cuerpo de la bomba, ya que el agua que fluye por el tubo vertical a cierta velocidad ya no tiene adónde ir. Esta presión se alivia con parte del agua que fluye a través de la válvula de retención de resorte hacia el lado de la cámara de presión de la bomba. Una vez que pasa la válvula de retención oscilante, no puede regresar y debe permanecer allí. 

Cuando la diferencia de presión a través de la válvula de retención de resorte cae, la válvula se cerrará y el agua dejará de fluir a través de ella. La presión más baja permitirá que la válvula de retención de columpio se abra, comenzando el ciclo nuevamente.

Materiales para la bomba de ariete

Antes de que se ponga manos a la obra, va a ser necesario que consiga los siguientes materiales. Este es un diseño bastante económico, ya que se pueden conseguir todas las piezas en una ferretería del barrio gastando un poco menos de 100 US$.

Para funcionar, la bomba requerirá de una cantidad razonable de agua que debe descender de, al menos, una altura de 1 o 1,5 metros. El nivel al que la bomba puede elevar el agua depende de “la cabeza del agua” (la caída total que hará el agua). Pero por lo general, con un desnivel de 2 metros y un caudal constante se puede elevar agua a una altura de 20 metros en adelante de forma eficiente.

Materiales para la bomba de ariete (Construcción)

  • Válvula de 1 ¼ pulgadas
  • 2 conexiones TEE de 1 ¼ pulgadas
  • Unión PVC de 1 ¼ pulgadas
  • Válvula de retención oscilante de latón de 1 ¼ pulgadas
  • Válvula de retención de resorte de 1 ¼ pulgadas
  • Conexión TEE de ¾ pulgadas
  • Válvula de ¾ pulgadas
  • Unión PVC de ¾ pulgadas
  • Casquillo de 1 ¼ x ¾ pulgadas
  • Llave de tubo de 1 ¼ pulgadas
  • Manómetro de 100 Psi (Opcional)
  • Niple de ¾ x 6 pulgadas
  • 4 casquillo de 1 ¼ pulgadas
  • Acoplamiento de 4 pulgadas
  • Tubería de PVC Pr 160 de 4 x 28 pulgadas
  • Tapa de pegamento de PVC de 4 pulgadas
  • Casquillo de ¾ x ¼ pulgadas
  • Sección corta (4′) de tubería de PVC de 1 ¼ pulgadas
  • Cámara de aire de bicicleta antigua

Si no tiene experiencia en fontanería, le recomendamos que busque ayuda para identificar cómo se ve cada una de las piezas, si no está seguro. Tampoco considere el manómetro de 100 Psi, o todas las piezas asociadas a esta, como estrictamente necesarias. Omitirlas probablemente reducirá un poco el precio del conjunto de materiales. Las piezas asociadas al manómetro son: conexión TEE de 3/4″, casquillo de 3/4″ x 1/4″, la llave de tubo de 1/4″. Tres cosas NO esenciales. Pero puede adicionarlas si lo desea.

Nota: Antes de comprar materiales, lea bien este instructivo completo y comprenda la distribución de todas las conexiones de tuberías de la instalación que se realizarán. Es posible que en la tienda de su barrio no tenga exactamente lo que está buscando y por ello tenga que improvisar. Este problema suele presentarse en la forma de no tener un determinado accesorio roscado, sino una conexión de tubería lisa, o viceversa. No hay problema, puedes resolverlo.

Materiales para la instalación de la bomba de ariete

  • Unión Universal de PVC de 1 ¼ pulgadas (“tubería de accionamiento” que conecta la bomba de ariete al suministro de agua)
  • Manguera de jardín para suministrar el agua bombeada (el extremo macho se enrosca en una unión de ¾)
  • Ladrillos, bloques, rocas para apuntalar y anclaje de bomba
  • Conjunto de desagüe de ducha (debe poder conectarse a una tubería de 1 ¼, para conectar la tubería al suministro de agua)

Herramientas para la bomba de ariete

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Imprimación de PVCCemento para PVC
Cinta de teflónSierra manual
Cinta métricaAbrazaderas para tubos
CúterPapel de lija
Guantes de laboratorioInflador de bicicleta

1° Paso: Diseño preliminar de la bomba

Nota: Instrucciones con más imágenes en el PDF gratuito descargable (al final del artículo)

Ni bien tenga todos los materiales, colóquelos sobre la mesa (o el piso) para que pueda comenzar a visualizar el funcionamiento de la bomba de ariete. Ayúdese con estas imágenes.

Tendrá que cortar las secciones largas de la tubería en secciones más cortas para que cada uno de los accesorios estén bien juntos. Se profundizará más sobre esto en el siguiente paso.

2° Paso: Corte las piezas de tubería

Nota: Instrucciones con más imágenes en el PDF gratuito descargable (al final del artículo)

Necesitará conectar cada una de las pequeñas unidades que conforman la bomba con un poco de tubería, así que comience a cortar segmentos de la tubería estándar de 1 ¼ pulgadas con la sierra para metales. No es necesario que sean largos, solo lo suficiente para llegar hasta el final de cada accesorio, tal vez con algo de espacio entre ellos. ¡Pero no mucho!

Una vez que estas piezas estén todas cortadas, tomar un cuchillo (o un poco de papel de lija) e intente alisar el borde interior de la tubería. Quite todas las rebabas, límpielas, darle un buen bisel o borde redondeado. La idea aquí es hacerlo lo más suave posible, para reducir la probabilidad de que se generen grietas con las repetidas ondas de presión que ocurrirán dentro de la tubería. Limpie ambos extremos y haga piezas para unir todos de los accesorios de 1 ¼ pulgadas.

Mientras lo hace, también podría limpiar los bordes de las otras secciones de la tubería, aunque será menos crítico para las otras partes. Ahora que tiene todos los segmentos de conexión, puede armar la primera parte de la bomba de ariete, solo por diversión.

No se preocupe si las tuberías parecen bastante apretadas cuando las esté probando. La imprimación y el cemento PVC ayudarán a combinarse cuando realice el ensamblaje real.

3° Paso: Uso de los productos químicos

Nota: Instrucciones con más imágenes en el PDF gratuito descargable (al final del artículo)

Tome sus guantes de laboratorio, una abrazadera, imprimación, cemento, dos accesorios y su pieza de conexión de tubería. Luego diríjase a un espacio bien ventilado, porque la imprimación y el cemento no serán algo agradable de oler.

Si no has construido cosas con tuberías de PVC en el pasado, no te preocupes. Esto no será muy difícil. La imprimación sirve para limpiar un poco el PVC y lo prepara para que realmente se adhiera al cemento. El cemento mantendrá todo unido.

La mayoría de las botellas de productos químicos de PVC tienen tapas con pequeños cepillos adjuntos. Quite la tapa de la imprimación y cubra con cuidado la cara exterior de la tubería, con una banda de aproximadamente 2 pulgadas de ancho comenzando por el extremo. Tenga cuidado de no gotear la imprimación sobre cualquier cosa que no desee que quede permanentemente coloreada. Una vez que la tubería esté recubierta, haga lo mismo con el interior del accesorio que planea cementar. Cierre la botella de imprimación.

Abra la botella de cemento, que también debe tener un cepillo pequeño. Con este cepillo, repase las áreas que pintó con la imprimación. No se apresure, pero recuerde juntar las tuberías antes de que el cemento se seque. Tendrá el suficiente tiempo, así que concéntrese en obtener una buena capa de cemento en ambas piezas.

Una vez que haya colocado el cemento donde lo desea, coloque la tubería en el accesorio. Debe deslizarse sin demasiada resistencia. Para la construcción de la bomba de ejemplo, se sujetó con abrazaderas cada pieza después de haberse ensamblado, de esa manera la tubería no se deslizó hacia atrás en ningún momento. Puede que a usted no le sea necesario, pero puede ayudarle.

La mayoría de las piezas van juntas de una manera que se explica por sí misma, pero hay algunas cosas que se deben tener en cuenta: en la válvula de retención del resorte hay una flecha, y querrá que apunte hacia la TEE principal que tendrá las 4 pulgadas de tubería (cámara de aire) en él. Esto permite que el agua pase a través de la TEE principal, que usted desea. Con la válvula de retención oscilante de latón, la flecha debe apuntar hacia abajo hacia el TEE y la línea principal de la tubería.

4° Paso: Colocando las Piezas de la Línea Principal

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Empezar en un extremo de la bomba, como por la válvula de 1 ¼ pulgadas hasta la unión de 1 ¼ pulgadas. Puede optar por comenzar con otras piezas, pero configurar la línea principal proporciona mejor sujeción. Después de que el casquillo de 1 ¼ a ¾ pulgadas esté en esta TEE, puede pegar el ensamblaje del extremo por separado y luego conectarlo al ensamblaje principal con el tubo roscado de ¾ pulgadas.

Al conectar las secciones roscadas, asegúrese de envolver un poco de cinta de teflón alrededor de las roscas. Esto facilitará la operación y evitará fugas en estas uniones.

5° Paso: Colocando las Piezas de la Cámara de Presión

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Ahora necesitará armar la cámara de presión. Reúna la sección de tubería grande, la tapa, el adaptador, el tubo de la bicicleta y el inflador de bicicleta. Utilizando el inflador, llene parcialmente de aire la cámara de la bicicleta. No lo bombee hasta el final, solo lo suficiente como para que el tubo quede blando. El objetivo es que el aire en la cámara de presión actúe como un resorte.

El tubo de la bicicleta evita que la cámara de presión se llene de agua durante el funcionamiento. El aire se disuelve en el agua y lo hace más fácilmente a alta presión (Esto está relacionado con la forma en que se carbonatan los refrescos producidos comercialmente) El tubo de la bicicleta secuestra parte del aire para que no entre en contacto con el agua (en teoría) y evita que todo el aire salga de la cámara de presión.

