Energía de propulsión humana en bicicletad
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Energía de propulsión humana en bicicleta La mayoría de las personas del siglo XXI somos tan analfabetos en temas energéticos que hemos quedado reducidos a simples “abonados” de las corporaciones que producen y comercializan energía. Nuestra civilización se ha lanzado históricamente sobre cualquier fuente de energía disponible. Primero, fueron las llamadas energías de sangre (animales domésticos y esclavos humanos) luego al aprovechamiento del viento y el agua (velas, norias, etc.) hasta que de pronto descubrimos el vapor quemando madera o carbón y luego ya llegamos al paroxismo con los combustibles fósiles líquidos y la fisión del átomo. El vapor nos permitió a su vez generar un vector energético como la electricidad. Y hoy la electricidad aporta la energía a un 40 % de las necesidades humanas (especialmente, en el ámbito doméstico). Pero para la producción de electricidad hemos descubierto otras formas más sostenibles que el sucio petróleo y la peligrosa radiactividad: son las llamadas energías renovables (la fotovoltaica, la eólica, la mareomotriz, la minihidráulica, etc.). Pero a menudo nos descuidamos de otra fuente renovable nada despreciable: la energía humana como fuente para producir electricidad. Este reportaje quiere ser una aproximación a la energía de propulsión humana mediante la bicicleta para usos domésticos (otro cantar es la bicimanía para volar, navegar, etc . que sería objeto de otro reportaje). Capacidad energética del ser humano
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Energía de propulsión humana en bicicleta
La mayoría de las personas del siglo XXI somos tan analfabetos en temas energéticos que hemos quedado reducidos a simples “abonados” de las corporaciones que producen y comercializan energía. Nuestra civilización se ha lanzado históricamente sobre cualquier fuente de energía disponible. Primero, fueron las llamadas energías de sangre (animales domésticos y esclavos humanos) luego al aprovechamiento del viento y el agua (velas, norias, etc.) hasta que de pronto descubrimos el vapor quemando madera o carbón y luego ya llegamos al paroxismo con los combustibles fósiles líquidos y la fisión del átomo. El vapor nos permitió a su vez generar un vector energético como la electricidad. Y hoy la electricidad aporta la energía a un 40 % de las necesidades humanas (especialmente, en el ámbito doméstico). Pero para la producción de electricidad hemos descubierto otras formas más sostenibles que el sucio petróleo y la peligrosa radiactividad: son las llamadas energías renovables (la fotovoltaica, la eólica, la mareomotriz, la minihidráulica, etc.).
Pero a menudo nos descuidamos de otra fuente renovable nada despreciable: la energía humana como fuente para producir electricidad. Este reportaje quiere ser una aproximación a la energía de propulsión humana mediante la bicicleta para usos domésticos (otro cantar es la bicimanía para volar, navegar, etc . que sería objeto de otro reportaje).
Capacidad energética del ser humano
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Central energética a propulsión humana a base de pedaleo comunitario.
La fuerza mecánica de los humanos nace de la aportación energética de los alimentos que
dan movimiento a la musculatura e intervienen en el buen funcionamiento metabólico que nos
permite la vida. El valor de los alimentos (vegetales y animales) es proporcional a la cantidad
de energía que nos proporciona cuando se metaboliza en presencia de oxígeno. La unidad de
medida es el Joule, aunque por tradición se emplea también la caloría que equivale a la
cantidad de calor que necesitamos para aumentar en un grado la temperatura de un gramo de
agua (ver cuadro de equivalencias al final del texto) [1]. Este unidad energética es muy
pequeña por lo que la aportación energética de los alimentos se mide en kilocalorías (1 kcal =
1.000 calorías). Las dietas humanas contienen entre 1.000 kcal/día hasta 4.000 kcal/día. La
cantidad de energía varía según la actividad que desarrollemos. No es lo mismo cortar leña
que correr o atender el trabajo en una oficina. Una parte de la energía de los alimentos está
destinada a lo que se llama mantenimiento metabólico basal (incluida la necesidad del reposo
o dormir). En una persona adulta de unos 70 kg este mínimo vital se lleva ya unas 1.650 kcal
en alimento. Aquí también es importante la dieta o aportación calórica de cada tipo de
alimento. Mientras los hidratos de carbono proporcionan 4 kcal por gramo, igual que las
proteínas, las grasas proporcionan 9 kcal por gramo. El combustible que ingerimos pues es
determinante para la actividad que realizamos. Si consumimos más que no gastamos, pues
uno engorda y podemos perder calidad metabólica (o sea perjudicar nuestra salud).
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Máquina de coser montada sobre un triciclo en Yakarta. Foto Wiki Commons.
La potencia media energética humana, con alimentación adecuada, está alrededor de los 150
W sobre una máquina capaz de su aprovechamiento, como es una bicicleta. Un aficionado al
ciclismo puede dar fácilmente unas 90 pedaladas por minuto (1,5 pedaladas por segundo), de
los que ya se consumen unos 100 W en mover el peso de las propias piernas. Los niveles de
potencia que un ser humano puede proporcionar pedaleando depende de la fortaleza
muscular, pero también del tiempo. Por breves espacios de tiempo sobre una bicicleta se
pueden desarrollar potencias de hasta 400 W (determinados ciclistas de competición en
un sprint), pero lo habitual es que para usos energéticos extendidos durante varias horas, no
se supere los 50 W de potencia. Igualmente, el trabajo muscular depende también de la
interacción con el entorno del ser humano. No es lo mismo el pedaleo estacionario que en
ruta. En movimiento sobre un camino el ciclista ha de vencer la resistencia al viento y el
rozamiento de la superficie por donde se circula. Además, la disponibilidad de líquidos y
alimentos en el recorrido, la temperatura ambiental, etc. también influyen en la potencia final
desarrollada por quien pedala.
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El potencial energético de la propulsión humana en bicicleta está condicionada por
el propio diseño del ciclo y muy especialmente del sistema de pedaleo. Foto: Rotor
RS4X de Rotor Componentes Tecnológicos.
Finalmente, la potencia real que podemos ejercer depende de la relación entre la velocidad de
rotación en revoluciones por minuto y el rendimiento en la transmisión. Adentrarnos en el
mundo de la ciencia sobre la bicicleta nos obligaría a una extensión y nivel de comprensión
que ultrapasa la finalidad de este artículo. Sin embargo, de forma simplificada podemos
afirmar que una bicicleta con un plato en el eje de pedaleo de 48 dientes y un engranaje de 12
dientes en la transmisión nos permite un desarrollo con sólo una pérdida del 10 % respecto a
un ideal como es 15:1. En otras palabras aplicando 50 W de potencia el pedaleo nos
entregaría 45 W. Sin embargo, hay otras partes que intervienen como son la medida de las
bielas o también la propia posición del ciclista. Igualmente, el diseño del plato aporta mejoras
en la eficiencia. Este es el caso de los plato ovalados oQring y el plato articulado Rotor [2]
desarrollados por al empresa española Rotor Componentes Tecnológicos que incrementan
entre un 11 % y el 16 % la potencia respectivamente en comparación con un plato dentado
convencional. Pero si en vez de desplazarnos con la bicicleta, lo que queremos es generar
energia eléctrica, el rendimiento final obtenido dependerá del ingenio que genere la energía
eléctrica, en este caso la dinamo o generador.
En síntesis, un ciclista de unos 70 kg que pedalee entre 10 y 20 km/h consume entre 245 y
410 kcal/hora. Un ejercicio de esta potencia durante una hora al día y por semana supondría
quemar entre 1 y 1,5 kg de grasa y nos aportaría la energía necesaria para ver una película en
DVD sobre una pantalla plana de unas 19 pulgadas.
Redescubriendo la energía de los pedalesPartiremos del principio que una de las máquinas más eficientes para transmitir la potencia
energética humana es la bicicleta. Recordemos que cuando uno se desplaza en bicicleta se
consumen alrededor de 0,15 calorías por gramo de peso del individuo y por kilómetro,
comparado con 0,75 calorías andando. Montados en una bicicleta, tanto por la posición del
cuerpo como por su diseño preparado para el movimiento de la mayor masa muscular
disponible en el ser humano (las piernas), se llega a grados de eficiencia elevados de hasta el
25 %. No es extraño pues que la invención de la bicicleta y de la electricidad pronto tuvieran
una convergencia tecnológica. En seguida se aplicó al movimiento de la rueda la posibilidad
de producir la iluminación para circular de noche con la llamada dinamo que rodaba sobre la
cubierta neumática. Más tarde este mismo principio de generación eléctrica se aplicó sobre los
bujes de las ruedas (dinamos de buje) que reducen la pérdida energética por el rozamiento.
Finalmente, los propios engranajes ciclistas han servido para imaginar un sin fin de
aplicaciones para obtener energía mecánica de una forma más eficiente.
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Herramienta de taladro accionada por pedaleo difundida por el grupo CCAT de la
Universidad de Humbolt (EUA).
A principios de los años 70 y como resultado de la crisis energética muchas personas volcaron
su capacidad intelectual para buscar cómo obtener energía con sistemas autónomos y menos
dependientes del petróleo. Sin duda, las energías renovables, y en especial los ingenios
eólicos y solares fueron de los primeros. Pero también recibió una significativa atención la
energía de propulsión humana. Un libro histórico en este sentido es Pedal Power in work,
leisure and transportation (Pennsylvania: Rodale Press, 1974) de James C. McCullagh que
recopila algunas de las experiencias en el ámbito del aprovechamiento de la potencia de los
pedales incluidas máquinas como los dynapod (dinamo de pié) o artilugios para trabajos
mecánicos accionados a pedales. Hoy hay pedales generadores de electricidad para
proporcionar iluminación, elevar agua con una bomba, pero también para trabajos mecánicos
como moler grano, descascarillar frutos secos, mover herramientas como pulidoras, etc. La
variedad de artilugios para generar trabajo en bicicleta constituye uno de los elencos de
tecnología apropiada más interesantes de todo lo disponible.
