La bomba de ariete, o ariete hidráulico, es un dispositivo que transporta fluidos de un sitio a otro, pero que,...
Read More ¡Bienvenidos una vez más, amantes del autoconsumo! El día de hoy les enseñaremos 5 generadores eléctricos caseros que ustedes mismo pueden construir. Todos accionados de formas distintas y de los que estoy seguro, les darán bastante inspiración para crear sus propias versiones.
Aunque los generadores manuales puedan parecer de los menos atractivos de construir, en algunos casos pueden ser de los más interesantes si se los combina con otros mecanismos, como fue el caso de la bomba manual de otro de mis artículos TOP dónde se la combinó con un generador eólico para impulsar agua de un pozo de forma autónoma.
Pero para el generador que nos atañe ahora, si bien no presenta mucha más ciencia que la de girar un manivela, de todas formas puede ser un artilugio que te puede sacar de un apuro dado a su portabilidad si un día se va la luz de tu casa o quieres cargar un dispositivo y no hay enchufes cerca.
Para el corazón de este proyecto necesitaremos un motor sincrónico pequeño metálico de esos que se usan para hacer girar los platos de los microondas. Como primer paso consigue un frasco de crema facial que pueda contener el motor y hazle un agujero en su tapa con un taladro, ayudándote con un trozo de madera, para que pueda pasar la cabecilla del motor. Coloca el motor en la tapa del frasco e insértale desde el otro lado una cupla de giro en su eje que puede ser redonda o en trébol. Si ya giras este mecanismo podrás generar electricidad. Para que entre el motor sin problemas en la tapa, dobla los extremos conectores con una pinza.
Puedes agregarle si lo deseas, una luz led junto con una resistencia de 68 ohmios para adornar el motor. Esta se prenderá cada vez que lo gires y así puedas verificar que está funcionando. Para esto, corta uno de los conectores de la luz led y suelda con estaño la resistencia ahí. Cubre la resistencia con un termorretráctil, ajústalo con un encendedor y con esto hecho ya puedes soldarlo al motor. Haz un pequeño agujero adicional a la tapa para pasar el led, enrolla los alambres a los conectores del motor y suéldalos con estaño para que queden fijos.
Ahora en la otra parte del frasco vamos a adosarle un adaptador de enchufe por donde saldrá la electricidad que produzcamos. Marca en la base del frasco la posición de las tomas del enchufe con un marcador y luego con un lápiz quemador haz agujeros sobre las marcas para que puedan pasar las tomas del otro lado. Con un papel de lija o lijadora automática aclara un poco la toma del neutro y la fase, el de tierra no es necesario. Ahora pela dos cables del tamaño de los que irían en cualquier enchufe y suéldalos con estaño a cada toma que lijaste.
Por último, corta tres trozos de cinta aisladora y recubre cada tomas, con la tierra incluida, para que los cables no se muevan de su sitio. Con esto hecho, ya puedes pasar el adaptador por los agujeros del frasco de crema facial, pero recuerda pasar los cables primero. Ajústalo todo lo mejor que puedas, acerca la tapa del frasco y suelda los cables con estaño a los conectores del motor para que se complete el circuito. Cierra el frasco con su tapa para tener tu generador en una sola pieza.
Ahora solo nos falta un accionador para el generador. Para ello, consigue una varilla metálica, como un cuchillo de manteca o cualquier otro elemento lo suficientemente resistente para soportar mucha fuerza. Le vas a cortar con una herramienta Dremel las partes que estorben y, a continuación, le vas a hacer un agujero en uno de sus extremos con una broca para metales. Por dicho agujero, debes colocar una manija que puedes fabricar con el botón metálico de una lapicera con su extremo cortado y un tornillo a la medida. Pasa el tornillo con el cilindro por el agujero hasta que quede fijo. Por último, pon un poco de resina epoxi sobre la cupla del motor, pega el otro extremo de la varilla al motor, deja secar y listo. Ya tienes tu generador eléctrico manual listo para usar.