Rellene el tubo de la bicicleta en el tubo grande, como se muestra en las imágenes. Después de esto, aplique cemento en ambos extremos y sujete con abrazaderas esa ventosa. Una vez que se haya secado, continúe y pegue todo este conjunto al tubo que sale de la TEE principal.

Nota sobre posibles mejoras y modificaciones:

Algunos diseños optan por omitir el tubo de la bicicleta y simplemente drenar la bomba de vez en cuando. Eso es totalmente posible. También es posible montar una válvula Schrader en la tapa de la cámara de presión para recargarla. Lo que sea que se adapte a sus gustos personales, pero para este ejemplo de bomba se utilizó la configuración antes mencionada.

6° Paso: El Conjunto manómetro opcional

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Si desea utilizar el manómetro, lo montará después de la TEE principal. La configuración es bastante autoexplicativa. De arriba a abajo va: manómetro, llave de tubo, niple, casquillo y TEE. Recuerde envolver todas las conexiones roscadas con cinta de teflón y asegúrese de apretarlas bien.

Instalar esto requiere cortar el niple de tubería de ¾ x 6 pulgadas por la mitad, lo que crea dos piezas, roscadas en un extremo y lisas en el otro, para entrar en los brazos inferiores de la TEE. Cementar ambos.

7° Paso: Última pieza a colocar

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Si aún no lo ha hecho, instale la válvula de retención oscilante de latón. Asegúrese de que la aleta (aquí la llamamos así) esté colgando hacia abajo, cuando la bomba se mantenga en posición vertical (todo apuntando hacia arriba). Todo debe simplemente enroscarse en el casquillo que ha cementado al final de un tubo de 1 ¼ pulgadas. Bastante simple.

8° Paso: Instalación de la bomba

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Llegó la hora de que el dispositivo entre en acción. Para ello, conectar el tubo vertical (la sección larga del tubo de 1 ¼ pulgadas) a la unión de 1 ¼ pulgadas con cemento y luego decidir cómo querrá conectar el otro extremo a su fuente de agua. 

En la bomba de ejemplo, se instaló un desagüe de ducha en el otro extremo de la tubería vertical y se fijó a una caja de espuma de poliestireno en el que en el que se cortó un orificio correspondiente. La caja sirvió como colector para la tubería, y todo funcionó bastante bien.

Ahora reúna una manguera de jardín, la tubería vertical y la bomba, luego arrástrelo todo al cuerpo de agua de donde quiere extraer. Para este trabajo puede que necesite la ayuda de uno o dos amigos.

En este punto, probablemente pueda resolverlo todo por su cuenta, pero deberá hacer que el agua fluya por el tubo vertical, que conectó a la bomba principal, y luego suba a través de la válvula de retención oscilante.

Cuando instale esto de forma permanente (o semipermanente), querrá encontrar un buen lugar para anclarlo, probablemente no en la corriente. Colóquelo lo más bajo posible, pero tenga en cuenta que si el arroyo se inunda en temporada alta podría llevarse a la bomba con él.

Además, para aquellos que viven en latitudes altas, no querrán que esto esté funcionando durante el invierno. El agua podría potencialmente acumularse dentro de la cámara de presión y congelarse, causándole problemas o incluso la muerte prematura de la bomba. Evalúalo.

9° Paso: Solución de posibles problemas

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¿Qué hacer si la bomba no está funcionando? Bueno, primero lo primero, verifique y asegúrese de que esté en modo “encendido”. Es decir, asegúrese de que las válvulas de 1 ¼ pulgadas y ¾ pulgadas estén abiertas.

A veces, el agua saldrá de la válvula de retención oscilante, luego la válvula se cerrará de golpe, pero no pasará nada. Si esto ocurre, toque la aleta en la válvula de retención para abrirla nuevamente y deje que el ciclo comience nuevamente. En teoría, estas bombas necesitan algo de contrapresión (procedente del tanque de presión) para funcionar, así que no debería tener ningún problema para hacer funcionar su bomba con solo algunos toques básicos.

Afinación

Ahora que está funcionando, se preguntará si puede hacer que funcione mejor. Descubrirá que hay una altura máxima a la que la bomba puede suministrar agua. Tenga paciencia cuando trate de encontrar esta altura, ya que la bomba tarda un poco en alcanzar la presión requerida para elevar el agua más y más. Hay fórmulas que le dirán a qué altura teóricamente puede bombear agua en función de la cabeza de agua de la fuente. Siéntase libre de buscarlas.

Ajustar la bomba de ariete hidráulico implica principalmente variar la velocidad del agua que da como resultado el cierre de la válvula de retención oscilante. Una mayor velocidad del agua generará un pico de presión mayor, lo que le permitirá bombear a mayores alturas. Pero también provocará un ciclo más lento, por lo que bombeará más lentamente. Si la válvula se cierra a una velocidad de agua más baja, el agua tardará menos en alcanzar esa velocidad, por lo que la bomba ciclará más rápido y el agua bombeará más rápido, pero no podrá bombear tan alto. Así que esa es la compensación. Sin embargo, tenga en cuenta que esto funcionará sin interferencias las 24 horas del día, por lo que combinándolo con un tanque de retención, puede acumular un suministro decente de agua.

Para ajustar este diseño específico, aprovecha cómo actúa la gravedad sobre la aleta. Cuando la válvula de retención apunta hacia arriba en el aire, toda la fuerza de la gravedad mantiene la aleta hacia abajo, por lo que el agua debe fluir más rápido a través de la aleta para generar suficiente arrastre para levantar todo el peso de la aleta. Al girar la bomba alrededor de la línea principal, coloca el grado de libertad de la aleta en un ángulo con respecto a la fuerza de la gravedad, de modo que se requiere menos arrastre para mover la aleta. Podría resolver todo esto con bastante facilidad con un poco de trigonometría, pero creo que le sería de poca utilidad en el campo. Simplemente juegue con él, debe encontrar una posición que funcione bien para su aplicación.

Esperamos que haya disfrutado de este proyecto. Para conocer más inventos caseros ecológicos no dude en volver a visitarnos.

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Cómo hacer un horno solar casero paso a paso (Instrucciones + PDF gratis)

En este artículo, te enseñaremos a construir un horno solar casero con el diseño típico de caja con reflectores colocados a su alrededor para atraer más luz y energía a la zona de cocción. 


Esta es una construcción relativamente fácil de hacer y los costos de los materiales no suelen ser mucho más de 30 US$ ¡No te pierdas la oportunidad de preparar deliciosas comidas mientras que al mismo tiempo ahorras energía en tu hogar!

Muchos de los emprendedores que gustan de experimentar con la cocción solar suelen improvisar un horno solar casero con platos parabólicos o lentes Fresnel, pero al final del día, no logran nada más que freír un huevo, una salchicha o hervir un par de tazas de té. Sin embargo, con un poco más de ingeniería y utilizando los materiales correctos no muy costosos se puede construir modelos más eficientes de hornos funcionales con energía solar y con el potencial para cocinar alimentos como tortas, carnes y pollos

Materiales y herramientas para el horno solar casero

Horno Solar Casero Solarpedia

Para reducir al mínimo los costos de construcción de este horno solar casero, en lugar de comprarlos todos, puede pedirles a amigos suyos si no tienen algunos de estos y que desean deshacerse de ellos o no los necesitas (Por ejemplo, espejos). Los que vamos a utilizar son los siguientes:

Materiales

  • Madera contrachapada de 8 mm de espesor
  • Madera contrachapada de 18 mm de espesor
  • Panel de vidrio de un Cuadro de Pintura
  • Espejo de cristal, acrílico o papel aluminio
  • Masilla de silicona
  • Barras de metal
  • Tornillos mariposa
  • Tirantes 2×4 u otras piezas de madera
  • Tira de sello de aislamiento para Puertas
  • Pintura negra de alta temperatura en Spray

Herramientas

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Sierra Circular con guíaCortador de vidrio
Sierra de CalarTaladro compacto
Amoladora angularAbrazaderas para madera
DestornilladorGuantes de protección

1° Paso: Elegir las dimensiones

Nota: Imágenes de mayor resolución en el PDF gratis al final del artículo

Elegir las dimensiones teniendo en cuenta el tamaño de la caja, recordando dejar el espacio suficiente para cocinar. Para eso puede utilizar la popular calculadora de tamaño y ángulo de reflectores RIMSTAR para determinar cómo se instalarán los reflectores una vez que haya decidido el tamaño de su caja.

Debe ir a esta sección de la web de RIMSTAR, colocar los datos y extraer el ángulo

Para pasar de centímetros a pulgadas utilice esta web.

Para el horno solar casero del ejemplo, se seleccionó una caja de 35 cm (13,78 in) de tamaño y reflectores de 65 cm (25,60 in) de largo.

2° Paso: Hacer la caja

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Este paso es relativamente sencillo, construir la caja de acuerdo a las dimensiones elegidas. En el ejemplo se construyó con madera contrachapada de 18 mm de espesor, se ensambló con tornillos y se selló las costuras con masilla de silicona para permitir las menores fugas de aire posibles.

En las imágenes se experimentó pintando los tablones de madera interiores con pintura negra en aerosol de alta temperatura. Sin embargo, esto después se modificó por espejos por motivos que se explicarán más adelante.

3° Paso: Fabricación de los reflectores

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Fabricar 8 reflectores, 4 de ellos rectangulares y los otros 4 triangulares, contando de la madera contrachapada de 8 mm de espesor en dimensiones que ahora especificaremos.

Los 4 rectangulares se fabricarán con ancho de la caja y con el largo del reflector que previamente se ha especificado (En el ejemplo: 65 cm)

Para los 4 reflectores triangulares restantes se los cortará con el mismo largo que los rectangulares, pero se tendrá que calcular el ancho de la base.