Existen diseños múltiples para realizar trabajos de forma más eficiente a partir de la energía
que puede brindar el pedaleo. Son las llamadas bicimáquinas como los que promueve la
organización mexicana Centro Autónomo para la Creación Intercultural de Tecnologías
Apropiadas en México o la organización guatemalteca Maya Pedal. Estas organizaciones,
además de diseñar sus bicimáquinas pues tienen también el objetivo de recuperar bicicletas
viejas. Los inventos en este ámbito de lo que podemos llamar tecnologías apropiadas vienen
desarrollándose por todo el planeta. Un ejemplo, curioso son las máquinas de coser a pedales
que en Yakarta en Indonesia forman parte de los trabajadores a domicilio que ofrecen sus
servicios de forma ambulante; razón por la cual van sobre un triciclo. La bicicleta como fuente
de energía mecánica es sin duda la que tiene el mayor abanico de aplicaciones descritas y
documentadas.
Licuadora a base de pedaleo fabricada por Maya Pedal reciclando piezas de
bicicleta viejas.
Aplicaciones cicloeléctricas
Una de las revoluciones a las que asistiremos en los próximos años será la generación
eléctrica con energía de propulsión humana. Lo que puede parecer una broma es una realidad
gracias a las posibilidades que otorgan los nuevos imanes cerámicos y los diseños de
generadores y estabilizadores que permite la microelectrónica de los semiconductores. Estos
sistemas de generación eléctrica con pedaleo parten habitualmente de un principio básico que
es producir la electricidad con un generador de corriente continua para que sea almacenada a
una batería y de esta ya de forma estabilizada convertirla si es necesario a corriente alterna
para alimentar pequeños electrodomésticos caseros. La clave en la conversión eléctrica de la
energía del pedaleo está en que el rango de velocidad puede ser muy variable y esto exige,
como hemos comentado, el almacenamiento previo. Sin embargo, puede que cuando se
implante la autoproducción energética en el ámbito doméstico se diseñen inversores capaces
de inyectar cicloelectricidad alterna a la red.
Un caso de tecnología emergente en el ámbito de la generación eléctrica a partir de las
bicicletas son las dinamos de buje. Estas dinamos situadas en lugar del buje tradicional tienen
la ventaja de tener menos rozamiento y un mayor potencial energético. Gracias a ello
actualmente se han convertido ya en una tecnología muy apreciada para cargar, mientras se
pedalea, pequeñas utilidades microelectrónicas tales como teléfonos móviles, aparatos de
MP3, GPS, etc. Las dinamos de buje empezaron a ser populares a partir de 1940 por ser más
eficientes que las dinamos de botella que perdían eficiencia debido al rozamiento con el
neumático. El coeficiente de rozamiento que añaden las dinamos de buje es mínimo y aunque
su peso puede ser unas 5 veces mayor que un buje le aportan una gran utilidad a la rueda.
Dinamo de buje de SON, sistema de transmisión de la energía generada por la
dinamo hasta la batería polivalente (según una idea de Dahon) que permite
posteriormente la recarga de pequeñas utilidades microelectrónicas. El cargador
PedalPower+ puede necesitar de unas 2,5 horas de pedaleo para que la dinamo
de buje haga una carga completa de nuestro teléfono móvil.
El rozamiento de noche cuando la luz está encendida es algo mayor, pero tanto con la luz
apagada como en funcionamiento a 15 km/h no supone más que un decrecimiento en el
rendimiento del pedaleo inferior al 10 %. La cantidad de luz que ofrecen es en base a la
legislación alemana para bicicletas que exige 0,75 W de luz a 5 km/h y 2,7 W a 15 km/h.
Actualmente, existen esencialmente tres fabricantes: la inglesa Sturmey-Archer, la japonesa
Shimano y la alemana Schmidt Maschinenbau (SON). Esta última ofrece también el modelo
XS100 para ruedas de bicicletas plegables.
Junta con la dinamo de buje algunos fabricantes han desarrollado ya estabilizadores de la
corriente continua para cargar aparatos microelectrónicos, caso del E-Werk de Busch&Müller.
En general son dispositivos diseñados para modular la electricidad continua generada por la
dinamo de buje para que sea adecuada al aparato que queremos recargar durante nuestro
paseo. Otras marcas han lanzado baterías de alta capacidad que almacenan la electricidad
generada en la dinamo de buje que luego podemos traspasar a los pequeños gadgets
microelectrónicos.
Kits de cicloenergía eléctrica
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Kit de producción energética para una bicicleta de la empresa americana
Windstream Power. Uno de los de mayor calidad que existen en el mercado.
Finalmente, hay que destacar los kits decicloenergía que basan su tecnología en potentes
generadores de corriente continua que se adjuntan a caballetes de entrenamiento para
bicicletas. Sobre estos caballetes, nuestra bicicleta convencional puede convertirse en
bicicleta estática y de este modo pedalear en casa a la vez que generamos energía eléctrica.
En este caso la calidad energética o el mejor rendimiento de los mismos dependen de un
buen diseño ya que además del generador propiamente dicho deben tener un buen eje así
como una superficie de rodamiento con el mínimo de fricción posible. Entre los kits de mayor
calidad destaca el norteamericano de Windstream capaces de proporcionar unos 20 Ah en un
ritmo de pedaleo sostenible. Si lo usamos de cargador para una batería de 12 V este tipo de
generadores pueden entregar 240 W a 15 V máximo. Pero existen verdaderos forofos del
llamado Pedal Power capaces de convertir una bicicleta en una verdadera máquina
productora de energía. Los manuales y trabajos en este campo son innumerables. Tanto
informaciones accesibles en internet, como la hoja técnica de David Gordon, hasta el libro de
Tamara Dean, The Human-Powered Home publicado por NewSociety, ofrecen posibilidades
para aprender sobre el tema. Al fin y al cabo, diseñarse su propio kit de cicloenergía
autónomo destinado a países no desarrollados no es tan difícil y la información no falta en
internet donde pueden encontrarse ingenios diversos.
Sistema de generación eléctrica con múltiples bicicletas. Una dinamo-generador
para la rueda de una bicicleta para generar electricidad deRollergen. Mesa de
pedaleo para alimentar un ordenador portátil.
El segundo elemento clave de estos kits son las baterías. Windstream, por ejemplo se
suministra con baterías de 20 a 60 Ah en 12 voltios que pueden proporcionar de 240 a 720
Wh, las cuales, una vez cargadas gracias a la energía mecánica del pedaleo, disponen de
suficiente energía para suministrar varias horas de electricidad en continua o en alterna (si
añadimos un inversor) para un ordenador, la televisión y otros pequeños electrodomésticos de
nuestro hogar. Los generadores más usuales de bicicletas rinden unos 200 W y a 12 V
pueden proporcionar de 8 a 17 Ah (jo posaría : pueden proporcionar un máximo de 17 Ah ...)
con un ritmo de pedaleo respetable. Otro producto interesante es el Shakti de la
empresaRollergen, que de forma muy compacta ofrece 100 W de potencia y es especialmente
adecuado para actividades de cooperación.
Kit de producción energética demostrativo haciendo funcionar un Scalextric, una
actividad pedagógica propiedad del Institut Català de l'Energia en Barcelona.
Obsérvese en la imagen de la izquierda el motor generador de 200 W y la
superficie de rodamiento. Foto: Fundación Tierra.
Estos kits son interesantes porqué en si mismos llevan la esencia de las bases de
conocimiento esencial sobre la electricidad. El motor tiene una potencia pero en función de
nuestro pedaleo y las revoluciones del mismo, el voltaje es variable. Una experiencia bien
interesante es el Scalextric cicloeléctrico. Los cochecitos funcionan entre 6 y 12 V de corriente.
Con un motor de 200 W se observa perfectamente cuanto pedaleo es necesario para que el
coche avance y sobretodo el esfuerzo que hay que hacer si queremos que corra a máxima
velocidad. Lo máximo que los chavales han sido capaces de generar en estas experiencias
son 140 W·h, según han observado en Intiam Ruai , una de las empresas pioneras en la
pedagogía de las renovables, son 140 W·h.
Detalle de uno de los famosos árboles navideños de propulsión ciclista que el
Ayuntamiento de Barcelona puso en las calles en el 2008-09. Nótese la escasa
calidad del kit generador como muestra la imagen de la izquierda. Se trata de
simple dinamo de botella deslizándose sobre un cilindro giratorio; una auténtica
chapuza tecnológica que se vio nuevamente en el Festival de la Infancia 2009-10
de Barcelona. Foto: Fundación Tierra.
Otra aplicación de la energía humana generadora de electricidad es la diseñada por la
empresa Azimut360 que llama anthroposinergía y en la que el movimiento de la dinamo se
consigue con la fuerza de una rueda que a modo de volante de inercia le da estabilidad al
pedaleo y facilidad para la producción energética. Esta aplicación se puso en marcha para el
proyecto En Clave de Sol diseñada por la Asociación Producciones Callejeras que impulsan
conciertos musicales con renovables y energía biomotriz. El diseño de etas bicimáquinas
energéticas es sin duda una de las más interesantes para producir electricidad limpia. La
energía de la dinamo se pasa por un regulador que la envía a una batería y desde la misma
se conecta a los equipos de música implicados en el sistema. En fin, una buena iniciativa para
convertir los eventos artísticos y musicales no sólo una actividad sostenible y participativa.
