Como construir una bobinadora

Bobinar y cantar...

La primera vez que enrollé el hilo de cobre sobre el núcleo de madera, me dí cuenta de que hacía falta hacer bastante presión manual, por lo que entendí que era necesario una bobinadora para controlar cada vuelta del "enrolle", para no dejar "huecos" y seguir un orden y control del numero de vueltas. Imaginé que no era complicado, y efectivamente no lo es, pero es necesario seguir todos los pasos para que nos salga bordada. 

Cuantos oficios se han perdido por dejar escapar unos conocimientos tan valiosos que hoy aquí queremos recuperar. 

Croquis del generador de imanes permanentes

Plano núcleo

Lo primero es tener el croquis o plano del tamaño de la bobinadora, a escala 1:1, de éste plano sacaremos el tamaño del núcleo.

En la madera blanda de una pala de playa...

Para realizar el motor y que funcione correctamente es preciso, realizar correctamente el bobinado y tener el hilo bien enrollado en una gran bobina giratoria y simultáneamente ir enrollando cada bobina.

Proceso constructivo para hacer una bobinadora casera

1. Construcción de la manivela. Lo podéis hacer con un hierro galvanizado "semi dulce" es decir que no sea muy blando imagen más arriba

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2. Cortado del núcleo de la bobinadora

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1. Cortado del núcleo de la bobinadora



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4. Montaje de la bobinadora

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5. fijación de 2 de las 3 piezas con pasta epoxi metálica. Una de las laterales tiene que poder salir para el desmontado de la bobinadora.

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6. Construcción del núcleo de otra bobina grande

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7. Montaje con escuadras del conjunto

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8. Bobinado propiamente dicho

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9. Bobina terminada

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Bobinando en directo...

Aquí he grabado un vídeo de como podéis enrollar la nueva bobina.

Aspas del aerogenerador

Aspas del aerogenerador. Mini aspas

Materiales:

Para la correcta construcción de las aspas del molino de viento eólico, debo recordar la posibilidad de utilizar diferentes materiales. En mi experiencia de construcción de las aspas he utilizado PVC rígido el de los tubos de fontanería. Su nombre químico es policloruro de vinilo. Es un material que a 80 °C comienza su proceso de fusión que termina a 140 °C  Eléctricamente tiene gran resistencia eléctrica y mecánicamente se puede trabajar hasta el detalle minimo, además de no arder.

Como material para ser trabajado es blando y fácil de trabajar y mecanizar y es debido a éste problema, que es necesario reforzarlo en el comienzo de las aspas en su inserción al disco que recoje al eje, aquí muestro algún ejemplo de ello.

Pletinas de refuerzo

Aquí más abajo os recomiendo éste vídeo fantástico de como construir las aspas del aerogenerador con madera, desde el principio hasta el final. Parece fácil...

El proceso en PVC es más sencillo. Sí lo he experimentado ya, y consiste simplemente en partir longitudinalmente el tubo de 12 o 14 cm de diámetro en 4 trozos iguales, de un cuarto de arco, para de ésta forma obtener 4 trozos, los cuales debemos dibujar previamente las lineas a cortar.

Dibujar la linea a cortar

Una vez efectuado éste paso, se marca el dibujo sobre el ala. El sistema más preciso es con un nivel láser, pero a falta de ésto, se puede usar una regla flexible de aluminio. 

Si os habéis dado cuenta, de éste corte salen 2 piezas idénticas, que podéis guardar para la siguiente turbina. Es aconsejable limar bien las asperezas para que las 3 aspas tengan la misma masa. También un truco para que tengan la misma medida es, colocar unas encima de las otras fijarlas entre sí con un gato pequeño y comprobar con la escuadra de carpintero que son perpendiculares a la mesa de trabajo es decir al plano horizontal.