Esto se puede sacar con una fórmula muy sencilla:

Primero se calculará las dimensiones de la longitud punteada (Vea la imagen de la calculadora Rimstar del 1° paso). Ahora que tenemos el ángulo (ß) en el que se inclinarán nuestros reflectores, podemos determinar esta longitud punteada usando la función coseno:

 Cos(ß) = Longitud punteada / Longitud del reflector

En el ejemplo:

Cos (68°) = longitud punteada / 65 cm

 Longitud punteada = Cos (68°) * 65 cm = 24,7 cm

Ahora, utilizando el teorema de Pitágoras dentro de las proyecciones ortogonales de los reflectores (diagrama en la tercera imagen), se podrá determinar el ancho de la base del reflector triangular:

(Base del triángulo) ² = 2*(Longitud punteada) ²
Base del triángulo = 35 cm

4° Paso: Fabricación del cono reflector

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Ahora que se ha cortado los 8 reflectores, deben ensamblarse en un cono. Para ello, cortar 16 piezas de 2×4 en un ángulo de 67,5° de largo de aproximadamente 20 cm cada una. Atornillar a los reflectores teniendo cuidado de alinear la superficie biselada de cada pieza. Una vez que se ha atornillado las 16 piezas guía de madera, ahora se tiene una manera de conectar fácilmente los reflectores entre sí: ¡Atornillar las piezas guía juntas desde un lado!

5° Paso: Agregar la superficie espejada a los reflectores

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Si va a utilizar un espejo de vidrio corte el mismo con cortador de vidrio, no una sierra común. Para unir los espejos cortados a los reflectores de madera, usar tornillos pequeños para poder reemplazar los espejos si fuera necesario en el futuro. Sin embargo, los espejos de vidrio son pesados ​​y difíciles de manejar, así que, si es posible, optar mejor por los de acrílico o papel aluminio.

En caso de trabajar con papel aluminio, coloque pegamento sobre una pieza de madera y adhiérale una hoja de aluminio. Luego recortar con cúter o tijera el papel que sobresale. Repetir el mismo proceso con el resto de piezas de madera.

6° Paso: Preparación de la Caja para el Cono Reflector

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Aquí, se deben doblar las barras de metal en el ángulo correcto para poder unir el cono a la caja. Para unir las barras a la caja, atornillar y pegar con silicona. Las imágenes son probablemente lo suficientemente detalladas como para que se entiendan.

7° Paso: Fabricación de la bandeja de comida giratoria para el horno solar casero

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Esta placa es muy importante porque es la que le permitirá mantener los alimentos nivelados al inclinar el horno solar casero hacia el sol. Cortar una hoja de metal de aluminio con una sierra de vaivén, pintarla de negro y atornillarla en su lugar dentro de la caja usando arandelas para permitir que la bandeja pueda girar.

8° Paso: Hacer la puerta de vidrio del horno solar casero

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Primero, pegar la tira de sellado alrededor de la parte superior de la caja. Cortar el vidrio del cuadro de pintura al tamaño correcto.

Para asegurar el vidrio a la caja no usar bisagras, solo utilizar pasadores en las cuatro esquinas.

9° Paso: Cubrir de espejos el interior del horno solar casero

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El interior de la caja de ejemplo era inicialmente negro, pero al probarse colocarse espejos en lugar de la pintura negra se obtuvieron mucho mejores resultados de cocción.

Eso es así porque toda la radiación solar se redirige hacia la olla (o sea la comida), calentándola más rápido y volviéndola tan eficiente como un horno tradicional.

10° Paso: ¡Ha terminado su horno solar casero!

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Una vez colocados los espejos adentro ¡Ya se puede empezar a cocinar!

A modo de ejemplo, en las imágenes se logró cocinar unos Brownies en 45 minutos con un sol de equinoccio de primavera, en un horno normal son 30 minutos, ¡Así que este horno solar casero funciona bastante bien!

Esperamos que haya disfrutado de este proyecto. Para conocer más inventos caseros ecológicos no dude en volver a visitarnos.

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Cómo hacer una bombilla botella solar que funcione de día y de noche (Instrucciones + PDF gratis)

En este instructivo le enseñaremos a fabricar una de las famosas bombillas en botella solar para iluminar los lugares oscuros de su casa. Cabe destacar que, a diferencia del invento original, esta variante podrá iluminar ambientes tanto de día como de noche gracias a que se le incorporará un sencillo sistema eléctrico adicional al proyecto.

Cómo funciona la botella solar

La bombilla solar Moser tradicional, inventada por el mecánico brasileño Alfredo Moser, consta de una botella de plástico transparente de refresco llena de agua y lejía que se pueden colocar en el techo de un edificio sin iluminación para refractar la luz del sol en una habitación. Según la organización Un Litro de Luz, este diseño ya ha iluminado miles de hogares en la India, Indonesia y Filipinas.

Alfredo Moser
Alfredo Moser

Sin embargo, este sistema tenía un inconveniente: no funciona durante la noche por falta de luz solar. Es por ello que un grupo de estudiantes de Ingenieros sin Fronteras realizó una pequeña modificación a la idea original de Moser para funcionar durante la noche, creando así la botella solar híbrida de Moser

Botella Moser híbrida (HMB)

Una botella Moser híbrida (HMB), como las botellas Moser tradicionales, consiste en una botella de plástico transparente con un poco de agua y un poco de lejía. Los sistemas de HMB también siguen iluminando por una fuente de luz exterior que brilla a través de la solución de agua y lejía. Sin embargo, a diferencia de la botella típica de Moser, esta está equipada con varias luces LED debajo de la tapa. Por lo tanto, esta botella híbrida, como su nombre indica, funciona con dos fuentes de energía diferentes, la luz solar y la electricidad. Esto permite a los usuarios que la utilizan iluminar su hogar durante el día con luz solar y durante la noche con electricidad almacenada en una batería. La batería se puede cargar con cualquier fuente de CC, pero este diseño que presentaremos se centra en el uso de un panel solar pequeño y portátil.

Materiales y Herramientas para la botella solar

Bombilla Botella Solar Materiales

Ilumina las zonas oscuras de tu hogar durante el día y la noche con esta bombilla solar. Para ello, separe y recicle una botella de plástico transparente usada, agregue agua y lejía, y luego instálela. Paro además de la botella necesitará también los siguientes materiales y herramientas:

Materiales

  • Botella de plástico transparente vacía de 500 o 600 ml con su tapa
  • 6 luces LED blancas de 5 mm
  • Silicona transparente 
  • Un pequeño trozo de madera
  • Lámina de hierro galvanizado
  • Cable de calibre 18 
  • Panel solar de 12 voltios y 1W mínimo
  • Batería de 7 amperios por hora
  • Una resistencia de 8 ohmios
  • Interruptor unipolar de un solo paso (opcional) 
  • Suficiente agua para llenar la botella hasta la etiqueta
  • Clavos de calibre 14 o similares
  • Un poco de lejía 

Herramientas

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MartilloPistola de silicona
Tijeras Cortachapa
Alicate universal

1° Paso: Perforar agujeros en la tapa

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Coloque la tapa de la botella en su trozo de madera. Esto se hará para evitar perforar con un clavo en tu mesa. Si está trabajando en una superficie de la que no es necesaria tanta protección, puede omitir el uso del trozo de madera.

Haga agujeros en la tapa de la botella martillando un clavo de calibre 14 a través de la misma en los lugares deseados. Asegúrese de que los orificios formen el patrón radial que se muestra en el diagrama.

Sugerencia: Puede usar los cables de una luz LED para ayudarse a identificar dónde se debe perforar el orificio correspondiente.

Pruebe el ajuste de los LEDS para asegurarse de que todos encajen bien sin superponerse. Los LED deben poder empujarse hasta el fondo de la tapa. Si sus LEDS no encajan en la tapa sin superponerse, deberá perforar nuevos agujeros o comenzar desde cero con una tapa nueva.

2° Paso: Instalación de los LED

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Aplique una pequeña gota de silicona en el interior de la tapa. Asegúrese de que la silicona cubra todos los orificios perforados de la tapa antes de continuar. Esto debe hacerse para crear un sello hermético para que el agua no pueda entrar o salir de la botella.

Inserte los cables de los LED en los orificios de acuerdo con la imagen de arriba. Asegúrese de que todos los cables más largos (negativos) estén insertados en los orificios más cercanos al centro de la tapa. Los cables más cortos (positivos) deben insertarse en los orificios correspondientes más cerca de los bordes de la tapa.

Separe los cables internos largos de los cables externos cortos doblando los cables del borde hacia afuera del centro de la tapa como se indica en la imagen de arriba. Luego, tuerza todos los conductores interiores largos juntos. También tuerza todos los cables externos cortos juntos.

Asegúrese de que ninguno de los cables externos toque los cables internos y que ninguno de los cables internos toque los cables externos. El contacto entre los dos tipos de cables hará que la botella híbrida de Moser no funcione correctamente.

3° Paso: Montaje de la botella solar

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Retire la etiqueta de su botella de refresco de plástico transparente. Llene la botella con agua hasta donde normalmente estaría la parte superior de la etiqueta. Luego, agregue una tapa llena de lejía al interior de la botella. El blanqueador (la lejía) evitará que el agua se vuelva verde debido al crecimiento bacteriano.

Atornille la tapa equipada con LED terminada. Asegúrese de que la silicona se haya secado por completo antes de enroscar la tapa. La botella híbrida de Moser ahora está completa y lista para ser montada y cableada.

4° Paso: Montaje de la botella solar híbrida Moser

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En este paso será necesario cortar una chapa ondulada. Hay muchas maneras de hacer esto, la más simple y económica probablemente sea usar cizallas para chapa o tijeras de hojalatero.