Las bicicletas con volante de inercia para generar electricidad y convertir en
autónomos energéticamente los conciertos musicales con renovables y bici. Fotos:
Fundación Tierra.
Más allá de la cantidad de energía que un kit cicloeléctrico puede entregarnos de forma
alternativa y renovable, estas aplicaciones cicloeléctricas tienen una componente pedagógica
muy importante pues nos dan una relación directa del esfuerzo que supone la generación de
energía eléctrica y la necesidad del ahorro de la misma. Sin ir más lejos y como ejemplo,
pedalear a buen ritmo durante treinta minutos nos aportaría 1 hora de consumo para un
ordenador portátil. Sin duda, las aplicaciones didácticas en este caso pueden doblar en interés
al objetivo de producción energética, aunque ésta tampoco es despreciable y aporta una
autonomía energética de alto valor. En el futuro será interesante que, a la par de las mejoras
tecnológicas de la bicicleta, aparezcan dinamos diseñadas específicamente para el pedaleo y
que permitan inyectar directamente la electricidad generada a la red eléctrica de nuestra
vivienda. De este modo el esfuerzo de estos, digamos por ejemplo 140 Wh de una hora de
pedaleo y ejercicio, tendrán la compensación de la autoproducción energética.
Pedales humanos convertidos en la fuerza para accionar un tiovivo lleno de
sensibilidad para que los más pequeños viajen al país de los sueños creado
por Theatre de la Toupine. Foto: Fundación Tierra.
[1] Algunas de las unidades de energía empleadas, así como sus equivalencias:
En el sistema internacional la unidad de medida de energía es el Joule (J), aunque por tradición también se
emplea la caloría (cal). Tienen equivalencias con el vatio hora (W·h) y el kilovatio hora (kW·h).
1 Cal = 4,18 J = 1,157•10-6 kW•h = 1,157•10-3 W•h
1 Joule = 0,24 cal = 2,778•10-7 kW•h = 2,778•10-4 W•h
1 kW•h = 864000 cal = 3.600000 J = 1000 W•h
La potencia es la energía consumida o generada por unidad de tiempo. La unidad en el sistema internacional
es el vatio (W), que es un Julio por segundo.
Y cuando hablamos de energía o potencia eléctrica vale la pena recordar que:
Ah (amperios hora) • Voltaje en Voltios (V) = energía en W•h (vatios hora)
A (amperios)• Voltaje en V (voltios) = potencia en W (vatios)
[2] Rotor es un innovador pedalier con la capacidad de eliminar el punto muerto del pedaleo. El punto muerto
en el pedaleo convencional es el vacío que ocurre cuando los pedales se posicionan en vertical (uno arriba y
el otro hacia abajo), momento en el cual las piernas no pueden transmitir potencia a la rueda.
El punto muerto limita el rendimiento del ciclista, causa tendinitis y lesiones de rodilla, así como discontinuidad
en la tracción. El sistema Rotor proporciona la solución definitiva a esta ineficiencia, típica de los pedalieres
convencionales, eliminando los puntos muertos. Rotor crea una cierta independencia entre las dos bielas de
manera que no se alinean a 180º de manera fija, sino que el ángulo entre ellas varía durante el ciclo de la
pedalada, así un pedal nunca se sitúa debajo del otro, evitando el vacío de potencia.
Eliminando el punto muerto, Rotor optimiza el esfuerzo del ciclista y reduce el riesgo de lesión,
proporcionando un notable aumento de rendimiento y un pedaleo más saludable y confortable. El efecto Rotor
se consigue gracias al uso de bielas independientes sincronizadas mediante dos bieletas o tirantes y un
soporte excéntrico sobre el cual giran los platos. El desarrollo a mover por el ciclista varía dependiendo del
punto dónde se sitúa la biela según un esquema similar al de la figura superior, de manera que el desarrollo
es mayor en las zonas en las que el ciclista puede ejercer más fuerza sobre los pedales y menor en las zonas
en las que no se puede generar potencia, optimizando el esfuerzo muscular de cada pedalada.
http://www.terra.org/energia-de-propulsion-humana-en-bicicleta_2374.html
Cómo generar electricidad con una bicicletaDesde antaño la generación de electricidad (energía eléctrica) mediante el movimiento (energía mecánica) ha sido ha sido uno de los descubrimientos más importantes que ha dado la ciencia. Este descubrimiento ha permitido desarrollar una gran cantidad de centrales. Algunas de ellas son las nucleares, las eólicas, las térmicas, etc.
Todas ellas se basan en la utilización de vapor o aire que permiten el movimiento
de una turbina que induce la electricidad.
Además de usos industriales, este descubrimiento se ha aplicado a muchos
utensilios de nuestro día a día. Uno de ellos es la luz de la bicicleta. Su
funcionamiento se basa en el uso del movimiento de las ruedas para generar
electricidad a través de una dinamo.
Una dinamo es un pequeño motor al que se aplica movimiento a través de su eje
que está en contacto permanente con las ruedas de la bici. Este eje hace girar un
bobinado interno entre los polos (Norte y Sur) de un imán. El movimiento del
bobinado entre los polos genera una corriente eléctrica inducida que es
extraída mediante dos escobillas hacia un circuito externo. A este circuito se
puede conectar cualquier componente electrónico que funcione con corriente
continua. En el caso de la bicicleta se suele generar electricidad para encender
una linterna que nos permitirá ver de noche.
Esta forma de generar energía revoluciono toda la industria y en la actualidad es
uno de los métodos preferidos para transformar un tipo de energía en otra.
Algunos elementos de nuestro día a día que utilizan esta tecnología son las placas
de inducción (placas de cocina), los ventiladores, los motores de cualquier medio
de transporte, etc.
Para finalizar me gustaría recordarles que si tienen alguna pregunta pueden acudir
a nuestro foro y se la resolveremos cuanto antes.
http://www.comohacer.eu/como-generar-electricidad-con-una-bicicleta/
Generador eléctricoSaltar a: navegación, búsqueda
Generador eléctrico de una fase que genera una corriente eléctrica alterna (cambia periódicamente de sentido), haciendo girar un imán permanente cerca de una bobina.
Un generador eléctrico es todo dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencial eléctrico entre dos de sus puntos (llamados polos, terminales o bornes) transformando la energía mecánica en eléctrica. Esta transformación se consigue por la acción de un campo magnético sobre los conductores eléctricos dispuestos sobre una armadura (denominada también estator). Si se produce mecánicamente un movimiento relativo entre los
conductores y el campo, se generará una fuerza electromotriz (F.E.M.). Este sistema está basado en la ley de Faraday.
Aunque la corriente generada es corriente alterna, puede ser rectificada para obtener una corriente continua. En el diagrama adjunto se observa la corriente inducida en un generador simple de una sola fase. La mayoría de los generadores de corriente alterna son de tres fases.
El proceso inverso sería el realizado por un motor eléctrico, que transforma energía eléctrica en mecánica.
Generador en la central eléctrica de Bridal veil Falls, Telluride, Colorado. Se trataría del generador más antiguo que se mantiene en servicio (año 1984) en EEUU.
Contenido
1 Otros sistemas de generación de corrientes eléctricas o 1.1 Generadores primarios
2 Generadores ideales 3 Fuerza electromotriz de un generador 4 Véase también 5 Referencias
Otros sistemas de generación de corrientes eléctricas
No sólo es posible obtener una corriente eléctrica a partir de energía mecánica de rotación sino que es posible hacerlo con cualquier otro tipo de energía como punto de partida. Desde este punto de vista más amplio, los generadores se clasifican en dos tipos fundamentales:
Primarios: Convierten en energía eléctrica la energía de otra naturaleza que reciben o de la que disponen inicialmente, como alternadores, dinamos, etc.
Secundarios: Entregan una parte de la energía eléctrica que han recibido previamente, es decir, en primer lugar reciben energía de una corriente eléctrica y la almacenan en forma
de alguna clase de energía. Posteriormente, transforman nuevamente la energía almacenada en energía eléctrica. Un ejemplo son las pilas o baterías recargables.
Se agruparán los dispositivos concretos conforme al proceso físico que les sirve de fundamento.
Generadores primarios
Se indican de modo esquemático la energía de partida y el proceso físico de conversión. Se ha considerado en todos los casos conversiones directas de energía. Por ejemplo, el hidrógeno posee energía química y puede ser convertida directamente en una corriente eléctrica en una pila de combustible. También sería su combustión con oxígeno para liberar energía térmica, que podría expansionar un gas obteniendo así energía mecánica que haría girar un alternador para, por inducción magnética, obtener finalmente la corriente deseada.
Energía de partidaProceso físico que convierte dicha energía en energía
eléctrica
Energía magneto-mecánica
Son los más frecuentes y fueron tratados como generadores eléctricos genéricos.
Corriente continua : Dinamo Corriente alterna : Alternador
Energía química (sin intervención de campos magnéticos)
Celdas electroquímicas y sus derivados: pilas eléctricas, baterías, pilas de combustible.