Nuevos y antiguos molinos de viento

Gigantes de ayer y de hoy

Dicen que la esencia de las personas y las cosas, aún con apariencia distinta, nunca cambia y es verdad: pude comprobarlo éste fin de semana en una escapada a la mancha. Allí, en medio de una inmensa explanada de tierra roja, destacaba una atalaya y sobre ella un molino del siglo XVI que me trasladó al "Quijote", a sus batallas con gigantes, a sus enredos entre aspas, y a los molineros de la misma época que, sin comulgar con ruedas de molino, sí utilizaban con maestría aquellas piedras circulares y  mastodónticas, con las que lograban moler el grano que luego daba lugar al pan.

Pero a escasos cien metros de aquel monte perdido en los mares del tiempo, destacaba otra atalaya cuajada de nuevos gigantes. Esta vez acordes con el cambio generacional, eran mas estilizados  y sus aspas no eran de madera, sino de fibras plásticas de alta resistencia y acero; además, el artefacto-molino, no tenia 4 aspas sino tres, y ningún manco de Lepanto, me había contado nada acerca de un loco soñador que, enredado en sus libros de caballería, se peleaba contra aquellas moles para defender a Dulcinea.

Sí me encontré, en cambio, con otra utopía: las maravillosas energías renovables de las que espero algún día pueda disfrutar todo el planeta, gracias a paneles solares, aerogeneradores caseros, o los nuevos  molinos del siglo XXI.

Claro que, para conseguirlo, todos debemos ser un poco Quijotes y luchar por el sueño de que la energía sea libre,  de que ningún poder establecido ostente la patente que impida que millones de hogares en todo el mundo, puedan recibir aquella chispa. Y sí, aquí estamos los Quijotes del siglo XXI, que luchamos por el mismo sueño.

R.P.

Campo de Criptana

Efectivamente, la visión de aquellos viejos molinos, inutilizados hoy, quizás por un exceso de industrialización, inherente a nuestros tiempos, o por la perdida de aquellos maravillosos oficios antiguos, no me ha dejado indiferente. Es triste ver como hemos perdido la capacidad de valorar los progresos que años atrás tuvimos, quizás, porque lo hemos ido perdiendo poco a poco, año tras año, década tras década, sin a penas percibirlo, dejándonos conquistar por los grandes holding y multinacionales, y por la "gran industria" y sus "maravillosos productos" baratos y efectivos, absolutamente dependientes del gran capital. Es posible que nos hayamos aburguesado y acomodado en un limbo, que indefectiblemente nos llevará poco a poco, a caer muy profundo y quizás tomar consciencia de que es posible mejorar y volver a nuestros ancestros, pero sin dejar de lado nuestra tecnología actual. Estamos tan mediatizados por las grandes finanzas, que perdemos hasta nuestro derecho a la energía libre.

¿ Es posible a individualizar la producción de electricidad?

Las energías renovables, en concreto la mini-eólica, no se ha inventado hoy. En el primer tercio del siglo XX ya eran una importante fuente de energía en Holanda y otros países del norte de Europa donde, se han utilizado los molinos de viento para producir una gran cantidad de electricidad.

Molino holandés  en una vivienda

Multitud de oficios antiguos casi se han perdido en occidente, y como consecuencia, los productos artesanales los importamos de otros países, de los que muchas veces desconocemos o no queremos saber, como han sido fabricados y en que condiciones de trabajo, explotación, Etc. Por éste motivo es tan costoso volver a la fabricación de productos que casi se han perdido en el olvido y que entrañan oficios casi olvidados como la ebanistería, la relojería grande, o la construcción naval en madera, siendo solo unos pocos ejidos, expertos en la materia.

Tradicionalmente los molinos de viento han sido utilizados para tareas tales como moler el trigo, bombear agua o generar electricidad. Ya en épocas históricas después de cristo, datan los primeros molinos de viento. Desde el siglo XI en Europa es posible encontrar molinos de viento tradicionales con eje horizontal, y engranaje a la dirección vertical para mover una piedra

Rueda de molino

engranaje

Principios Teóricos del Magnetismo, electromagnetismo y generador eléctrico

Maxwell  principios teóricos del electromagnetismo

Las ecuaciones de Maxwell son un conjunto de cuatro ecuaciones (originalmente 20 ecuaciones) que describen los fenómenos electromagnéticos. La gran contribución de James Clerk Maxwel fue reunir en éstas ecuaciones largos años de resultados experimentales, debidos a Coulomb, Gauss, Ampere, Faraday y otros, introduciendo los conceptos de campo y corriente de desplazamiento, y unificando los campos eléctricos y magnéticos en un solo concepto: el campo electromagnético.