Comience cortando un cuadrado de metal ondulado con lados que midan aproximadamente tres veces el diámetro de su botella. En el centro de su cuadrado, corte un agujero del tamaño de su botella Moser. Su botella deberá encajar cómodamente dentro de este orificio. Inserta la botella en este agujero de modo que el tercio superior de la misma quede expuesto sobre el metal. Selle el espacio entre la botella y el metal con silicona. Es fundamental que esta junta sea estanca para que no gotee cuando llueva.

Ahora se debe cortar un agujero en el techo del edificio. El agujero debe ser lo suficientemente grande como para que la botella de Moser pase fácilmente a través de él y lo suficientemente pequeño como para que el cuadrado de metal lo cubra lo suficiente. Aplique una generosa cantidad de silicona alrededor del orificio y cúbralo con el cuadrado de metal y el ensamblaje de la botella Moser. ¡Asegúrese de que sea un sello hermético!

5° Paso: Cableado del sistema de botella solar híbrido

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Este sistema de cableado propuesto consta de un pequeño panel solar de 12 V y 1 W, una batería de plomo-ácido de 12 V y 7 Ampere, seis botellas solres híbridas de Moser, una resistencia de 8 ohmios y un interruptor opcional. Esta configuración garantiza unas tres horas y media de uso por cada 12 horas de carga.

Las especificaciones del sistema se pueden modificar para adaptarse a sus necesidades. Un panel de mayor potencia cargará su batería más rápidamente y una batería con mayor capacidad podrá mantenerse cargada por más tiempo. También podría aumentar la cantidad de botellas híbridas de Moser a gusto, pero esto agotará la energía más rápidamente. Seis botellas solares híbridas de Moser son suficientes para iluminar una casa de una habitación de 45 metros cuadrados.

Si tiene intenciones de utilizar este diseño, conecte su sistema híbrido de botella Moser de acuerdo como se muestra en el diagrama. Esta orientación garantiza que las luces LED funcionen dentro de las especificaciones del fabricante.

Notas: Si construye su sistema HMB sin un interruptor, simplemente necesita conectar y desconectar los cables de la batería manualmente. El panel solar sugerido en este instructivo está totalmente protegido contra la intemperie, pero debido a que es tan portátil, se recomienda sacarlo por la mañana y volver a colocarlo por la noche para prolongar su vida útil.

Esperamos que haya disfrutado de este proyecto. Para más inventos caseros ecológicos no dude en volver a visitarnos.

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Cómo hacer un calentador solar con botellas de plástico 100% Funcional (Instrucciones + PDF gratis)

Corría el año 2002, cuando un mecánico brasileño llamado José Alano diseño lo que sería el primer calentador de agua solar hecho con botellas de plástico PET. El mismo necesitó unas cien botellas y unos cien cartones de leche para ser construido.


Sin embargo, uno se pregunta ¿Para qué hacer un calentador casero si uno puede comprarlo? Pues ese es el motivo por el que el legado del brasileño continúa hasta nuestros tiempos.

El calentador de agua solar contribuye a solucionar, no solo uno de los problemas más evidentes, como lo es el alto costo energético de los calentadores de aguas eléctricos convencionales o lo poco asequible que suelen ser los solares. Sino que también, esta tecnología asequible contribuye a disminuir el impacto ambiental generado por los plásticos, ya que incentiva una recogida periódica de residuos y el reciclado botellas de plástico para la creación de un producto muy útil y estratégico para personas y familias de cualquier status económico.

¿Cómo funciona el calentador solar con botellas?

El calentador de agua solar de botellas de plástico se basa en la tecnología de termosifón que se utiliza en muchos calentadores de agua solares convencionales. El principio de funcionamiento del termosifón es el que mejor se adapta a sistemas sencillos como el de este proyecto, siempre y cuando se instale el calentador solar por debajo del nivel inferior del tanque de agua o depósito, tal y como se muestra en la figura de abajo. Esta diferencia de altura no podrá superar los tres metros o al menos treinta centímetros.

Esta diferencia de nivel es necesaria para garantizar la circulación del agua en el calentador, debido a la diferencia de densidad entre el agua fría y caliente. A medida que el agua se calienta, esta sube por los tubos del calentador/colector, siguiendo la tubería y regresando a la parte superior del tanque o depósito. El agua fría, al ser más pesada, fluye hacia el fondo del colector manteniendo el calentador siempre lleno de agua y cerrando el ciclo de calentamiento. El proceso es idéntico al de los calentadores convencionales del mercado con sistema de termosifón, diferenciándose únicamente en los materiales utilizados en su fabricación. El agua puede alcanzar temperaturas de 52ºC en verano y 38ºC en invierno. Este tiempo de exposición comienza a computarse desde las 10:00 de la mañana hasta las 4:00 de la tarde.

Esquema de un calentador de agua solar tradicional

Se estima que con un panel de un metro cuadrado se es suficiente para calentar agua para que se duche una persona. Las botellas de plástico en los paneles deben cambiarse por otras nuevas cada 5 años, ya que el plástico se vuelve opaco, lo que reduce el aprovechamiento de la radiación solar.

Los componentes del calentador y sus funciones


Este calentador solar se diferencia de los demás en relación a los materiales utilizados para su construcción y en su eficiencia térmica. En este proyecto se utilizarán tubos y conexiones de PVC en los módulos de absorción térmica, que si bien, son menos eficientes que los tubos de cobre o aluminio utilizados en los colectores convencionales, son mucho más económicos. Las botellas PET y los envases larga vida (tipo cartón de leche) reemplazan la caja metálica, el panel de absorción térmica y el vidrio utilizados en los calentadores convencionales.

El calor absorbido por los envases larga vida reciclados, pintados de color negro mate, es retenido en el interior de las botellas y transferido al agua a través de los tubos de PVC, también pintados de negro. La caja metálica con vidrio o las botellas de plástico tienen la función de proteger el interior del calentador de interferencias externas, principalmente de vientos y fluctuaciones de temperatura, creando un ambiente propio acorde.

Aunque sencillo, el proyecto contiene detalles esenciales que deben respetarse durante su fabricación y funcionamiento. El dimensionamiento del calentador solar en relación al depósito o acumulador de agua es muy importante. También se debe limitar la temperatura a niveles que mantengan la rigidez del PVC (temperatura máxima de 55ºC), sin que se reblandezcan, y en consecuencia comprometer la estructura del calentador solar en la parte superior, provocando fugas. Tenga cuidado también con el tanque o depósito de agua, si son de materiales con límites de temperatura.

Dimensionamiento y materiales necesarios para el calentador solar con botellas

Para facilitar el cálculo de la cantidad de materiales necesario para el calentador solar con botellas, las siguientes cifras de materiales se corresponderán con las necesarias para abastecer a 1 persona. Si hay 4 personas en su casa, solo multiplica los valores siguientes por 4.

Materiales

  • 60 botellas de plástico PET transparentes de 2 litros, de preferencia que sean de las marcas Coca-Cola o Pepsi Cola por sus formas cónicas (no se recomienda plásticos PET de otros colores)
  • 50 envases larga vida de 1 litro (como los cartones de leche)
  • 11 metros de Tubería de PVC de 20 mm de diámetro (½”)
  • 20 conexiones “T” de PVC de 20 mm de diámetro (½”)

Nota: Recuerde que la hora de manipular diferentes tipos de residuos como las botellas de plástico o los envases larga vida, se debe tener cuidado de lavarlos bien para evitar malos olores o la proliferación de microorganismos.

Otros materiales

Las siguientes materiales necesarios no dependen del número de personas que utilizarán el calentador. Aquí solo necesitarás:

  • 50 clavos
  • Un litro de pintura color negro mate
  • Un tubo de PVC de 100 mm de diámetro y 70 cm de longitud que servirá de molde para el corte de las botellas de plástico
  • 4 codos de PVC de 90 grados y 20 mm de diámetro (½”)
  • Tapón de PVC de 20 mm de diámetro (½”)
  • Tablero de madera de, al menos, 12 cm de largo
  • Tablilla pequeña de más o menos 15 cm de largo

Para calentar el agua utilizada en el baño de una casa en el que vive una persona se necesitará un calentador solar de 1 metro de longitud. Esto quiere decir, que en una casa de 4 personas se necesitará un calentador solar con un panel de 4 metros. Como hemos visto anteriormente, para una persona se necesitan 60 botellas PET y 50 envases larga vida, si lo multiplicamos por 4 tendremos la cantidad necesaria para cuatro personas, es decir, 240 botellas de plástico y 200 envases de larga vida.

Herramientas

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Cinta aisladoraRodillo o brocha para pintar
Guantes protectores de pintorCúter
Arco de sierra manualMartillo de goma
Lija al agua Nº100Pegamento para PVC con cepillo
TransportadorCinta de papel de 19mm de ancho

Preparación de los materiales

Antes de comenzar con la construcción del calentador solar, los materiales reciclables que se utilizarán van a necesitar de un tratamiento previo antes de ensamblarse en el proyecto final.

Preparación de las botellas de plástico pet

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Existen dos tipos de botellas de plástico pet que se recomienda utilizar en la construcción del calentador solar, con especial preferencia a las botellas transparentes y lisas (rectas), la de las marcas Coca Cola o Pepsi Cola. Para facilitar el corte de las botellas, lo mejor es primero construir un molde muy sencillo utilizando dos tubos de PVC de 100 mm de diámetro de los siguientes tamaños:

  • Botellas de marca Coca Cola: Molde de 31 cm de longitud
  • Botellas de marca Pepsi Cola: Molde de 29 cm de longitud

Nota: Como el color verde absorbe el calor, las botellas con este color se degradarán más rápido, comprometiendo la eficiencia del calentador solar, por lo que no es recomendable usar estas botellas.