Ver sus diferencias en generadores electroquímicos.Radiación electromagnética Fotoelectricidad, como en el panel fotovoltaico
Energía mecánica (sin intervención de campos magnéticos)
Triboelectricidad o Cuerpos frotadoso Máquinas electrostáticas, como el generador
de Van de Graaff Piezoelectricidad
Energía térmica (sin intervención de campos magnéticos)
Termoelectricidad (efecto Seebeck)
Energía nuclear (sin intervención de campos magnéticos)
Generador termoeléctrico de radioisótopos
Generador termoeléctrico de radioisótopos de la sonda espacial Cassini.
En la mayoría de los casos, el rendimiento de la transformación es tan bajo que es preferible hacerlo en varias etapas. Por ejemplo, convertir la energía nuclear en energía térmica, posteriormente en energía mecánica de un gas a gran presión que hace girar una turbina a gran velocidad, para finalmente, por inducción electromagnética obtener una corriente alterna en un alternador, el generador eléctrico más importante desde un punto de vista práctico como fuente de electricidad para casi todos los usos actuales.
Generadores ideales
Desde el punto de vista teórico (teoría de circuitos) se distinguen dos tipos de generadores ideales:1
* Generador de voltaje o tensión: un generador de voltaje ideal mantiene un voltaje fijo entre sus terminales con independencia de la resistencia de la carga Rc que pueda estar conectada entre ellos.
Figura 1: Generador de tensión ideal; E = I×Rc
* Generador de corriente o intensidad: un generador de corriente ideal mantiene una corriente constante por el circuito externo con independencia de la resistencia de la carga que pueda estar conectada entre ellos.
En la (Figura 1) se ve el circuito más simple posible, constituido por un generador de tensión constante E conectado a una carga Rc y en donde se cumpliría la ecuación:
E = I×Rc
Figura 2: E = I×(Rc+Ri)
El generador descrito no tiene existencia real en la práctica, ya que siempre posee lo que, convencionalmente, se ha dado en llamar resistencia interna, que aunque no es realmente una resistencia, en la mayoría de los casos se comporta como tal.
En la (Figura 2) se puede ver el mismo circuito anterior, pero donde la resistencia interna del generador viene representada por una resistencia Ri, en serie con el generador, con lo que la ecuación anterior se transforma en:
E = I×(Rc+Ri)
Así, un generador real puede considerarse en muchos casos como un generador ideal de tensión con una resistencia interna en serie, o bien como un generador ideal de intensidad en paralelo con una resistencia.1
Fuerza electromotriz de un generador
Una característica de cada generador es su fuerza electromotriz (F.E.M.), simbolizada por la letra griega epsilon (ε), y definida como el trabajo que el generador realiza para pasar la unidad de carga positiva del polo negativo al positivo por el interior del generador.
La F.E.M. (ε) se mide en voltios y en el caso del circuito de la Figura 2, sería igual a la tensión E, mientras que la diferencia de potencial entre los puntos a y b, Va-b, es dependiente de la carga Rc.
La F.E.M. (ε) y la diferencia de potencial coinciden en valor en ausencia de carga, ya que en este caso, al ser I = 0 no hay caída de tensión en Ri y por tanto Va-b = E.
http://es.wikipedia.org/wiki/Generador_el%C3%A9ctrico
Generación de energía eléctricaSaltar a: navegación, búsqueda
Alternador de fábrica textil (Museo de la Ciencia y de la Técnica de Cataluña, Tarrasa).
En general, la generación de energía eléctrica consiste en transformar alguna clase de energía química, mecánica, térmica o luminosa, entre otras, en energía eléctrica. Para la generación industrial se recurre a instalaciones denominadas centrales eléctricas, que ejecutan alguna de las transformaciones citadas. Estas constituyen el primer escalón del sistema de suministro eléctrico.
La generación eléctrica se realiza, básicamente, mediante un generador; si bien estos no difieren entre sí en cuanto a su principio de funcionamiento, varían en función a la forma en que se accionan. Explicado de otro modo, difiere en qué fuente de energía primaria utiliza para convertir la energía contenida en ella, en energía eléctrica.
Desde que Nikola Tesla descubrió la corriente alterna y la forma de producirla en los alternadores, se ha llevado a cabo una inmensa actividad tecnológica para llevar la energía
eléctrica a todos los lugares habitados del mundo, por lo que, junto a la construcción de grandes y variadas centrales eléctricas, se han construido sofisticadas redes de transporte y sistemas de distribución. Sin embargo, el aprovechamiento ha sido y sigue siendo muy desigual en todo el planeta. Así, los países industrializados o del Primer mundo son grandes consumidores de energía eléctrica, mientras que los países del llamado Tercer mundo apenas disfrutan de sus ventajas.
Planta nuclear en Cattenom, Francia.
La demanda de energía eléctrica de una ciudad, región o país tiene una variación a lo largo del día. Esta variación es función de muchos factores, entre los que destacan: tipos de industrias existentes en la zona y turnos que realizan en su producción, climatología extremas de frío o calor, tipo de electrodomésticos que se utilizan más frecuentemente, tipo de calentador de agua que haya instalado en los hogares, la estación del año y la hora del día en que se considera la demanda. La generación de energía eléctrica debe seguir la curva de demanda y, a medida que aumenta la potencia demandada, se debe incrementar la potencia suministrada. Esto conlleva el tener que iniciar la generación con unidades adicionales, ubicadas en la misma central o en centrales reservadas para estos períodos. En general los sistemas de generación se diferencian por el periodo del ciclo en el que está planificado que sean utilizados; se consideran de base la nuclear y la eólica, de valle la termoeléctrica de combustibles fósiles, y de pico la hidroeléctrica principalmente (los combustibles fósiles y la hidroeléctrica también pueden usarse como base si es necesario).
Corriente de Energía.
Dependiendo de la fuente primaria de energía utilizada, las centrales generadoras se clasifican en químicas cuando se utilizan plantas de radioactidvidad, que generan energia eléctrica con el contacto de esta, termoeléctricas (de carbón, petróleo, gas, nucleares y solares termoeléctricas), hidroeléctricas (aprovechando las corrientes de los ríos o del mar: mareomotrices), eólicas y solares fotovoltaicas. La mayor parte de la energía eléctrica generada a nivel mundial proviene de los dos primeros tipos de centrales reseñados. Todas estas centrales, excepto las fotovoltaicas, tienen en común el elemento generador, constituido por un alternador de corriente, movido mediante una turbina que será distinta dependiendo del tipo de energía primaria utilizada.
Por otro lado, un 64% de los directivos de las principales empresas eléctricas consideran que en el horizonte de 2018 existirán tecnologías limpias, WN, asequibles y renovables de generación local, lo que obligará a las grandes corporaciones del sector a un cambio de mentalidad.1
Contenido
1 Centrales termoeléctricas 2 Centrales Térmicas Solares 3 Centrales hidroeléctricas 4 Centrales Mareomotrices 5 Centrales eólicas 6 Centrales fotovoltaicas 7 Generación a pequeña escala
o 7.1 Grupo electrógeno o 7.2 Pila voltaica o 7.3 Pilas de combustible o 7.4 Generador termoeléctrico de radioisótopos
8 Véase también 9 Referencias 10 Enlaces externos
Centrales termoeléctricas
Rotor de una turbina de una central termoeléctrica.
Artículo principal: Central termoeléctrica.
Una central termoeléctrica es una instalación empleada para la generación de energía eléctrica a partir de calor. Este calor puede obtenerse tanto de combustibles fósiles (petróleo, gas natural o carbón) como de la fisión nuclear del uranio u otro combustible
nuclear o del sol como las solares termoeléctricas. Las centrales que en el futuro utilicen la fusión también serán centrales termoeléctricas.
En su forma más clásica, las centrales termoeléctricas consisten en una caldera en la que se quema el combustible para generar calor que se transfiere a unos tubos por donde circula agua, la cual se evapora. El vapor obtenido, a alta presión y temperatura, se expande a continuación en una turbina de vapor, cuyo movimiento impulsa un alternador que genera la electricidad. Luego el vapor es enfriado en un Condensador donde circula por tubos agua fría de un caudal abierto de un río o por torre de refrigeración.
En las centrales termoeléctricas denominadas de ciclo combinado se usan los gases de la combustión del gas natural para mover una turbina de gas. En una cámara de combustión se quema el gas natural y se inyecta aire para acelerar la velocidad de los gases y mover la turbina de gas. Como, tras pasar por la turbina, esos gases todavía se encuentran a alta temperatura (500 °C), se reutilizan para generar vapor que mueve una turbina de vapor. Cada una de estas turbinas impulsa un alternador, como en una central termoeléctrica común. El vapor luego es enfriado por medio de un caudal de agua abierto o torre de refrigeración como en una central térmica común. Además, se puede obtener la cogeneración en este tipo de plantas, al alternar entre la generación por medio de gas natural o carbón. Este tipo de plantas está en capacidad de producir energía más allá de la limitación de uno de los dos insumos y pueden dar un paso a la utilización de fuentes de energía por insumos diferentes.
Las centrales térmicas que usan combustibles fósiles liberan a la atmósfera dióxido de carbono (CO2), considerado el principal gas responsable del calentamiento global. También, dependiendo del combustible utilizado, pueden emitir otros contaminantes como óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno, partículas sólidas (polvo) y cantidades variables de residuos sólidos. Las centrales nucleares pueden contaminar en situaciones accidentales (véase accidente de Chernóbil) y también generan residuos radiactivos de diversa índole.
The 11MW PS10 central termosolar funcionando en Sevilla, España.