Puedes comprobar su voltaje de funcionamiento con la ayuda de un multímetro. Si bien, este generador es ideal para encender luces y cargar baterías, recomendamos tener cuidado a la hora de usarlo para cargar móviles, laptops o dispositivos similares. Ya que sin un estabilizador de corriente de por medio, esto dispositivos podrían dañarse. Soluciona esto soldando a los dos cables positivo y negativo un conversor reductor – elevador en cualquier punto para estabilizar el voltaje y así no correr ningún riesgo a la hora de cargar un dispositivo inteligente.
Para este puesto vuelve un viejo conocido al canal, las placas Peltier. Si ya viste mi otro artículo de los paneles solares caseros, recordarás que utilizamos una placa Peltier para generar electricidad aprovechando el efecto Seebeck al aplicarle calor solar desde un lado y refrigeración con agua desde el otro. Pero lo que no aclaré en aquel artículo es que el calor necesario para producir electricidad puede venir de cualquier fuente, hasta del calor de una simple vela. Y solo con unas cuantas de estas es posible generar electricidad suficiente para cargar un celular y otros dispositivos similares.
Para construir este generador necesitaremos unas 6 placas Peltier de 12 V y 60 W. Podrían ser menos, pero corres el riesgo de no generar suficiente corriente para que sea aprovechable. A continuación, consigue dos láminas de aluminio de 3 y 1,5 mm de espesor, una varilla roscada M5 y varias velas de té. Inspirándonos en la configuración Peltier del otro vídeo, crearemos primero la plataforma caliente con los módulos Peltier adheridos a la lámina gruesa y luego una caja con la lámina fina llena de agua helada como plataforma fría.
Comienza agrupando los Peltier en dos filas de tres sobre la lámina gruesa de aluminio y mide 2 centímetros de margen en los lados laterales. Dibuja un rectángulo con marcador respetando esas distancias y con una sierra para metales córtalo. Puedes limarlo un poco para no lastimarte. Luego, vas a marcar cuatro puntos a un centímetro de cada esquina para luego perforarlos con un taladro con el mismo diámetro de la varilla roscada m5.
Ahora vamos a crear la caja refrigerante. Para ello, dibujamos y cortamos con sierra de metales seis rectángulos en el aluminio fino, dos del mismo tamaño del aluminio grueso y los otros cuatro con el mismo ancho de los lados del rectángulo y a una altura aproximada de 10 centímetros. Limamos estos cortes también por seguridad. Comience pegando los lados de la caja con pegamento caliente desde afuera y cuando quede en pie, remate con pegamento de dos componentes desde adentro para que la estructura quede bien fija. Al finalizar retire el pegamento caliente seco.
Aplique grasa térmica a un lado de los seis Peltiers y péguelos así al aluminio grueso. Corte todos los cables de los Peltiers, excepto el negro y rojo de un lado, y suéldelos con estaño cada cable contiguo para crear un circuito cerrado. Con esto hecho, agregamos más grasa térmica sobre los Peltiers, desparramamos, colocamos una de las láminas finas de aluminio encima y aplicamos peso para que quede adherido.
Como necesitamos un espacio para colocar las velas de té debajo, el generador termoeléctrico debe estar suspendido. Para ello, cortaremos cuatro piezas de varilla M5 de diez centímetros aproximadamente y las enroscamos a los agujeros de la placa y ajustamos con tuercas, pero no sin antes crear esas roscas con un fresador.
Cuando paremos la estructura, colocamos encima la caja de aluminio, prendemos unas seis velas de té y las colocamos abajo, llenamos la caja con agua helada y con un multímetro verificamos el funcionamiento de nuestro generador recién hecho. Si ves que no genera mucho voltaje, prueba descender la altura de la estructura hasta que obtengas mejores resultados. De la misma forma que advertimos en el puesto anterior, te recomendamos soldar un conversor reductor – elevador como intermediario antes de empalmar los cables a una toma corriente para que puedas cargar tu celular sin variaciones de voltaje.