Una vez que se tenga los tubos con las dimensiones correctas, proceder ahora a realizar un corte longitudinal (vertical) en el tubo, que permitirá la introducción de la botella en el mismo, sirviendo de regla para cortar las botellas como se muestra en la imagen de arriba. Consejo: Para este corte, use un cúter.

Después de consumir las gaseosas, lavar las botellas y dejar que se seque toda el agua. Llevarlas a la heladera por 2 minutos sin la tapa y cuando se retiran taparlas rápidamente. El aire frío del interior de la botella volverá a la temperatura ambiente, expandiéndose en el interior de la misma, imposibilitando así su aplastamiento desde su almacenamiento en un lugar frío, hasta su aplicación en el calentador solar con botellas.

Si dispone de pocas botellas y, de entre ellas, tiene algunas abolladas, existe un método muy sencillo para devolverlas a su forma original.

Añadir 100 ml de agua fría en una botella, taparla y calentarla en el microondas durante 45 segundos. Al sacarla del microondas, girarla horizontalmente durante unos 10 segundos, mojando todas las paredes internas con el agua que ha calentado. Dejar reposar y luego desenroscar lentamente la tapa con cuidado para liberar el vapor. Deseche el agua y deje que la botella se enfríe sin la tapa.

Nota: No se recomienda usar agua caliente directamente porque la botella al no tener presión de vapor como soporte, al recibir el agua caliente se deforma aún más. Además, cuando trabaje con el agua a alta temperatura en el microondas, utilice algún tipo de protección como lentes, guantes, delantal y hágalo en un lugar alejado de otras personas, especialmente niños, para evitar cualquier tipo de accidente.

Preparación de los envases larga vida

Los envases de larga vida tienen en su composición un 5% de aluminio, un 20% de polietileno y un 75% de papel cartón. La utilización de envases en este proyecto ofrece excelentes resultados, ya que la combinación de estos tres materiales evita que se deformen a la temperatura a la que serán sometidos dentro de las botellas de plástico, a diferencia del cartón común. Vale la pena recordar que, cuando estén vacías, estos envases deben abrirse por la parte superior, lavarse y dejar que se seque toda el agua, de lo contrario, pueden formarse microorganismos y fuertes olores.

Antes de almacenarse estos envases, primero deben aplanarse. Para ello, basta con retirar las orejas laterales en sus cuatro esquinas y presionarlas en el cuerpo de cada paquete, con el fin de eliminar el aire contenido en el interior de los mismos, dejándolos listos para cortar y doblar, y reduciendo así el volumen y ocupando menos espacio durante el almacenaje.

Para simplificar los cortes en los envases larga vida, se adoptará un tamaño único para los diferentes tipos de botellas, es decir, 22,5 cm de altura. El corte para reducir la altura del envase debe hacerse por la parte superior por donde sale la leche o líquido de su interior, de manera que el envase quede completamente recto y sin cortes en sus paredes.

En el mismo lado del paquete se hará un nuevo corte de 7 cm en la parte inferior del envase. Después del corte parecerá como si el paquete obtuviera dos patas. Este corte se utilizará para ajustar el cuello de cada botella de plástico PET.

Los otros pliegues que deben hacerse en el empaque se basan en la imagen siguiente siguiendo las instrucciones a continuación:

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Asegúrese de que, durante el plegado, la superficie lisa esté hacia arriba y que la costura adhesiva del envase esté hacia abajo.

Doblar los lados del empaque larga vida, como si fuera a armar la caja original. Aprovechando los pliegues que ya existen en ella, y de las solapas que acaba de doblar, tome los extremos y vuelva a doblarlos en diagonal, como si fuera a armar un avioncito de papel. Estos pliegues darán forma a la curvatura interior superior de la botella de PET, soportando también la caja, manteniéndola recta e inclinada cuando se le coloque el tubo de PVC.

Regresar a la zona donde se realizó el corte de 7 cm, ahí deberá hacer dos pliegues para que la base tome la forma de un triángulo, y así, doblar los extremos sueltos en diagonal. Al final del proceso, el paquete habrá asumido una forma de flecha. Apuntando hacia arriba, y con un “agujero” en la base en forma de triángulo.

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La plantilla de la imagen de arriba muestra las dimensiones necesarias. Calque el diseño y construya su molde con un material rígido como una placa de PVC o un material similar.

Una vez realizados todos los plegados necesarios, ya se podrá comenzar con el proceso de pintado de los envases larga vida.

Deberán pintarse con pintura de esmalte sintético color negro mate, de secado rápido para interiores y exteriores. Este tipo de pintura es muy utilizada para pintar hierros, maderas, entre otros materiales.

Evitar la pintura en spray ya que es un producto más caro y el resultado final es el mismo que si se usa la pintura convencional.

Usar un rodillo o una brocha para aplicar la pintura. Para un mejor aprovechamiento de la misma, se pueden extender todos los paquetes planos sobre una mesa, que en este caso se debe proteger con una lona o tela para evitar que sufra algún daño durante el proceso de pintado. Con este proceso será posible pintar varios envases a la vez.

Nota: No use pintura negra brillante, ya que comprometerá el desempeño del calentador con botellas, ya que los rayos del sol serán parcialmente reflejados. El lado que se debe pintar es el que contiene la superficie lisa, el lado de la costura del empaque debe quedar hacia abajo.

Preparación de los tubos PVC

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Los tubos que formarán parte de las hileras de botellas del calentador solar deberán cortarse según los tipos de botellas de plástico que se tengan. Este es el mejor ajuste:

  • Botellas de marca Pepsi Cola: 100 cm de longitud
  • Botellas de marca Coca Cola: 105 cm de longitud

Para garantizar la uniformidad en el tamaño de los tubos, utilizar un molde para realizar bien estos cortes. Esta parte es muy importante ya que la variación del tamaño de los tubos puede provocar fugas de agua o un mal ajuste de las conexiones entre las hileras.

El molde no es más que una tabla de madera y unos clavos. En la parte superior de la madera, clavar 3 clavos en forma de triángulo. La distancia entre ellos es el diámetro del tubo de PVC, así a cada lado del tubo habrá un clavo, mientras que el clavo de arriba servirá como soporte para que el tubo no se deslice por la plantilla, permitiendo siempre un corte parejo y homogéneo de los tubos de PVC.

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Realizar una marca, partiendo del clavo que se encuentra en la posición más alta, de la medida a cortar y colocar dos clavos más alineados en el costado del tubo. Estos dos clavos nuevos marcarán la distancia a la que se deberá cortar cada tubo y servirán de regla para el arco de sierra.

Recuerde que si está trabajando con diferentes tamaños de botella debe cortar todos los tubos al tamaño de la marca Coca Cola, de lo contrario no habrá forma de encajar los tubos ya que las hileras tendrán diferentes tamaños. Después de cortar, lije los extremos de cada tubo para eliminar las rebabas.

Antes de pintar los tubos con la misma pintura utilizada para los envases larga vida, deberá aislar con cinta de papel los dos extremos, donde posteriormente se colocarán las conexiones en ‘T’. Para este ajuste, después será necesario retirar este aislamiento.

Para calentar el agua suficiente para una persona se necesitarán diez tubos del mismo tamaño, por lo que, si son cuatro personas en una casa, serán cuarenta tubos los que habrá que cortar y pintar. Después de que cada tubo haya sido debidamente cortado y pintado, se debe proceder al corte de los tubos que estarán en la parte superior e inferior conectando una hilera con otra en el calentador solar con botellas.

Si se van a utilizar botellas tanto de Coca Cola como de Pepsi Cola, los tubos deben medir 105 mm. No debería haber diferencia de tamaño ya que no habrá forma de encajarlos en el módulo final.

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Luego hay otros tubos de 20 mm (½”) que favorecerán la conexión de una hilera con otra. Estos serán los “tubos distanciadores”, y deberán cortarse a 8,5 cm de longitud y no es necesario pintarlos (esta medida es estándar para todos los calentadores, independientemente de los tipos de botellas utilizadas). Pero, si desea mejorar el flujo de agua y construir las columnas superior e inferior del calentador solar, puede aplicar conexiones en ‘T’ con una reducción de 25 mm (¾”) a 20 mm (½”), y los espaciadores entre hileras con tubos de 25mm (¾”) cortados a 8 cm.

El montaje es muy sencillo, si se sigue el orden de colocación de los componentes, y teniendo cuidado a la hora de utilizar el pegamento para tubos de PVC, únicamente habrá que pegar los tubos y conexiones de la parte superior del calentador por donde circula el agua caliente. En la parte inferior solo se deberá encajarlos con la ayuda de un martillo de goma, lo que facilitará el mantenimiento, en caso de ser necesario, simplemente desacoplando la barra inferior.

Si estuvieran pegados habría que cortarlos, con pérdida de todas las conexiones y tubos distanciadores. Para formar la columna superior, utilizar 5 conexiones en ‘T’ y 5 tubos de 8,5 cm. Pegar uno de los tubos a una conexión en ‘T’ y esta conexión a otra pieza de tubo. En este proceso, la alineación de los tubos es muy importante. Usar una superficie plana para ayudarse con esta tarea. Si la tubería queda desalineada provocará fugas durante el funcionamiento del calentador solar. Recuerde usar pegamento para PVC en un bote con un cepillo, porque el pegamento en un tubo es un desperdicio y no es práctico para su uso.

Para evitar problemas, la calidad de todos los materiales aplicados en el proyecto es fundamental. Tenga en cuenta que algunas formas de ahorro pueden terminar siendo costosas.

Para formar la columna inferior, proceder de la misma manera que con la columna superior, simplemente sin usar pegamento de PVC, y en su lugar use un martillo de goma para encajar los tubos en sus conexiones adecuadas. Sería interesante utilizar un trozo de madera o rejilla como soporte para no golpear el martillo directamente sobre las conexiones y tubos, y así evitar grietas, fisuras o incluso roturas de las piezas. Recuerde que la alineación de las conexiones con las tuberías es muy importante para evitar fugas.