Centrales Térmicas Solares
Una central térmica solar o central termosolar es una instalación industrial en la que, a partir del calentamiento de un fluido mediante radiación solar y su uso en un ciclo
termodinámico convencional, se produce la potencia necesaria para mover un alternador para generación de energía eléctrica como en una central térmica clásica. En ellas es necesario concentrar la radiación solar para que se puedan alcanzar temperaturas elevadas, de 300 °C hasta 1000 °C, y obtener así un rendimiento aceptable en el ciclo termodinámico, que no se podría obtener con temperaturas más bajas. La captación y concentración de los rayos solares se hacen por medio de espejos con orientación automática que apuntan a una torre central donde se calienta el fluido, o con mecanismos más pequeños de geometría parabólica. El conjunto de la superficie reflectante y su dispositivo de orientación se denomina heliostato. Su principal problema medioambiental es la necesidad de grandes extensiones de territorio que dejan de ser útiles para otros usos (agrícolas, forestales, etc.).
Véanse también: Central nuclear, ciclo combinado, central térmica solar y controversia sobre la energía nuclear.
Centrales hidroeléctricas
Rotor de una turbina de una central hidroeléctrica.
Artículo principal: Central hidroeléctrica.
Una central hidroeléctrica es aquella que se utiliza para la generación de energía eléctrica mediante el aprovechamiento de la energía potencial del agua embalsada en una presa situada a más alto nivel que la central. El agua se lleva por una tubería de descarga a la sala de máquinas de la central, donde mediante enormes turbinas hidráulicas se produce la electricidad en alternadores. Las dos características principales de una central hidroeléctrica, desde el punto de vista de su capacidad de generación de electricidad son:
La potencia, que es función del desnivel existente entre el nivel medio del embalse y el nivel medio de las aguas debajo de la central, y del caudal máximo turbinable, además de las características de la turbina y del generador.
La energía garantizada en un lapso determinado, generalmente un año, que está en función del volumen útil del embalse, de la pluviometría anual y de la potencia instalada.
La potencia de una central hidroeléctrica puede variar desde unos pocos MW, hasta varios GW. Hasta 10 MW se consideran minicentrales. En China se encuentra la mayor central hidroeléctrica del mundo (la Presa de las Tres Gargantas), con una potencia instalada de 22.500 MW. La segunda es la Represa de Itaipú (que pertenece a Brasil y Paraguay), con una potencia instalada de 14.000 MW en 20 turbinas de 700 MW cada una.
Esta forma de energía posee problemas medioambientales al necesitar la construcción de grandes embalses en los que acumular el agua, que es sustraída de otros usos, incluso urbanos en algunas ocasiones.
Actualmente se encuentra en desarrollo la explotación comercial de la conversión en electricidad del potencial energético que tiene el oleaje del mar, en las llamadas centrales mareomotrices. Estas utilizan el flujo y reflujo de las mareas. En general pueden ser útiles en zonas costeras donde la amplitud de la marea sea amplia, y las condiciones morfológicas de la costa permitan la construcción de una presa que corte la entrada y salida de la marea en una bahía. Se genera energía tanto en el momento del llenado como en el momento del vaciado de la bobina
Centrales Mareomotrices
Las centrales mareomotrices utilizan el flujo y reflujo de las mareas. En general, pueden ser útiles en zonas costeras donde la amplitud de la marea sea amplia y las condiciones morfológicas de la costa permitan la construcción de una presa que corte la entrada y salida de la marea en una bahía. Se genera energía tanto en el momento del llenado como en el momento del vaciado de la bahía.
Actualmente se encuentra en desarrollo la explotación comercial de la conversión en electricidad del potencial energético que tiene el oleaje del mar, en las llamadas centrales undimotrices.
Centrales eólicas
Capacidad eólica mundial total instalada y previsiones 1997-2010. Fuente: WWEA e.V.
Artículo principal: Energía eólica.
La energía eólica se obtiene mediante el movimiento del aire, es decir, de la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire o de las vibraciones que el dicho viento produce. Los molinos de viento se han usado desde hace muchos siglos para moler el grano, bombear agua u otras tareas que requieren una energía. En la actualidad se usan aerogeneradores para generar electricidad, especialmente en áreas expuestas a vientos frecuentes, como zonas costeras, alturas montañosas o islas. La energía del viento está relacionada con el movimiento de las masas de aire que se desplazan de áreas de alta presión atmosférica hacia áreas adyacentes de baja presión, con velocidades proporcionales al gradiente de presión.2
El impacto medioambiental de este sistema de obtención de energía es relativamente bajo, pudiéndose nombrar el impacto estético, porque deforman el paisaje, la muerte de aves por choque con las aspas de los molinos o la necesidad de extensiones grandes de territorio que se sustraen de otros usos. Además, este tipo de energía, al igual que la solar o la hidroeléctrica, están fuertemente condicionadas por las condiciones climatológicas, siendo aleatoria la disponibilidad de las mismas.
Centrales fotovoltaicas
Panel solar.
Artículo principal: Energía solar fotovoltaica.
Se denomina energía solar fotovoltaica a la obtención de energía eléctrica a través de paneles fotovoltaicos. Los paneles, módulos o colectores fotovoltaicos están formados por dispositivos semiconductores tipo diodo que, al recibir radiación solar, se excitan y provocan saltos electrónicos, generando una pequeña diferencia de potencial en sus extremos. El acoplamiento en serie de varios de estos fotodiodos permite la obtención de voltajes mayores en configuraciones muy sencillas y aptas para alimentar pequeños dispositivos electrónicos. A mayor escala, la corriente eléctrica continua que proporcionan los paneles fotovoltaicos se puede transformar en corriente alterna e inyectar en la red eléctrica. Alemania es en la actualidad el segundo productor mundial de energía solar fotovoltaica tras Japón, con cerca de 5 millones de metros cuadrados de colectores de sol, aunque sólo representa el 0,03% de su producción energética total. La venta de paneles fotovoltaicos ha crecido en el mundo al ritmo anual del 20% en la década de los noventa. En la Unión Europea el crecimiento medio anual es del 30%, y Alemania tiene el 80% de la potencia instalada de la Unión.3
Los principales problemas de este tipo de energía son su elevado coste en comparación con los otros métodos, la necesidad de extensiones grandes de territorio que se sustraen de otros usos, la competencia del principal material con el que se construyen con otros usos (el sílice es el principal componente de los circuitos integrados), o su dependencia con las condiciones climatológicas. Este último problema hace que sean necesarios sistemas de almacenamiento de energía para que la potencia generada en un momento determinado, pueda usarse cuando se solicite su consumo. Se están estudiando sistemas como el almacenamiento cinético, bombeo de agua a presas elevadas, almacenamiento químico, entre otros.
Generación a pequeña escala
Grupo electrógeno de 500 kVA instalado en un complejo turístico en Egipto.
Grupo electrógenoArtículo principal: Grupo electrógeno.
Un grupo electrógeno es una máquina que mueve un generador de energía eléctrica a través de un motor de combustión interna. Es comúnmente utilizado cuando hay déficit en la generación de energía de algún lugar, o cuando hay corte en el suministro eléctrico y es necesario mantener la actividad. Una de sus utilidades más comunes es en aquellos lugares donde no hay suministro a través de la red eléctrica, generalmente son zonas agrícolas con pocas infraestructuras o viviendas aisladas. Otro caso es en locales de pública concurrencia, hospitales, fábricas, etc., que, a falta de energía eléctrica de red, necesiten de otra fuente de energía alterna para abastecerse en caso de emergencia. Un grupo electrógeno consta de las siguientes partes:
Motor de combustión interna. El motor que acciona el grupo electrógeno suele estar diseñado específicamente para ejecutar dicha labor. Su potencia depende de las características del generador. Pueden ser motores de gasolina o diésel.
Sistema de refrigeración. El sistema de refrigeración del motor es problemático, por tratarse de un motor estático, y puede ser refrigerado por medio de agua, aceite o aire.
Alternador. La energía eléctrica de salida se produce por medio de una alternador apantallado, protegido contra salpicaduras, autoexcitado, autorregulado y sin escobillas, acoplado con precisión al motor. El tamaño del alternador y sus prestaciones son muy variables en función de la cantidad de energía que tienen que generar.
Depósito de combustible y bancada. El motor y el alternador están acoplados y montados sobre una bancada de acero. La bancada incluye un depósito de combustible con una capacidad mínima de funcionamiento a plena carga según las especificaciones técnicas que tenga el grupo en su autonomía.
Sistema de control. Se puede instalar uno de los diferentes tipos de paneles y sistemas de control que existen para controlar el funcionamiento, salida del grupo y la protección contra posibles fallos en el funcionamiento.
Interruptor automático de salida. Para proteger al alternador, llevan instalado un interruptor automático de salida adecuado para el modelo y régimen de salida del grupo electrógeno. Existen otros dispositivos que ayudan a controlar y mantener, de forma automática, el correcto funcionamiento del mismo.
Regulación del motor. El regulador del motor es un dispositivo mecánico diseñado para mantener una velocidad constante del motor con relación a los requisitos de carga. La velocidad del motor está directamente relacionada con la frecuencia de salida del alternador, por lo que cualquier variación de la velocidad del motor afectará a la frecuencia de la potencia de salida.4
Pila voltaica
Esquema funcional de una pila eléctrica.
Artículo principal: Pila eléctrica.