Ahora le llegó el turno a las pilas. Si conoces algunos conceptos básicos de la electroquímica, recordarás que el funcionamiento de las baterías que conocemos se produce gracias a una reacción química entre dos componentes a los que llamamos ánodo y cátodo. El ánodo es el que libera los electrones para transferirlos al cátodo, que es el que los recibe y todo con la ayuda de una solución electrolítica que posibilita el intercambio. Existen muchos generadores electroquímicos de este tipo, pero el que considero oportuno en enseñarte a hacer es el generador de aluminio – aire por su facilidad de construcción, su liviandad, y lo barato y fácil de que es conseguir sus componentes.
Para construir esta versión de generador, utilizaremos un recipiente especial. Puedes usar tu imaginación para hacer el tuyo, pero lo importante es que puedas hacerle compartimentos dentro para que no se toquen los componentes que colocaremos. En nuestro caso, utilizaremos un recipiente cuadrado como un tupper al que le haremos unas hendiduras con un lápiz quemador para poder colocar después unos separadores con malla de plástico fino. Es importante que sean de malla y de plástico para que pueda pasar líquido por ellos y para que no reaccionen con el aluminio de la pila. El marco de la malla puedes fabricarlo con unas tiras de cinta aisladora para que encaje y quede fijo en el recipiente.
El siguiente paso, es conseguir algo de polvo de grafito. Este puedes conseguirlo en librerías como minas de lápiz negro y para luego rallarlo. Deberás conseguir suficiente de este polvo hasta que puedas utilizarlo para rellenar completamente los compartimentos de los extremos del recipiente. Agrega el grafito lentamente con una cuchara y ayudándote de un pequeño embudo si lo deseas. A continuación, coloca un trozo de plástico del ancho como de una pulsera en el compartimento del medio para evitar que los extremos estrangulen el espacio central.
Ahora recorta un trozo de papel del ancho de la celda y de dos veces el largo para doblarlo por la mitad. Repite este proceso con una lámina de aluminio que también puedes conseguir en librerías. Lo bueno del aluminio es que es muy barato y podemos recargar la batería todas las veces que queramos sin gastar mucho.
Ahora tendremos que hacer un pequeño agujero en la esquina superior del recipiente. Tendremos que hacer el mismo agujero en una esquina del aluminio doblado. Toma un cable fino, pélalo en un extremo y empálmalo en la esquina del aluminio con unos giros de alambre. Aprieta con un alicate para que la conexión quede fija. Con esto hecho, coloca el trozo de aluminio dentro del papel, ponlo todo en el centro de la celda de plástico y pasa el cable por el agujero antes hecho. Ahora pon una tira de cinta aisladora encima de la celda y luego una tira pequeña de níquel en “u” mirando hacia abajo.
Suéldale con estaño un cable rojo pelado sobre esa tira de níquel y verifica que haya un pizca de corriente entre los cables con la ayuda de un multímetro, si hay señal significa que la estructura de la batería es correcta. Ahora hay que preparar el electrolito. Llena una taza con agua destilada y disuélvele dos o tres cucharadas de hidróxido de potasio. Ambos insumos puedes conseguirlos fácilmente en farmacias. Cuando la mezcla sea homogénea, con la ayuda de una jeringa empieza a llenar la celda electrolítica lo suficiente hasta que quede casi llena. Vuelve a comprobar el voltaje con el multímetro y ¡tachan! nuestra batería ya está produciendo electricidad.
Si tu pila recién creada es pequeña, de seguro no producirá más de dos voltios de energía. Para energizar motores pequeños, luces o hasta dispositivos móviles necesitarás un mínimo de doce voltios. Puedes crear más generadores de aluminio – aire y conectarlos en serie hasta alcanzar el voltaje deseado. Y lo mejor es que cuando el aluminio se haya gastado puedes fácilmente reemplazarlo por otro junto con más solución electrolítica para continuar generando toda la electricidad que desees.