Construcción del calentador solar con botellas

Una vez realizadas las preparaciones previas con las botellas pet de plásticos, los envases larga vida y los tubos de PVC, ya está todo listo para empezar a montar el calentador solar.

Premontaje

En este paso comprobaremos si las botellas de plástico PET son aptas para el uso y montaje del calentador. Para ello, las encajaremos de cinco en cinco, simulando el montaje real de las hileras del calentador.

Este primer montaje se utiliza para identificar problemas, como mal ajuste, botellas que están arrugadas y por lo tanto no encajan bien, y finalmente, poder encontrar posibles defectos que comprometan el funcionamiento final del dispositivo. Las botellas que tengan algún defecto deben apartarse en este momento.

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Montaje de las botellas y tubos

En este paso se pegarán los tubos pintados previamente, en cada ‘T’, que forman la columna superior. No olvide quitar la cinta de papel antes de colocar el tubo en la parte superior del módulo.

Una vez hecho esto, se procede al encaje de las primeras botellas de plástico, cada una en su respectiva hilera. Probablemente, habrá botellas en las que no haya sido posible quitar toda la etiqueta, o aún quede un poco de pegamento. Para solucionar este problema basta con girar la botella dejando la etiqueta o pegamento en la parte inferior la cual quedará oculta y no recibirá luz solar directa, y por lo tanto no comprometerá el funcionamiento del calentador.

La razón por la que se aplica un máximo de 5 botellas por columna es para no dificultar la instalación del calentador solar en relación a la altura del tanque o reservorio de agua, como se comentó anteriormente en la explicación del funcionamiento del termosifón.

Colocación de los envases larga vida

Con las cinco hileras debidamente llenas con una botella de PET, ahora falta colocar los envases larga vida, que ya han sido pintados y doblados.

Al colocar estos envases, no descuide el detalle de dejar el tubo de PVC encima del envase. Es decir, el envase larga vida debe quedar detrás del tubo, con la cara que ha sido pintada de negro mirando hacia arriba, y los pliegues hacia atrás. Repetir el proceso hasta llegar al número de cinco botellas.

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Siempre que proceda a la colocación de una nueva botella, sujete la hilera por la parte superior y coloque la nueva botella, de forma que las que estaban previamente premontadas no se desalineen, ni queden espacios entre las botellas, que puede afectar el rendimiento del calentador más adelante.

Recuerde que cada hilera debe tener cinco botellas de la misma forma y tamaño. Si tiene diferentes formatos de botellas, haga cada hilera con un tipo y alterne en el montaje.

Notará que incluso con las 5 botellas de plástico, todavía hay un espacio en el que solo se necesitará el cuello de una sexta botella para sellar el fondo de la quinta botella. Por lo tanto, el número de botellas y el número de envases larga vida será diferente.

Como en cada región las botellas se fabrican en diferentes tamaños, no existe un valor estándar para el corte de las mismas. Deberá medir el espacio que queda y cortar la botella a esa medida. Este corte se puede realizar con unas tijeras y cortando la botella de abajo hacia arriba siguiendo un recorrido en espiral. Aprovechando que la botella de plástico ya está sin fondo porque ya se cortó previamente.

Se recomienda que, para regiones muy frías, se deba llenar el fondo entre la botella de PET y el empaque larga vida, con algún tipo de material isotérmico que no absorba humedad (Por ejemplo: etiquetas o bolsas de plástico).

Una vez que esté bien ensamblada cada hilera, ahora para rematarla bastará con agregarle la columna inferior, la cual solo se debe acoplar a las hileras con la ayuda de un martillo de goma y un pequeño trapo para absorber la mayor parte del impacto y no agrietar o romper los tubos y conexiones en el momento del montaje. Para calentar agua para una persona se necesitan 2 módulos de cinco hileras como el que se acaba de construir.

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Nota: No use pegamento para unir la columna de la parte inferior, solo debe colocarse con apriete para facilitar el mantenimiento del dispositivo en caso de que sea necesario más adelante.

Una forma más práctica de garantizar este ajuste es colocar el módulo boca abajo y golpearlo verticalmente. Para ello, recuerde acuñar la parte que estará en contacto directo con el suelo para evitar roturas de tuberías o desmontaje de las hileras.

Al utilizar el martillo para encajar la parte inferior del módulo, que es la parte más resistente del sistema, si golpeas cualquier otra zona, es muy probable que termines rompiendo las tuberías o la conexión.

Sellar con cinta aisladora

Ahora que las hileras están listas, asegúrese de que todos los envases de larga vida estén alineados y hacia arriba, y que no haya ningún pedazo de etiqueta o pegamento en las botellas de plástico que no esté hacia abajo. Si todo está correctamente alineado, aplique en la boca de la primera botella que está tocando la conexión en ‘T’ un trozo de cinta aisladora. Esta cinta aislará y pegará la boquilla a la conexión en ‘T’, evitando que toda la hilera se mueva. También puede reemplazar la cinta aisladora con tiras de goma (por ejemplo, cámaras de aire) sin pérdida de eficiencia. Este material evita que el calor se escape por el interior de la columna y que el viento gire las botellas, alejando los envases larga vida de la posición de cara al sol, comprometiendo así el rendimiento del calentador solar.

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Ahora que todas las hileras están listas y selladas, deben transportarse al techo o área donde estarán expuestas a la luz solar. En ese momento, se podrá realizar el montaje de los módulos para componer el calentador solar en su conjunto.

Recuerde que la parte superior debe estar pegada y la parte inferior sólo debe encajarse con la ayuda de un mazo de goma. En la unión de los módulos es interesante utilizar un pequeño trapo para reducir el impacto del golpe de martillo sobre los tubos de PVC.

Nota: Ahora que los paneles solares están montados, protéjalos del sol bajo una sombra o cúbralos con una lona, ​​porque sin el agua dentro de los tubos para enfriar el calentador, se pueden ablandar por la acción del sol. Cuando suceda esto por accidente o luego de años de funcionamiento, deberá cambiar los tubos y comenzar a construir el calentador nuevamente.

La razón por la que se opta por los módulos de 5 columnas se debe a términos de manejo, lo que hace que sea extremadamente fácil de transportar al lugar de instalación. Se debe montar cada panel solar con un máximo de 25 hileras, es decir, 5 módulos. Esta regla es para evitar tensiones en las columnas, fisuras en las conexiones y la posible acumulación de burbujas de aire en la columna superior, que comprometa la circulación del agua en el calentador solar con botellas. Puede construir varios paneles solares y conectarlos en serie con el tanque o depósito de agua.

Nota: Ahora que los paneles solares están montados, protéjalos del sol colocándolos en la sombra o cúbralos con una lona, porque sin el agua dentro de los tubos para enfriar el calentador, se pueden ablandar por la acción del sol. Si sucede esto por accidente o luego de años de funcionamiento, deberá cambiar los tubos y comenzar a construir el calentador nuevamente.

Montaje de los módulos para formar el calentador solar con botellas

El Calentador solar debe colocarse en el techo de la residencia, o en un área que reciba luz solar directa, y sin incidencia de sombra de árboles, de edificios, o casas, etc.

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Ya se tiene un calentador solar completo, con las hileras todas interconectadas, y en los 4 extremos del calentador se tiene abierto el tubo de PVC para conectarlo al tanque de agua. Verificar en qué posición estará el calentador en relación al tanque de agua. Si el calentador estará a la derecha del tanque, deberá tapar el tubo inferior izquierdo del calentador con una tapa de PVC, para que cuando entre el agua al calentador, no escape por el otro lado. Hacer lo mismo en el tubo superior derecho, por la misma razón. Es decir, si el calentador solar está a la izquierda, debes tapar los tubos inferior derecho y superior izquierdo. Si el tanque está en el lado derecho, debe cerrar las esquinas inferior derecha y superior izquierda.

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Tanque o depósito de agua

Algunas modificaciones serán necesarias dentro del tanque de agua. La imagen de abajo ilustra los componentes originales del tanque y los nuevos junto con sus funciones propias:

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Componentes comunes

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Flotador y entrada de agua: Controla el nivel de agua del tanque, cuando está completamente horizontal impide la entrada de agua para no desbordar el depósito. Cuando comienza a inclinarse hacia abajo permite que entre más agua al tanque para nivelar el agua.

Anti-desborde: Como su nombre lo dice, se usa para evitar que el agua se desborde cuando esta sobrepasa el límite de la boya. Esto es para evitar que el tanque de agua se desborde por mal funcionamiento de la boya o por cualquier otra razón.

Toma de agua: Por aquí sale el agua fría que abastecerá a toda la casa.

Todos los componentes anteriores ya existen y ya funcionan en el hogar. Por lo que no habrá que meterse ni instalar ninguno de ellos.

Agujeros en el tanque

Como hay tanques de todos los tamaños y de distintas capacidades volumétricas, no hay forma de estandarizar una medida a seguir para los agujeros a realizar, por lo que se debe establecer las alturas en relación al porcentaje del tamaño del tanque. Por ejemplo: un tanque de un metro (100%) debe tener el orificio de retorno de agua caliente a 80 cm del fondo del tanque (80%).

Componentes del calentador solar

Salida al calentador: Por este orificio, el agua saldrá del tanque de agua y circulará por el colector solar para ser calentada.

Retorno de agua caliente: Después de ser calentada en el colector solar, el agua caliente regresa al depósito y se almacena en la parte superior del mismo. El agua fría no se mezcla con la caliente.

Mezclador: Se utiliza para regular la temperatura del agua. En posición vertical recogerá agua fría y caliente mezclándolas y dejando la temperatura más baja. Y en posición horizontal sólo recogerá agua caliente, dejando la temperatura del agua más alta.