Se denomina ordinariamente pila eléctrica a un dispositivo que genera energía eléctrica por un proceso químico transitorio, tras de lo cual cesa su actividad y han de renovarse sus elementos constituyentes, puesto que sus características resultan alteradas durante el mismo. Se trata de un generador primario. Esta energía resulta accesible mediante dos terminales que tiene la pila, llamados polos, electrodos o bornes. Uno de ellos es el polo positivo o cátodo y el otro es el polo negativo o ánodo. En español es habitual llamarla así, mientras que las pilas recargables o acumuladores, se ha venido llamando batería.
La primera pila eléctrica fue dada a conocer al mundo por Volta en 1800, mediante una carta que envió al presidente de la Royal Society londinense, por tanto son elementos provenientes de los primeros tiempos de la electricidad. Aunque la apariencia de una pila sea simple, la explicación de su funcionamiento dista de serlo y motivó una gran actividad científica en los siglos XIX y XX, así como diversas teorías, y la demanda creciente que tiene este producto en el mercado sigue haciendo de él objeto de investigación intensa.
El funcionamiento de una pila se basa en el potencial de contacto entre dos sustancias, mediado por un electrolito.5 Cuando se necesita una corriente mayor que la que puede suministrar un elemento único, siendo su tensión en cambio la adecuada, se pueden añadir otros elementos en la conexión llamada en paralelo. La capacidad total de una pila se mide en amperios-hora (A•h); es el número máximo de amperios que el elemento puede
suministrar en una hora. Es un valor que no suele conocerse, ya que no es muy claro dado que depende de la intensidad solicitada y la temperatura.
Un importante avance en la calidad de las pilas ha sido la pila denominada seca, al que pertenecen prácticamente todas las utilizadas hoy día (2008). Las pilas eléctricas, baterías y acumuladores se presentan en unas cuantas formas normalizadas en función de su forma, tensión y capacidad que tengan.
Los metales y productos químicos constituyentes de las pilas pueden resultar perjudiciales para el medio ambiente, produciendo contaminación química. Es muy importante no tirarlas a la basura (en algunos países no está permitido), sino llevarlas a centros de reciclado. En algunos países, la mayoría de los proveedores y tiendas especializadas también se hacen cargo de las pilas gastadas. Una vez que la envoltura metálica que recubre las pilas se daña, las sustancias químicas que contienen se ven liberadas al medio ambiente causando contaminación. Con mayor o menor grado, las sustancias son absorbidas por la tierra pudiéndose filtrar hacia los mantos acuíferos y de éstos pueden pasar directamente a los seres vivos, entrando con esto en la cadena alimenticia. Las pilas son residuos peligrosos por lo que desde el momento en que se empiezan a reunir, deben ser manejadas por personal capacitado que siga las precauciones adecuadas empleando todos los procedimientos técnicos y legales para el manejo de dicho residuos.6
Estas pilas suelen utilizarse en los aparatos eléctricos portátiles, que son una gran cantidad de dispositivos que se han inventado y que se nutren para su funcionamiento de la energía facilitada por una o varias pilas eléctricas o de baterías recargables. Entre los dispositivos de uso masivo destacan juguetes, linternas, relojes, teléfonos móviles, marcapasos, audífonos, calculadoras, ordenadores personales portátiles, reproductores de música, radio transistores, mando a distancia, etc.
Véanse también: Almacenamiento de energía, Batería eléctrica, Condensador eléctrico, Supercondensador, Bobina y Central hidroeléctrica reversible.
Pila de hidrógeno. La celda en sí es la estructura cúbica del centro de la imagen.
Pilas de combustibleArtículo principal: Pila de combustible.
Una celda, célula o pila de combustible es un dispositivo electroquímico de generación de electricidad similar a una batería, que se diferencia de esta en estar diseñada para permitir el reabastecimiento continuo de los reactivos consumidos. Esto permite producir electricidad a partir de una fuente externa de combustible y de oxígeno, en contraposición a la capacidad limitada de almacenamiento de energía de una batería. Además, la composición química de los electrodos de una batería cambia según el estado de carga, mientras que en una celda de combustible los electrodos funcionan por la acción de catalizadores, por lo que son mucho más estables.
En las celdas de hidrógeno los reactivos usados son hidrógeno en el ánodo y oxígeno en el cátodo. Se puede obtener un suministro continuo de hidrógeno a partir de la electrólisis del agua, lo que requiere una fuente primaria de generación de electricidad, o a partir de reacciones catalíticas que desprenden hidrógeno de hidrocarburos. El hidrógeno puede almacenarse, lo que permitiría el uso de fuentes discontinuas de energía como la solar y la eólica. El hidrógeno gaseoso (H2) es altamente inflamable y explosivo, por lo que se están desarrollando métodos de almacenamiento en matrices porosas de diversos materiales.7
Generador termoeléctrico de radioisótoposArtículo principal: Generador termoeléctrico de radioisótopos.
Un generador termoeléctrico de radioisótopos es un generador eléctrico simple que obtiene su energía de la liberada por la desintegración radiactiva de determinados elementos. En este dispositivo, el calor liberado por la desintegración de un material radiactivo se convierte en electricidad directamente gracias al uso de una serie de termopares, que convierten el calor en electricidad gracias al efecto Seebeck en el llamado Unidad de calor de radioisótopos (o RHU en inglés).
Los RTG se pueden considerar un tipo de batería y se han usado en satélites, sondas espaciales no tripuladas e instalaciones remotas que no disponen de otro tipo de fuente eléctrica o de calor.
Los RTG son los dispositivos más adecuados en situaciones donde no hay presencia humana y se necesitan potencias de varios centenares de vatios durante largos períodos de tiempo, situaciones en las que los generadores convencionales como las pilas de combustible o las baterías no son viables económicamente y donde no pueden usarse células fotovoltaicas.
Véase también
Portal:Energía. Contenido relacionado con Energía. Energía eléctrica Energía nuclear Energía eólica Energía potencial Energía cinética Energía solar
Referencias
1. ↑ «La tecnología revolucionará la producción eléctrica en 10 años».2. ↑ Energía eólica construible.es[29-5-2008]3. ↑ Energía solar fotovoltaica solarweb.net [29-5-2008]4. ↑ Grupos electrógenos geocities.com [11-6-2008]5. ↑ Véase por ejemplo, Francis W. Sears, Electricidad y magnetismo, Editorial Aguilar,
Madrid (España), 1958, pp. 142-155.6. ↑ Pila eléctrica perso.wanadoo.es [21-5-2008]7. ↑ Pilas de combustible de hidrógeno Artículo técnico fecyt.es [30-5-2008]
http://es.wikipedia.org/wiki/Generaci%C3%B3n_de_energ%C3%ADa_el%C3%A9ctrica
generar: Producir o crear alguna cosa
http://es.thefreedictionary.com/generando
Electricidad:La electricidad (del griego ήλεκτρον elektron, cuyo significado es ámbar) es el conjunto de fenómenos físicos relacionados con la atracción de cargas negativas o positivas. Se manifiesta en una gran variedad de fenómenos conocidos como la iluminación, electricidad estática, inducción electromagnética y el flujo de corriente eléctrica.1 2 3 4
La electricidad es tan versátil que tiene un sinnúmero de aplicaciones que incluyen el transporte, climatización, iluminación y computación. La electricidad es la columna de la industria moderna, y se espera que se mantenga así en un futuro cercano.5
Contenido
1 Historia de la electricidad 2 Conceptos
o 2.1 Carga eléctrica o 2.2 Corriente eléctrica o 2.3 Campo eléctrico o 2.4 Potencial eléctrico o 2.5 Electromagnetismo
3 Circuitos 4 Propiedades eléctricas de los materiales
o 4.1 Origen microscópico o 4.2 Conductividad y resistividad
5 Producción y usos de la electricidad o 5.1 Generación y transmisión o 5.2 Aplicaciones de la electricidad
6 Electricidad en la naturaleza o 6.1 Mundo inorgánico
6.1.1 Descargas eléctricas atmosféricas 6.1.2 Campo magnético terrestre
o 6.2 Mundo orgánico 6.2.1 Impulso nervioso 6.2.2 Uso biológico
7 Véase también 8 Referencias 9 Bibliografía 10 Enlaces externos
Historia de la electricidad
Michael Faraday relacionó el magnetismo con la electricidad.
Artículo principal: Historia de la electricidad.
La historia de la electricidad como rama de la física comenzó con observaciones aisladas y simples especulaciones o intuiciones médicas, como el uso de peces eléctricos en enfermedades como la gota y el dolor de cabeza, u objetos arqueológicos de interpretación discutible, como la batería de Bagdad.6 Tales de Mileto fue el primero en observar los fenómenos eléctricos cuando, al frotar una barra de ámbar con un paño, notó que la barra podía atraer objetos livianos.2 4
Mientras la electricidad era todavía considerada poco más que un espectáculo de salón, las primeras aproximaciones científicas al fenómeno fueron hechas en los siglos XVII y XVIII por investigadores sistemáticos como Gilbert,7 von Guericke,8 Henry Cavendish,9 10 Du Fay,11 van Musschenbroek 12 y Watson.13 Estas observaciones empiezan a dar sus frutos con Galvani,14 Volta,15 Coulomb 16 y Franklin,17 y, ya a comienzos del siglo XIX, con Ampère,18 Faraday 19 y Ohm.20 No obstante, el desarrollo de una teoría que unificara la electricidad con el magnetismo como dos manifestaciones de un mismo fenómeno no se alcanzó hasta la formulación de las ecuaciones de Maxwell en 1865.21
Los desarrollos tecnológicos que produjeron la primera revolución industrial no hicieron uso de la electricidad. Su primera aplicación práctica generalizada fue el telégrafo eléctrico de Samuel Morse (1833), que revolucionó las telecomunicaciones.22 La generación masiva de electricidad comenzó cuando, a fines del siglo XIX, se extendió la iluminación eléctrica de las calles y las casas. La creciente sucesión de aplicaciones que esta disponibilidad produjo hizo de la electricidad una de las principales fuerzas motrices de la segunda revolución industrial.23 Fue éste el momento de grandes inventores como Gramme,24 Westinghouse,25 von Siemens 26 y Alexander Graham Bell.27 Entre ellos destacaron Nikola Tesla y Thomas Alva Edison, cuya revolucionaria manera de entender la relación entre investigación y mercado capitalista convirtió la innovación tecnológica en una actividad industrial.28 29
Conceptos
Carga eléctrica
Interacciones entre cargas de igual y distinta naturaleza.
