Waterpod/Tour de Volts/es
Esta página trata sobre el proyecto "Tour De Volts" para el Waterpod, de la clase de "Introducción al Diseño" de primavera de 2009 en Cal Poly Humboldt. Proponemos usar una bicicleta como fuente de energía para proporcionar energía adicional al Waterpod. En concreto, hemos usado un rodillo de entrenamiento para convertir un motor de corriente continua (CC) de un patinete en un generador eléctrico. Este proyecto estará en el Waterpod durante seis meses y servirá como herramienta educativa.
Introducción
El Proyecto Waterpod
El Waterpod es una barcaza autosuficiente que navegará por el East River de la ciudad de Nueva York, atracando en varios muelles de Manhattan sobre el río Hudson para educar al público sobre la sostenibilidad. Albergará a seis artistas visuales y es cliente de la clase de Ingeniería 215 de Cal Poly Humboldt , que diseña proyectos sostenibles para exhibirlos a bordo. El objetivo del Proyecto Waterpod es demostrar la importancia de la sostenibilidad a través del arte, la tecnología y el debate mediante performances, instalaciones artísticas, conferencias y talleres.
Equipo Lorax
El Equipo Lorax está formado por cuatro estudiantes de Ingeniería 215, Introducción al Diseño, en Cal Poly Humboldt . Con el Proyecto Waterpod como cliente ecológico, el Equipo Lorax diseñó e implementó un generador de bicicletas sostenible que se utilizará como herramienta educativa y funcional a bordo de la barcaza. El equipo está formado por Emily Bowes (estudiante de primer año), Alix George (estudiante de primer año), Mike Radenbaugh (estudiante de primer año) y Alex Mattson (estudiante de segundo año).
Figura 1: Bicicleta y generador
El desafío y los criterios del cliente
El desafío del equipo Lorax fue construir un generador de bicicleta educativo y funcional que pudiera usarse a bordo del Waterpod para mejorar la experiencia de aprendizaje de los visitantes.
Para simplificar el proceso de diseño y cumplir con los estándares de los clientes, el equipo Lorax desarrolló una lista de criterios basada en sus necesidades. Se asignaron ponderaciones relativas mediante una escala del 1 al 10, según la importancia de los criterios en la solución final:
- Ajustabilidad: (9) El generador debe ser ajustable tanto para bicicletas de niños como de adultos.
- Durabilidad-(9)-Debe soportar el uso diario durante seis meses.
- Costo-(9)-Menor o igual a $300.00.
- Valor educativo: (10) Debe demostrar la generación de energía impulsada por el ser humano.
- Seguridad-(8)-Cumple con los códigos eléctricos de Nueva York, seguro para su uso.
- Eficiencia: (10)-12 V CC, potencia mínima necesaria.
- Facilidad de configuración (8): El cliente debe poder configurarlo fácilmente.
- Estética-(7)-Debe ser presentable y compacto.
- Mantenibilidad-(7)-Diseño simple para fácil mantenimiento por parte de personas no capacitadas.
Solución final
La solución final está diseñada específicamente para proporcionar electricidad al Waterpod. El generador de bicicleta se adapta a una amplia variedad de bicicletas, lo que permite que tanto niños como adultos aprendan con él. La Figura 2 muestra el sistema de soporte principal utilizado en nuestro diseño: un soporte para bicicleta. Este soporte se fija a cada lado de las clavijas de la rueda trasera para proporcionar un soporte estable. Uno de los criterios más importantes del generador de bicicleta es la seguridad, y su resistente soporte garantiza que todo esté seguro y protegido. Además, le da un aspecto atractivo al generador, manteniendo todas las unidades conectadas y compactas.
El motor utilizado es un generador de CC de 36 voltios, procedente de un patinete eléctrico. El motor se probó y limpió antes de su instalación para garantizar su eficacia. El portafusibles es de tipo automotriz en línea, con una ventana transparente para su inspección. El generador de bicicleta también incorpora un diodo unidireccional para evitar que la corriente se invierta durante el uso.
Para construir este generador, simplemente retiramos la resistencia del soporte de una bicicleta estática y la reemplazamos por un motor de CC, como se muestra en la Figura 3.
Fig. 2: Estacionamiento para bicicletas
Figura 3: Generador
Costos
Una limitación importante que se tuvo presente durante el diseño e implementación del generador de bicicletas Tour de Volts fue el costo. Todos los materiales debían adquirirse por un total de $300.00 o menos.
Costos de implementación
El costo total de implementación para el Equipo Lorax es de $77.61, como se muestra en la tabla a continuación. Esta tabla muestra la suma de todos los materiales utilizados para implementar la solución y sus precios. Hay una tercera columna para mostrar el precio de mercado de cada artículo, ya que algunos fueron donados o comprados a menor precio. La mayoría de los materiales se encontraron en desguaces o en el Centro de Reciclaje de Arcata , lo que redujo considerablemente el costo del generador de bicicletas. Si todos los materiales se hubieran comprado a precio de mercado, el costo total de implementación sería de $247.43.
| Artículo | Nuestro precio ($) | Valor de mercado ($) |
|---|---|---|
| Fusibles | 1,99 | 1,99 |
| Portafusibles | 2.49 | 3.00 |
| Motor | 5.00 | 50.00 |
| Metal/Aluminio | 2.19 | 10.00 |
| Diodo | 1.19 | 1.19 |
| Pernos | 4.75 | 4.75 |
| Pasador de resorte | Donado | 1,50 |
| Soporte para entrenador de bicicletas | Donado | 75.00 |
| Reductor de CC a CC | 60.00 | 100.00 |
| TOTAL | $77.61 | $247.43 |
Costos de mantenimiento
Se espera que el mantenimiento del generador de la bicicleta sea bajo. Las escobillas del motor se desgastarán después de dos años de uso. Reemplazarlas cuesta alrededor de $10. También existe la posibilidad de que se funda un fusible. Reemplazar los fusibles cuesta $2. Estas piezas de repuesto se proporcionaron con el generador para comodidad del cliente. Se espera que las piezas restantes duren los seis meses del período de exhibición. El generador debe ser lo suficientemente resistente como para soportar la intemperie y el uso diario.
Próximo paso
Tour de Volts se presentará en el Waterpod durante seis meses y servirá como herramienta educativa para el público. Para el futuro de este proyecto, el Equipo Lorax planea profundizar en el estudio de los usos de la generación eléctrica mecánica en la vida cotidiana. Los desafíos que aún enfrentamos son aumentar la eficiencia de la generación y el almacenamiento de energía.
Referencias
Erickson, B. (2006). "Generador de energía impulsado por humanos". CCAT – Pedal Power, < http://web.archive.org/web/20100702012929/http://www.humboldt.edu:80/~ccat/pedalpower/hec/hpeg/index.html > (24 de febrero de 2008).
TheWaterpod.org. (2008). < http://web.archive.org/web/20090204064511/http://thewaterpod.org:80/news.html > (23 de febrero de 2009).
Russavage, J. (2004) "Pedal Power: Guía práctica". Cal Poly Humboldt. (24 de febrero de 2009) < http://web.archive.org/web/20100706221425/http://www.humboldt.edu:80/~ccat/pedalpower/josephSP2004/index.html >.