Nota: Este sistema, en el que el depósito de agua suministra agua caliente y fría, sólo debe utilizarse en lugares donde el suministro de reposición sea fiable. Es decir, tenga en cuenta que la batidora se conecta por encima del retorno de agua caliente, por lo que, si no se repone el agua consumida, faltará agua para consumo, pero no en el colector solar. Sin embargo, el consumo de agua fría no se ve afectado de ninguna manera. En este caso, lo recomendable es agregar un tanque solo para agua caliente.

Flotante de agua fría

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Aquí es donde el agua fría sale del tanque de agua y pasa por el colector solar para ser calentada. El flotante se puede montar con un codo de PVC y con un trozo de tubería, unido a la brida. Este componente estará completamente sumergido en la base del tanque de agua.

El funcionamiento de este flotante es bastante sencillo, cuando está en vertical recogerá agua únicamente de la parte más alta del tanque, por lo que el depósito se dividirá en dos partes: la superior con agua caliente y la inferior con agua fría. Como solo se estará calentando la mitad del tanque de agua, la temperatura del agua subirá más rápido.

Si giramos el flotante horizontalmente, recogerá agua de la parte más baja del tanque. Es decir, se calentará todo el tanque de agua. A medida que el volumen de agua sea mayor, la temperatura del agua será menor. Pero en este caso no tendremos agua fría en el depósito de agua.

Flotante de agua caliente

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Básicamente hace lo mismo que el flotante de agua fría, sin embargo, en lugar de que el agua vaya al colector solar para calentarse, este flotante llevará el agua hacia la casa. Este es el que distribuye el agua caliente a las habitaciones de la residencia.

Para construirlo se utiliza una conexión en ‘T’ y dos piezas de tubo de PVC, una pequeña de unos 10 cm y otra más grande de unos 50 cm de largo. Este flotante también tendrá la función de mezclador de agua.

Cuando este en uso, este flotante capturará agua de ambos extremos, por lo que debe estar completamente sumergido. Cuando está en posición vertical, captura agua caliente en la parte superior y agua fría en la parte inferior, mezclándolas. Sería la opción equivalente para la ducha de “Verano”. En posición horizontal sólo capta el agua caliente por la parte superior del tanque, como si fuera la posición de ducha de “invierno”.

Reducción de la turbulencia

Ya se dispone de todo el sistema de salida del agua caliente construido e instalado correctamente en sus respectivos lugares dentro del tanque de agua.

Sin embargo, se deben tomar algunas precauciones con respecto al calentamiento del agua. Tomar de ejemplo el caso de una familia de cuatro personas, donde el consumo medio diario suele rondar entre los 250 litros de agua caliente.

Se recomienda que el depósito sea de 500 litros, ya que se utiliza la mitad superior del tanque para el sistema de calefacción solar y suministro de agua caliente, y la mitad inferior para el suministro de agua fría. En este caso, el calentador solar no debe tener más de 250 botellas de plástico, ya que cada botella es capaz de calentar un litro de agua. Si se agregan más módulos al calentador, la cantidad de agua calentada será mayor, lo que puede causar problemas si la capacidad del colector excede la cantidad de agua en el tanque de agua. Esto podría causar el ablandamiento de las tuberías de PVC.

La función del reductor es dirigir el agua fría de reemplazo directamente al fondo del tanque de agua, sin causar turbulencias, evitando que el agua fría se mezcle con el agua caliente, lo que evitará la reducción de la temperatura del agua en el compartimiento superior del tanque. La construcción de este aparato requiere un trozo de tubo de unos 50 mm de diámetro además de un tubo de 100 mm.

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El tubo más delgado debe cerrarse en su base y alrededor de su cuerpo se deben perforar unos 20 orificios de 10 mm cada uno, respetando un margen de 3 cm en el extremo superior y 5 cm en el extremo inferior.

El tubo de 100 mm no necesita taparse en ninguno de sus extremos, pero en el extremo inferior es conveniente tallar varios dientes de unos 20 mm.

El chorro de agua que suelta el flotador se dirigirá al fondo del tubo de 50 mm, a través de un tubo que estaba conectado a la entrada de agua formando una ‘T’ y provocando un remolino. A medida que se tapa el tubo, el nivel del agua aumentará rápidamente y se liberará a través de los orificios a lo largo del cuerpo del tubo.

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Esta agua, ya atenuada, se dirige al fondo del tanque, a través del tubo de 100 mm, debidamente cortado en forma de diente de sierra, apoyado en el fondo del tanque y apoyado en la parte inferior de la boya.

Posicionamiento del calentador solar con botellas

Ahora queda instalar el calentador en el techo y colocarlo de tal manera que absorba la mayor cantidad de radiación solar posible. Para ello, será necesario posicionar el calefactor según la Latitud de su ciudad.

¿Para qué sirve la latitud?

La latitud definirá el grado de inclinación que debe tener su calentador para captar la mayor cantidad de radiación solar posible. Está pendiente es fundamental para el calentamiento continuo del agua y el mejor aprovechamiento del sistema. Para calcular está pendiente basta con tener un transportador en la mano.

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Soporte de montaje del calentador solar con botellas

El material a utilizar como soporte de montaje del colector solar queda a criterio de cada uno, pero lo recomendable es que al menos las líneas superior e inferior de cañería PET estén amarradas a barras de tubo galvanizado de ¾, o a algo que garantice la alineación del calentador. Para evitar que las burbujas de aire comprometan la circulación del agua en el colector, se requiere un espacio de 2 cm por cada metro corrido, sin curvas en las columnas colectoras.

Si desea fijar directamente en el techo sin tener en cuenta la latitud local, y mucho menos el soporte para la fijación, simplemente ate una tubería de desagüe de 40 mm a las columnas colectoras superior e inferior.

Con ello garantiza una mayor estabilidad para la fijación, ya que las columnas llegarán a tocar las tejas. Sin esta cuña, las botellas de plástico PET quedarían aplastadas contra las baldosas.

Ahora solo ate las columnas superior e inferior y pasando la cuerda u otro material debajo de las tejas, fíjelo al marco en el techo.

Aun así, es necesaria una inclinación de al menos 10º y el calefactor debe estar orientado al norte geográfico lo más cerca posible (Si se reside en América del Sur). La eficiencia no será la misma que la establecida para la latitud de la ciudad, pero esto se puede compensar agregando más módulos para absorber la radiación solar.

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Vale la pena señalar que casi todos los problemas de eficiencia térmica de cualquier calentador solar dejan de existir a medida que nos acercamos a la línea del ecuador. Cuando damos preferencia al sistema de circulación por termo sifón, es obligatorio que la parte inferior del tanque o depósito térmico esté siempre por encima de la parte superior del colector solar, lo que corresponde a cada uno elegir la mejor alternativa para el lugar, sin olvidar que cuando se habla de caja o depósito, se habla de peso, así que una vez más, no se debe improvisar en lugares dudosos que pueden derrumbarse y causar serios problemas (Recuerde que cada litro de agua pesa 1 kilo).

Correctamente colocado en el soporte o fijado al techo, solo queda conectar el calentador al tanque de agua para completar el sistema y así empezar a calentar el agua.

El tubo que se colocará en la parte inferior del calentador y que llevará el agua fría a la base del sistema puede ser tan grande como sea necesario, sin embargo, el retorno del calentador al tanque de agua debe ser lo más corto posible para que el agua caliente no pierda calor a través de tuberías extensas y/o contacto prolongado con el aire y/o el ambiente fuera del calentador.

Si es posible, instale los puntos de consumo de agua cerca del tanque o depósito, lo que reducirá el desperdicio de agua caliente en la tubería hasta llegar al lugar de consumo. Dado que el tanque o depósito es el encargado de acumular el agua caliente, es necesario un buen aislamiento térmico en él.

Para potenciar aún más el calentamiento del agua, puedes pintar el bus superior y los tubos que regresan al tanque de agua con la misma pintura negra que se usó para pintar los envases larga vida y los tubos de cada columna de calentador.

Si es necesario, puede aislar el depósito de agua para que no pierda el calor de su interior hacia el entorno que lo rodea.

Este aislamiento se puede realizar de varias formas, como, por ejemplo: llenando varios envases larga vida con aserrín, cascarilla de trigo, cascarilla de arroz, pasto seco, entre otros.

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como hacer un calentador solar con botellas de plastico pdf
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Nota: Este artículo es una versión traducida y modificada de otro, puedes ver el original aquí.

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ECO COOLER: Cómo hacer un aire acondicionado con botellas de plástico (Instrucciones + PDF gratis)

Este instructivo es una guía paso a paso para construir un ECO COOLER, un aire acondicionado que funciona sin electricidad debido a que está hecho con botellas de plástico recicladas y que enfrían gracias a un interesante efecto físico que explicaremos en breve.


Los veranos cada vez son más calurosos y nosotros cada vez estamos menos dispuestos a soportarlo. Si bien, los comercios han comenzado a ofrecer aires acondicionados a bajo precio como un remedio inmediato al insoportable calor, el precio ambiental no se suele tener en cuenta. Por ejemplo, el consumo eléctrico aumenta en nuestro país un 2,5 % cada año, cinco veces más rápido de lo que crece la población.

Aire acondicionado Solarpedia

Y a todo esto, no nos olvidemos que durante el verano la red eléctrica puede padecer sobrecargas que a veces provocan cortes de suministro. Es por ello, que se nos suscita buscar alternativa para hacer más agradable el entorno de nuestro hogar, y el ECO COOLER nos puede brindar esa alternativa.