La carga en un electroscopio causa que las láminas se repelan entre sí.
Artículo principal: Carga eléctrica.
La carga eléctrica es una propiedad de la materia que produce experimentar una fuerza cuando hay otra materia cerca cargada eléctricamente. La carga se origina en el átomo, el cual tiene portadores muy comunes que son el electrón y el protón. Es una cantidad conservativa, es decir, la carga neta de un sistema aislado se mantendrá constante, a menos que una carga externa se desplace a ese sistema. 30 En el sistema, la carga puede transferirse entre los cuerpos por contacto directo, o al pasar por un material conductor, como un cable. 31 El término electricidad estática hace referencia a la presencia de carga en un cuerpo, por lo general causado por que dos materiales distintos se frotan entre sí, transfiriéndose carga uno al otro. 32
La presencia de carga da lugar a la fuerza electromágnetica: La carga ejerce una fuerza a las otras, un efecto que era conocido en la antigüedad, pero no comprendido. 33 Una bola liviana que estaba suspendida de un hilo podía cargarse al contacto con una barra de vidrio que ya había sido cargada por fricción con ropa. Se encontró que si una bola similar se cargaba con la misma barra de vidrio, se atraían entre sí. Este fenómeno fue investigado a finales del siglo XVIII por Charles-Augustin de Coulomb, que dedujo que la carga se manifiesta de dos formas opuestas.34 Este descubrimiento trajo el muy famoso axioma "objetos con la misma polaridad se repelen y con diferente polaridad se atraen".33 35
La fuerza actúa en las partículas cargadas entre sí, y además la carga tiene una tendencia a extenderse sobre una superficie conductora. La magnitud de la fuerza electromagnética, ya sea atractiva o repulsiva, está dada por la ley de Coulomb, que relaciona la fuerza con el producto de las cargas y tiene una relación cuadrática inversa a la distancia entre ellas.36 37 La fuerza electromagnética es muy fuerte, la segunda después de la interacción nuclear fuerte 38 , con la diferencia que esa fuerza opera sobre todas las distancias. 39 En comparación con la débil fuerza gravitacional, la fuerza electromagnética que aleja a dos electrones es 1042 veces más grande que la atracción gravitacional que los une.40
La carga en los electrones y los protones tienen signos contrarios, además una cantidad de carga puede ser expresada como positiva o negativa. Por convención, la carga que posee los electrones se asume negativa y la de los protones positiva, una costumbre que se originó con el trabajo de Benjamin Franklin.41 La cantidad de carga esta dada por el símbolo Q y se expresa en Culombios. 42 Cada electrón posee la misma carga de aproximadamente -1.6022×10-19 culombios. El protón tiene una carga que es igual y opuesta +1.6022×10-19 coulombios. La carga no sólo está presente en la materia, sino también por la antimateria, cada antipartícula tiene una carga igual y opuesta a su correspondiente partícula.43
La carga puede medirse de diferentes maneras, un instrumento muy antiguo es el electroscopio, que aunque todavía se usa para demostraciones en los salones de clase, ha sido superado por el electrómetro electrónico. 44
Corriente eléctricaArtículo principal: Corriente eléctrica.
Un arco eléctrico provee una demostración energética de la corriente eléctrica
Se conoce como corriente eléctrica al movimiento de carga eléctrica, cuya intensidad está medida por lo general en amperios. La corriente puede consistir de cualquier partícula cargada en movimiento; frecuentemente son electrones, pero cualquier carga en movimiento constituye una corriente. 45
Históricamente, se definió como un flujo de cargas positivas y se fijó el sentido convencional de circulación de la corriente como un flujo de cargas desde el polo positivo al negativo. Sin embargo, posteriormente se observó, que en los metales los portadores de carga son electrones, con carga negativa, y se desplazan en sentido contrario al convencional.46 Sin embargo, dependiendo de las condiciones, una corriente eléctrica puede consistir de un flujo de partículas cargadas en una dirección, o incluso en ambas direcciones al mismo tiempo. La convención positivo-negativo es ampliamente usada para simplificar esta situación.45
El proceso por el cual la corriente eléctrica pasa a través de un material se llama conducción eléctrica, y su naturaleza varía dependiendo de las partículas cargadas y el material por el cual ellos están viajando. Ejemplos de corrientes eléctricas incluyen la
conducción metálica, donde los electrones fluyen a través de un conductor eléctrico, como el metal, y la electrólisis, donde los iones (átomos cargados) fluyen a través de líquidos. Mientras que las partículas pueden moverse muy despacio, algunas veces con una velocidad de deriva promedio de sólo fracciones de un milímetro por segundo,31 el campo eléctrico que las controla se propaga cerca a la velocidad de la luz, permitiendo que las señales eléctricas se transmitan rápidamente por los cables.47
La corriente produce muchos efectos visibles, que han hecho que se reconozca su presencia a lo largo de la historia. En 1800, Nicholson y Carlisle descubrieron que el agua podía descomponerse por la corriente de una pila voltaica en un proceso que se conoce como electrólisis; trabajo que posteriormente fue ampliado por Michael Faraday en 1833.48 La corriente a través de un resistencia eléctrica produce un aumento de la temperatura, un efecto que James Prescott Joule estudió matemáticamente en 1840. 48
Campo eléctrico
Líneas de campo saliendo de una carga positiva hacia un conductor plano.
Artículo principal: Campo eléctrico.
El concepto de campo eléctrico fue introducido por Michael Faraday. Un campo eléctrico se crea por un cuerpo cargado en el espacio que lo rodea, y produce una fuerza que ejerce sobre otras cargas que están ubicadas en el campo. El campo eléctrico actúa entre dos cargas actúa muy parecido al campo gravitacional que actúa sobre dos masas, y como tal, se extiende hasta el infinito y es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia.39 Sin embargo, tienen una pequeña diferencia. La gravedad siempre actúa en atracción, mientras que el campo eléctrico puede producir atracción o repulsión. Si un cuerpo grande como un planeta no tienen carga neta, el campo eléctrico a una distancia es cero. Por esto, la gravedad es la fuerza dominante en el universo, a pesar de ser mucho más débil. 40
Un campo eléctrico varía en el espacio, y su fuerza en cualquier punto se define como la fuerza (por unidad de carga) que se necesita para que una carga se ubicará en ese punto. 49 La carga de prueba deber ser insignificante para evitar que su propio campo afecte el campo principal y también debe ser estacionaria para evitar el efecto de los campos magnéticos. Como el campo eléctrico se define en términos de fuerza, y una fuerza es un
vector, entonces el campo eléctrico también es un vector, con magnitud y dirección. Específicamente, es un campo vectorial. 49
Potencial eléctrico
Un par de pilas AA. El signo + indica la polaridad de la diferencia de potencial entre las terminales de la batería.
Artículo principal: Potencial eléctrico.
El concepto de potencial eléctrico tiene mucha relación con el campo eléctrico. Una caga pequeña ubicada en un campo eléctrico experimenta una fuerza, y para haber llevado esa carga a ese punto en contra de la fuerza se necesito trabajo. El potencial eléctrico en cualquier punto se define como la energía requerida para mover una carga de prueba ubicada en el infinito a ese punto.50 Por lo general se mide en voltios, donde un voltio es el potencia en el que un julio (unidad) de trabajo debe gastarse para traer una carga de un culombio del infinito. Esta definición formal de potencial tiene una aplicación práctica, aunque un concepto más útil es el de diferencia de potencial, y es la energía requerida para mover una carga entre dos puntos específicos. El campo eléctrico tiene la propiedad especial de ser conservativo, es decir que no importa la trayectoria realizada por la carga de prueba; todas las trayectorias de dos puntos específicos consumen la misma energía, y además con un único valor de diferencia de potencial. 50 El voltio está tan identificado como la unidad de elección de medida y descripción de la diferencia de potencial que el término voltaje se usa frecuentemente en la vida diaria.
Electromagnetismo
Fluido ferroso que se agrupa cerca de los polos de un imán o magneto.
El motor eléctrico aprovecha un efecto importante del electromagnetismo: una corriente a través de un campo magnético experimenta una fuerza en el mismo ángulo del campo y la corriente.
Artículo principal: Electromagnetismo.
Se denomina electromagnetismo a la teoría física que unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría, cuyos fundamentos son obra de Faraday, pero fueron formulados por primera vez de modo completo por Maxwell. La formulación consiste en cuatro ecuaciones diferenciales vectoriales, conocidas como ecuaciones de Maxwell, que relacionan el campo eléctrico, el campo magnético y sus respectivas fuentes materiales: densidad de carga eléctrica, corriente eléctrica, desplazamiento eléctrico y corriente de desplazamiento.