A partir de aquí nos ponemos serios y empezamos crear generadores realmente poderosos. Un respetable canal angloparlante llamado Open Source Low Tech mostró hace tiempo al mundo un generador hidroeléctrico que construyó con tan solo 40 dólares y capaz de producir 200 vatios de energía, pudiendo cargar una batería de coche estándar en menos de 4 horas. Si te interesa probar este generador, ten en cuenta que hay trabajar muchos elementos y hacer muchas mediciones para que sea óptimo, aquí te detallaré su construcción en un pequeño resumen, pero si deseas una explicación más completa aquí tienes un artículo más completo junto con un PDF para calibrar medidas.
Muy bien, comienza fabricando un anillo de plástico a partir de una tabla para cortar verduras con una broca corona y de otra de pala con estos diámetros. Con la hoja calibre marca tres puntos equidistantes en la circunferencia del anillo y hazle agujeros en ellos de cinco milímetros con un taladro. Consigue ahora un conector “Y griega” de PVC de 16 centímetro de diámetro y a este también hazle las marcas equidistantes a 2 centímetros de la base.
Habíamos dicho que este generador funcionará con una rueda Hoverboard, así que si este no ocupa todo el diámetro del conector tendremos que pegarle algunos anillos de tubería reducidos como se ve en pantalla. Si no tienes un Hoverboard, puedes usar una rueda de patín eléctrico. Ahora haremos agujeros de 4 milímetros en las marcas y luego los agrandamos a 10. Por ellos, colocaremos tres pernos de este tamaño y dentro agregamos una arandela y dos tuercas. En el centro irá el anillo de plástico que fabricamos, apretamos las arandelas, unas tuercas a las paredes del conector y las otras tuercas al anillo. Ahora marcamos dos líneas opuestas en el conector “Y griega” con distancias de 20/80 mm como se muestra en pantalla en ambos lados y hacemos agujeros de 8 milímetros en esas distancias.
Desarmamos la rueda del Hoverboard, patín eléctrico, scooter o de un alternador de motocicleta, y le haremos un agujero en el centro de la carcasa de 7 mm y calibrado con una tuerca, para luego expandirlo a diez y por último a 12 mm. Colocaremos un perno con cabezal reducido en ese agujero y haremos otros dos al costado para ajustar con una tuerca mariposa con sus alas mirando hacia arriba. Ajustamos el perno y agregamos una tuerca conectora de 3 centímetros. Como el agua es turbulenta, está bien que este eje baile un poco.
De forma aparte, necesitaremos conseguir tirantes de madera de estas dimensiones. Le haremos dos agujeros a cada uno con una distancia de 8 centímetros y los posicionamos para adosarlos al conector. Utilizaremos cuatro pernos con una arandela afuera y una tuerca adentro en cada uno para este propósito. Conseguimos ahora un tapón para el conector “Y griega”, le hacemos un agujero de 10 mm en el centro y lo colocamos en la abertura más grande.
Ahora marcar una línea a una altura determinada en las dos maderas principales y hacer dos agujeros en cada una distanciados cuarenta milímetros. Repetir este proceso con dos láminas de mismo ancho. Ahora vamos a fijar la rueda al conector. Coloca dos trozos de varilla roscada entre cada madera y esta seguidilla de componentes: 2 tuercas y una arandela desde afuera y hacer lo mismo desde el otro lado al final. Luego una arandela y dos tuercas desde adentro, las dos láminas de aluminio y otras dos tuercas y arandela. Centra las láminas como se ve en pantalla.
Ahora es cuando colocamos el eje del motor de la rueda entre ellas y lo fijamos aplastando las láminas. Toca hacer pasar otra varilla roscada por el centro del generador, marcar la altura donde empieza el anillo y agregar hasta ahí una tuerca, 10 arandelas y 2 tuercas más, ajustamos todo. Nuevamente, debido a las turbulencias del agua, el eje del generador debería poder moverse en varias direcciones. En el espacio sobrante de abajo, colocamos una arandela grande, otra pequeña y rellenamos con juntas tóricas. Ya podemos ajustar la varilla.