Funcionamiento del ECO COOLER

Un emprendedor de Bangladesh, Ashis Paul, desarrolló un inteligente sistema de enfriamiento de bricolaje que no necesita electricidad y está construido a partir de un residuo muy habitual: botellas de refrescos vacías. Su construcción es, básicamente, un conjunto de botellas de plástico que se recortan y se montan sobre un panel para luego colocarse en el espacio correspondiente a las ventanas. El sistema se ha popularizado mucho en el país natal del ingeniero y se tiene buenos informes de su efectividad, con una disminución de temperatura de hasta 5 grados en cuestión de minutos.

La ciencia detrás del aire acondicionado ecológico ECO COOLER no es difícil de entender. El término más científico para definir este fenómeno es el efecto Joule-Thomson, que tiene que ver con la caída de la temperatura de un gas cuando se expande rápidamente. Cuando el aire entra en la casa por el extremo grande y pasa por el extremo pequeño de la botella de plástico, la presión cae y se produce el enfriamiento, lo que hace que el aire del interior de la casa sea más frío que el exterior.

Puede experimentar este efecto usted mismo utilizando su respiración. Si exhala aire con la boca abierta notará que este sale está caliente, pero si sopla el aire saldrá más rápido y frio debido a que este se expande rápidamente.


Materiales y herramientas para el ECO COOLER

Para construir su propio ECO COOLER deberá tener en cuenta dos factores importantes. El primero de ellos es que debe determinar que pared de su casa es la que recibe más viento, ya que este será el que hará funcionar su aire acondicionado.

El segundo factor será elegir la ventana de su casa con la que cubrirá su ECO COOLER. Otra opción sería hacer una escisión en la pared, sin embargo, tenga en cuenta que este tipo de tecnología sencilla fue pensada originalmente para instalarse en casas de paredes de hojalata fáciles de cortar, así que evalué si realmente vale la pena fabricar una nueva ventana para este proyecto.

Eco cooler Materiales

Para determinar la cantidad de botellas que necesitará para su ECO COOLER dependiendo del tamaño de su ventana, solo debe resolver esta fórmula:

[N° de botellas] = (Altura de la ventana/12) x (Ancho de la ventana/12)

Para una ventana con una medida estándar de 96 x 96 centímetros, al resolver la fórmula se determinó que se necesitan 64 botellas de plástico para construir el aire acondicionado. Si al resolver la formula a usted le da un número con decimales, redondéelo hacia arriba o hacia abajo para obtener un número par. El resto de las especificaciones la detallaremos más adelante.

Materiales

  • Botellas de plástico de 2,5 litros con sus tapas (para este caso se usarán 64)
  • Placa de madera contrachapada de 3 mm de grosor tipo HARDBOARD del tamaño de la superficie de su ventana (para este caso 96 cm x 96 cm)
  • 4 tirantes de madera de 4×2 de las longitudes del alto y ancho de su ventana (en este caso cuatro tirantes de 96 cm)
  • Un trozo de madera pequeño de espesor similar a la placa
  • Algunos ladrillos (para sostener la placa de madera mientras trabaja)

Herramientas


Si necesitas algunas de estas herramientas, haz clic en sus nombres para explorar algunas ofertas (o de productos similares) en Amazon:

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Taladro con brocas para tornillosBroca corana 25mm para madera
Lápiz de carpinteroCinta métrica
TijerasCúter
MartilloDestornillador
Pistola de siliconaPapel de lija (Opcional)
Sierra Circular (Opcional)Clavos y tornillos

1° Paso: Marcar las dimensiones del ECO COOLER

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En primera instancia, deberá tomar su cinta métrica y medir el alto y ancho de la ventana dónde tiene pensado colocar su ECO COOLER. Si tiene pensado colocarlo en un cobertizo o cualquier otro sitio sin ventanas, pero con paredes no muy gruesas, deberá decidir de qué tamaño desea que sea su aire acondicionado y marcar sus dimensiones en la pared. Luego, utilizando una sierra circular hacer el agujero cuadro correspondiente en las paredes.

Para el ECO COOLER de este instructivo, se eligieron unas medidas de 96 x 96 cm para colocarse en una ventana fabricada con tirantes sobre una pared de madera contrachapada. Una vez que se tengan las dimensiones, comprar o cortar con la sierra circular la placa de madera al tamaño correspondiente.

2° Paso: Prueba experimental del sistema

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Antes de comenzar a realizar los agujeros en la placa de madera donde colocará las botellas, primero deberá hacer una prueba experimental en un trozo de madera pequeño. Consiga alguno de estos, no tiene por qué ser comprado, y en lo posible del mismo grosor que la placa final.

Coloque el trozo de madera sobre un ladrillo y usando el taladro con su broca corona de 25 mm perfore un agujero en ella. Una vez hecho, tome una botella y haga pasar u pico sin tapa por el orificio perforado. Desde el otro lado, coloque la tapa y enrosque bien para verificar la estanqueidad. Evalúe el resultado: Si la botella se mueve mucho si agita un poco el trozo de madera o si directamente la botella se desliza completamente y cae, entonces deberá utilizar una broca corona de diámetro más pequeño. Si, por el contrario, el pico de la botella no entra en el orificio que hizo entonces necesitará una broca más grande.

Si no puede o no desea cambiar la broca, entonces puede optar por pegar con silicona las botellas no muy ajustadas o lijar los orificios más pequeños que el pico de la botella hasta que encajen.

3° Paso: Hacer los agujeros en la placa de madera

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Una vez que se tenga la placa con las dimensiones requeridas, colocar unos ladrillos en el suelo y acostar la placa de madera encima. Con la ayuda de la cinta métrica, mida 6 centímetros de margen hacia adentro de la placa y dibuje un tenue rectángulo (o cuadrado) en el interior separado 6 cm de todos los bordes de la placa. Luego, dibujar líneas paralelas a los lados horizontales y verticales dentro del rectángulo separadas por 12 centímetros. Si la última línea que dibuja no dista al menos 9 cm entre la línea margen y la anteúltima línea, entonces no la dibuje y déjela así. Como resultado, se deben obtener un montón de rectángulos pequeños: Las intersecciones entre las líneas corresponderán a los sitios donde se harán los agujeros (contando también la de los bordes).

Tome su taladro y con la broca corona comience a perforarla en los sitios donde se interceptan las líneas dibujadas. Si puede, haga los agujeros justo en medio de las intersecciones, pero no tienen por qué ser exactas. Para el ejemplo de la placa de 96 x 96 cm, se dibujó un cuadro interior de 84 x 84 cm y al dibujar las líneas paralelas horizontales y verticales a 12 cm de distancia se obtuvieron 64 intersecciones. Por lo tanto, se realizaron 64 agujeros del tamaño del pico de las botellas.

4° Paso: Cortar las botellas

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Ahora tome su cantidad correspondiente de botellas de plástico de refresco (64 en este caso) y con la ayuda de unas tijeras o un cúter comience a cortarlas circularmente, dejando aproximadamente 16 cm de distancia entre el corte y el pico de la botella. Una vez que las hay cortado todas, lávelas bien para eliminar cualquier residuo de azúcar.

Ahora es el turno de las tapas, con la ayuda de un cúter corte el círculo de plástico para dejar las tapas como si fueran unos anillos con rosca. No es necesario que corte completamente círculo de la tapa, solo es importante que haya al menos un agujero de un centímetro de tamaño para que pueda pasar el aire.

5° Paso: Ensamblar el ECO COOLER

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Una vez que se tengan todas las botellas plásticas y sus tapas cortadas, puede empezar a colocarlas en su placa de madera. Cómo se detalló en el 2° paso, empiece por colocar la primera en su sitio y ajústela con su tapa desde el otro lado de la placa. Si la botella baila, use un poco de silicona. Si no encaja, lije el agujero hasta que encaje.

Como observará en la imagen, es importante que los cuerpos de las botellas apunten hacia el mismo lado o sino el sistema no tendría sentido. El con los embudos de botella de boca ancha mirará hacia al exterior cuando se coloque en la ventana y los picos de las botellas con sus tapas cortadas mirarán hacia el interior de la casa o cobertizo. Una vez que haya colocado todas las botellas bien ajustadas en su sitio, es hora de instalar el ECO COOLER.

6° Paso: Construir el marco de ventana (Opcional)

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Si la habitación dónde quiere colocar su aire acondicionado no tiene ventanas, pero sí paredes de madera, entonces puede construir una muy sencilla usando tirantes de madera. Con la ayuda del lápiz, la cinta métrica y la sierra circular recorte el contorno de la ventana y retire el trozo de pared.

Ahora será necesario construir el marco de la ventana. Para ello, corte dos tirantes de 2×4 del ancho de la ventana y dos tirantes con el alto menos un espesor de la madera. De esta manera, al juntar las piezas, formará un rectángulo que si se pone encima del ECO COOLER quedará todo del mismo tamaño.

Unir los tirantes con clavos, martillándolos desde los extremos como se ve en la imagen. Finalmente, colocar el marco en la ventana recién construida y fijarla en su lugar con todos los clavos que hagan falta.

7° Paso: Instalar el ECO COOLER

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Presionar su placa de madera en la ventana con las bocas grandes de las botellas mirando hacia afuera. Luego, con un taladro con broca para tonillos haga 8 agujeros en los bordes de la placa (en las esquinas y en los lados respectivamente) y que atraviesen la hoja de la ventana. Finalmente, coloque unos tornillos para que sostengan toda la estructura y listo, su ECO COOLER está terminado.

Con una prueba con termómetro se verificó la caída de temperatura dentro de la habitación y se observó una disminución de hasta casi 5°C. Algo bastante loable para una enfriado que funciona sin electricidad.

Esperamos que haya disfrutado de este proyecto, para más inventos caseros ecológicos no dude en volver a visitarnos.

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aire acondicionado con botellas de plastico eco cooler pdf
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Peso:2,52 Mb
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Nota: Este artículo es una versión condensada y modificada de otro, puedes ver el original aquí.

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