Fuerza magnetomotriz: 

(FMM) es la fuerza que produce un flujo magnético entre 2 puntos de un circuito magnético.  POdemos entenderlo por la siguiente ecuación:

F = N . I

siendo N el numero de vueltas. (Por tanto si sabemos el numero de vueltas y con un multímetro podemos calcular la fuerza o bien calcular la fuerza midiendo la intensidad)

I representa la intensidad medída en amperios.

Trabajo en dinamica = fuerza x desplazamiento= F.۠D=W 

                                                                                   

Ley de Óhm: 

I ( Amperios) =  V (voltios)       =   E( voltaje)

                          R (resistencia)      R ( resistencia)

La fuerza electromotriz en el generador coincide con la diferencia de potencial en un circuito abierto

Ley de Farady: 

la Fem( fuerza electromotriz) en un circuito cerrado = variación del flujo  =   ▲Ф  

                                                                                           unidad de tiempo        ▲t

Ley de Lenz: 

                                                =  -    ▲Ф    llevan sentido distinto

                                                          ▲t

Ley de Gauss:

 

 Donde  es la densidad de flujo magnético o inducción magnética.

Ley de Coulomb

La magnitud de cada una de las fuerzas eléctricas con que interactúan dos cargas puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de la magnitud de ambas cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

 

Para nuestro generador ésto quiere decir que a mayor potencia de imanes(mayor carga) mayor fuerza. y que cuanto mas pegados estén los imanes a las bobinas mejor también. De ahi la separacion de 1 milimetro entre bobinas e imanes.

Teorema de superposición en electrónica

En el teorema de superposición en la teoría de circuitos se establece que la tensión entre dos nodos de un circuito o la corriente que atraviesa una rama es igual a la suma de las tensiones o de las corrientes producidas por cada uno de los generadores de tensión y de los generadores de corriente del circuito. En cada uno de los cálculos parciales, se conserva uno solo de los generadores y se remplazan los otros generadores de tensión por cortocircuitos y los otros generadores de corriente por circuitos abiertos.

Como construir el aerogenerador (comienzos)

Aerogenerador casero: cómo se construye

Pues bien, parece fácil... pero encontrar cada una de las piezas del aerogenerador me está resultando si no difícil, laborioso, por la cantidad de oficios diferentes que he tenido que observar, con sus consiguientes proveedores. Hasta la fecha 25 de agosto 2012 he visitado los siguientes talleres:

Cerrajería y forja artística: 

En esta visita aprendí que aunque es posible y razonable realizar los taladros sobre el metal en el tornero, pero también es posible en el herrero, puesto que depende de la pericia y oficio del operario, además de la maquinaria.

Tornero:  

Es el especialista que va a generar las piezas que no consigamos en el desguace, fundiciones, son piezas generadas desde plano o modelo 3D

Desguace: 

Encontré un desguace de motos muy cerca y tras visitarlo os puedo asegurar que se pueden encontrar las piezas más extrañas que puedas imaginarte, para el aerogenerador.  Las más importantes son los motores eléctricos generadores de electricidad para motos y algunos discos.

Especialistas en rodamientos:

Es un tipo especial de comercio para el sector industrial en el que puedes encontrar todo tipo de soluciones especializadas para la construcción e ingeniería, siempre en relación con "la rueda". ese maravillo invento, que llevó al hombre a conquistar no solo el transporte, sino también el mundo de los engranajes.

Tiendas de bricolaje.

Es fácil comenzar con el primer aerogenerador, utilizando espárragos roscados, de hierro dulce, que son los que te venden en los grandes almacenes del bricolaje.