Como paso final, toma un ventilador de computadora de doce centímetros, perforarle el centro y agrégale un círculo de plástico de la tabla previa, pero esta vez enróllalo con varios giros de cinta aisladora. Ahora perfora los costados al centro del círculo de plástico y vas a agregar dos pernos, dos arandelas y dos tuercas para ajustar. Agrega un trozo de termorretráctil cilíndrico alrededor de las aspas para protegerlas de la intensidad del agua y agranda el agujero. Inserta el ventilador al centro del perno, ajusta con una arandela mariposa y ¡listo! ya tienes tu generador hidroeléctrico pequeño para empezar a aprovechar la energía de cualquier caudal de agua cerca de tu hogar. Solo te resta fijarlo en el sitio correcto y conectar los cables a una batería y regulador para empezar a cargarla.
Podríamos decir que este generador es una versión glorificada al del 5° puesto, solo que esta vez lo haremos más grande, con mayor potencia y de una forma más cómoda (y atlética) de utilizar. Para construirlo necesitarás una bicicleta, un rodillo trasero para bicicleta de entrenamiento viejo, un alternador de coche, una batería de ciclo profundo, un inversor, algo de cable Romex y un tirante de madera 4×4 viejo.
Para comenzar, quítale el mecanismo de rodillo de la bicicleta de entrenamiento pero conservando los bulones que lo sostienen. Este es el responsable de generar resistencia al pedalear. En su lugar, lo reemplazamos con el tirante de madera posicionándolo sobre el espacio vaciado. Marcamos con un lápiz la posición de los bulones, retiramos y, con un poco de tallado a mano y unos agujeros hechos con un taladro sobre las marcas, volvemos a colocar el tirante. Con los pernos que reservamos, lo volvemos a colocar y ajustamos con llave inglesa. Cuando quede fijo, ya puedes traer tu bicicleta y colocar la rueda trasera sobre la plataforma de entrenamiento modificada. Si parte del tirante de madera estorba impidiendo que encaje la bicicleta, recorta el exceso de este con un serrucho.
Es hora de posicionar el alternador. Antes de hacerlo, procura que estés usando uno que funcione bien porque necesitaremos un voltaje alto de generación. Lo bueno de usar uno de coche es que, por lo general, estos vienen con soportes para ajustar la holgura del cinturón para que haga contacto con el neumático. Para esta tarea necesitarás otro tirante de madera, más bulones y hacer unas mediciones a ojo para determinar el punto exacto donde la rueda de la bicicleta toca la polea del alternador.
Adhiere un tirante 4×4 perpendicular al horizontal con más tallado, agujeros de taladro, bulones y llave inglesa. Marca la posición a la que debe ir el alternado y fija los soportes del mismo a la altura correcta tanto en la base como al costado. Inserta el alternador en los soportes y tu bicicleta en el entrenador al mismo tiempo y ajusta según corresponda. Atornilla la bicicleta en su sitio y luego el alternador bien pegado a la rueda. Recomendamos que, más adelante, cubras la polea con goma para que la rueda de tu bicicleta no se desgaste por el rozamiento constante.
Es hora de hacer las conexiones. Trae tu batería de ciclo profundo y con trozos de cable Romex conecta la salida del alternador al positivo de la batería y luego otro cable al negativo. Conecta también un voltímetro a los polos de la batería y comienza a pedalear. En la batería debería figurar doce voltios y en el alternador catorce. Si el alternador genera menos de catorce entonces está defectuoso y deberás reemplazarlo. Pero si funciona de forma óptima, puedes proseguir completando el circuito agregando un interruptor entre la salida del alternador y el positivo de la batería.
Conecta también dos clavijas a la salida del alternador con más cable y adhiere el interruptor a la bicicleta con cinta aisladora. Deberás apagar dicho interruptor cuando no estés usando la bicicleta para evitar que se descargue. Como paso final, conecta un inversor a la salida de la batería y así obtendrás la corriente óptima y una toma para poder conectar lo que quieras y así empezar a aprovechar la energía que generes.
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Son ideas maravillosas que nos pueden ayudar en nuestro día a día ????