Fontanería industrial almacenes. 

los tubos de pvc en principio son el material de las aspas las cuales no he tenido mucha dificultad en su fabricación

Distribuidores de piezas de fundición standar 

Piezas como bridas o discos de fundición.

Bobinado de motores.

Durante las semanas que he dedicado a la investigación sobre la construcción del aerogenerador, he intentado comprender el funcionamiento del motor eléctrico para no quedarme solo en la compra de un motor ya construido y éstas han sido mis conclusiones sobre el funcionamiento del motor eléctrico:

 Al pasar una corriente eléctrica por un conductor eléctrico (cobre) que forme un solenoide (bobina) se producen un campo magnético asociado a éste conductor y un desprendimiento de calor. Este campo magnético  puede inducir otro campo magnético en otro cuerpo magnetizado, imanes de ferrita o de neodimio, y así producir un campo de fuerza utilizable para mover el eje en un movimiento circular.

 En nuestro caso éste motor eléctrico funcionará como generador, de la siguiente forma: 

El movimiento de las aspas genera el movimiento del eje del aerogenerador, éste a su vez transmite el movimiento a de los discos de los rotores frontal y posterior, los cuales están formados por imanes permanentes de ferrita (cerámico gris) o de neodimio. Estos rotores transmiten electricidad inducida al girar sobre las bobinas del "estator". La separación entre las bobinas y los  rotores es de un milímetro aproximadamente.

En resumen, el eje de giro transmite el movimiento a 2 platos de imanes permanentes que están enfrentados y a su vez entre el estator, que como su nombre indica está quieto unido a la estructura fija, por pernos.

Construcción aerogenerador eólico.Declaración de principios.

Así trabajan los mejores

Comienzo con la parte artesanal

Para comenzar diré que éste es mi diario de abordo de una "empresa-proyecto" donde describiré paso a paso como "llegaré" al conocimiento por una parte de la construcción correcta de un aerogenerador, como del proceso mismo de investigación llevado a cabo durante mucho tiempo. La curiosidad es la mayor fuente de energía que posee el hombre y por ella es capaz de mover montañas, en nuestro caso solo se moverán las aspas del aerogenerador. Existen en Internet multitud de proyectos, planos, ideas, vídeos, paginas, blogs, y contenidos sobre mini-generadores eólicos o turbinas de viento, por éste motivo y dada la mentalidad intuitiva, artística además de racional del que suscribe, expondré el proceso desde el propio caos, desde la búsqueda, desde la tormenta de viento emocional-racional que impulsa ésta y cualquier"empresa".

Ciertamente, una de las ideas que me viene atrapando desde hace años es la posibilidad de construir yo mismo un aerogenerador, para intentar de ésta forma  producir electricidad más barata. Según cuentan innumerables páginas,  solo unos cientos de euros puedes tener tu generador eólico en funcionamiento.

Desde luego es un reto al que me enfrento, por el cual tendré que repasar mis conocimientos en diversas disciplinas, tales como son: la electrónica, la mecánica,  eólica, los motores- alternadores, generadores de electricidad, carpintería, mecánica aplicada, moldes de fibra de poliéster, moldes de bronce, electrónica, aeronáutica, etc.

Entre  los conocimientos que voy repasando también se encuentran la aerodinámica y la meteorología.

En realidad ésta suma de conocimientos es necesaria para su construcción, para saber siempre lo que haces...

En los próximas entradas describiré paso a paso mis experiencias iniciales, basadas en otros blog de otros usuarios artesanos de la red.

Para comenzar podéis echar un vistazo a este blog, el cual me fue muy practico:

http://www.comohacer.eu/especial-como-hacer-un-aerogenerador-molino-de-viento-o-turbina-eolica/

El problema que me sugiere ésta pagina es que los motores generadores de imanes permanentes no fueron diseñados para funcionar como generadores, de hecho parece que lo más probable es que la duración sea corta, si no tienes las medidas adecuadas para proteger el motor.