A principios del siglo XIX Ørsted encontró evidencia empírica de que los fenómenos magnéticos y eléctricos estaban relacionados. A partir de esa base Maxwell unificó en 1861 los trabajos de físicos como Ampère, Sturgeon, Henry, Ohm y Faraday, en un conjunto de ecuaciones que describían ambos fenómenos como uno solo, el fenómeno electromagnético.
Se trata de una teoría de campos; las explicaciones y predicciones que provee se basan en magnitudes físicas vectoriales y son dependientes de la posición en el espacio y del tiempo. El electromagnetismo describe los fenómenos físicos macroscópicos en los que intervienen
cargas eléctricas en reposo y en movimiento, usando para ello campos eléctricos y magnéticos y sus efectos sobre la materia. Para la descripción de fenómenos a nivel molecular, atómico o corpuscular, es necesario emplear las expresiones clásicas de la energía electromagnética conjuntamente con las de la mecánica cuántica.
Ecuaciones de Maxwell, en su forma diferencial
Nombre de la ley Forma diferencial
Ley de Gauss
Ley de Gauss para el magnetismoo inexistencia del monopolo magnético
Ecuación de Maxwell-Faraday(ley de Faraday)
Ley de Ampère-Maxwell Las ecuaciones de Maxwell describen los campos eléctricos y magnéticos como manifestaciones de un solo campo electromagnético. Además, explican la naturaleza ondulatoria de la luz como parte de una onda electromagnética.51 Al contar con una teoría unificada consistente que describiera estos dos fenómenos antes separados, se pudieron realizar varios experimentos novedosos e inventos muy útiles, como el generador de corriente alterna inventado por Tesla.52 El éxito predictivo de la teoría de Maxwell y la búsqueda de una interpretación coherente con el experimento de Michelson y Morley llevó a Einstein a formular la teoría de la relatividad, que se apoyaba en algunos resultados previos de Lorentz y Poincaré.
Esta unificación es fundamental para describir las relaciones que existen entre los campos eléctricos variables que se utilizan en la vida diaria —como la corriente alterna utilizada en las redes eléctricas domésticas— y los campos magnéticos que inducen. Entre otras aplicaciones técnicas, se utiliza para el cálculo de antenas de telecomunicaciones y de circuitos eléctricos o electrónicos en los que hay campos eléctricos y magnéticos variables que se generan mutuamente.
Véanse también: Inducción magnética, Ley de Faraday, Onda electromagnética y Fotón.
Circuitos
Un circuito eléctrico básico. La fuente de tensión V en la izquierda provee una corriente I al circuito, entregándole energía eléctrica al resistor R. Del resistor, la corriente regresa a la fuente, completando el circuito.
Artículos principales: Circuito eléctrico y Análisis de circuitos.
Un circuito eléctrico es una interconexión de componentes eléctricos tales que la carga eléctrica fluye en un camino cerrado, por lo general para ejecutar alguna tarea útil.
Los componentes en un circuito eléctrico pueden ser muy variados, puede tener elementos como resistores, capacitores, interruptores, transformadores y electronicos. Los circuitos electrónicos contienen componentes activos, normalmente semiconductores, exhibiendo un comportamiento no linear, necesitando análisis complejos. Los componentes eléctricos más simples son los pasivos y lineales.
El comportamiento de los circuitos eléctricos que contienen solamente resistencias y fuentes electromotrices de corriente continua está gobernado por las Leyes de Kirchoff. Para estudiarlo, el circuito se descompone en mallas eléctricas, estableciendo un sistema de ecuaciones lineales cuya resolución brinda los valores de los voltajes y corrientes que circulan entre sus diferentes partes.
La resolución de circuitos de corriente alterna requiere la ampliación del concepto de resistencia eléctrica, ahora ampliado por el de impedancia para incluir los comportamientos de bobinas y condensadores. La resolución de estos circuitos puede hacerse con generalizaciones de las leyes de Kirchoff, pero requiere usualmente métodos matemáticos avanzados, como el de Transformada de Laplace, para describir los comportamientos transitorios y estacionarios de los mismos.
Propiedades eléctricas de los materiales
Configuración electrónica del átomo de cobre. Sus propiedades conductoras se deben a la facilidad de circulación que tiene su electrón más exterior (4s).
Origen microscópico
La posibilidad de generar corrientes eléctricas en los materiales depende de la estructura e interacción de los átomos que los componen. Los átomos están constituidos por partículas cargadas positivamente (los protones), negativamente (los electrones) y neutras (los neutrones). La conducción eléctrica de los materiales sólidos, cuando existe, se debe a los electrones más exteriores, ya que tanto los electrones interiores como los protones de los núcleos atómicos no pueden desplazarse con facilidad. Los materiales conductores por excelencia son metales, como el cobre, que usualmente tienen un único electrón en la última capa electrónica. Estos electrones pueden pasar con facilidad a átomos contiguos, constituyendo los electrones libres responsables del flujo de corriente eléctrica. En otros materiales sólidos los electrones se liberan con dificultad constituyendo semiconductores, cuando la liberación puede ser producida por excitación térmica, o aisladores, cuando no se logra esta liberación.
Los mecanismos microscópicos de conducción eléctrica son diferentes en los materiales superconductores y en los líquidos. En los primeros, a muy bajas temperaturas y como consecuencia de fenómenos cuánticos, los electrones no interactúan con los átomos desplazándose con total libertad (resistividad nula). En los segundos, como en los electrólitos de las baterías eléctricas, la conducción de corriente es producida por el desplazamiento de átomos o moléculas completas ionizadas de modo positivo o negativo. Los materiales superconductores se usan en imanes superconductores para la generación de elevadísimos campos magnéticos.
En todos los materiales sometidos a campos eléctricos se modifican, en mayor o menor grado, las distribuciones espaciales relativas de las cargas negativas (electrones) y positivas (núcleos atómicos). Este fenómeno se denomina polarización eléctrica y es más notorio en
los aisladores eléctricos debido a la ausencia de apantallamiento del campo eléctrico aplicado por los electrones libres.
Conductividad y resistividad
Conductor eléctrico de cobre.
Artículos principales: Conductividad eléctrica y Resistividad.
La conductividad eléctrica es la propiedad de los materiales que cuantifica la facilidad con que las cargas pueden moverse cuando un material es sometido a un campo eléctrico. La resistividad es una magnitud inversa a la conductividad, aludiendo al grado de dificultad que encuentran los electrones en sus desplazamientos, dando una idea de lo buen o mal conductor que es. Un valor alto de resistividad indica que el material es mal conductor mientras que uno bajo indicará que es un buen conductor. Generalmente la resistividad de los metales aumenta con la temperatura, mientras que la de los semiconductores disminuye ante el aumento de la temperatura.
Los materiales se clasifican según su conductividad eléctrica o resistividad en conductores, dieléctricos, semiconductores y superconductores.
Conductores eléctricos . Son los materiales que, puestos en contacto con un cuerpo cargado de electricidad, transmiten ésta a todos los puntos de su superficie. Los mejores conductores eléctricos son los metales y sus aleaciones. Existen otros materiales, no metálicos, que también poseen la propiedad de conducir la electricidad, como son el grafito, las soluciones salinas (por ejemplo, el agua de mar) y cualquier material en estado de plasma. Para el transporte de la energía eléctrica, así como para cualquier instalación de uso doméstico o industrial, el metal más empleado es el cobre en forma de cables de uno o varios hilos. Alternativamente se emplea el aluminio, metal que si bien tiene una conductividad eléctrica del orden del 60% de la del cobre es, sin embargo, un material mucho más ligero, lo que favorece su empleo en líneas de transmisión de energía eléctrica en las redes de alta tensión. Para aplicaciones especiales se utiliza como conductor el oro.53
Dieléctricos . Son los materiales que no conducen la electricidad, por lo que pueden ser utilizados como aislantes. Algunos ejemplos de este tipo de materiales son vidrio, cerámica, plásticos, goma, mica, cera, papel, madera seca, porcelana, algunas grasas para uso industrial y electrónico y la baquelita. Aunque no existen materiales absolutamente aislantes o conductores, sino mejores o peores conductores, son materiales muy utilizados para evitar cortocircuitos (forrando con ellos los conductores eléctricos, para mantener alejadas del usuario determinadas partes de los sistemas eléctricos que, de tocarse accidentalmente cuando se encuentran en tensión, pueden producir una descarga) y para confeccionar aisladores (elementos utilizados en las redes de distribución eléctrica para fijar los conductores a sus soportes sin que haya contacto eléctrico). Algunos materiales, como el aire o el agua, son aislantes bajo ciertas condiciones pero no para otras. El aire, por ejemplo, es aislante a temperatura ambiente pero, bajo condiciones de frecuencia de la señal y potencia relativamente bajas, puede convertirse en conductor.
La conductividad se designa por la letra griega sigma minúscula ( ) y se mide en siemens por metro, mientras que la resistividad se designa por la letra griega rho minúscula (ρ) y se mide en ohms por metro (Ω•m, a veces también en Ω•mm²/m).
Producción y usos de la electricidad
Generación y transmisión
La energía eólica está tomando importancia en muchos países.
Artículo principal: Red eléctrica.
Hasta la invención de la pila voltaica en el siglo XVIII no se tenía una fuente viable de electricidad. La pila voltaica y su descendiente moderna, la batería eléctrica, almacenaba energía químicamente y la entregaba según la demanda en forma de energía eléctrica. La
batería es una fuente común muy versátil que se usa para muchas aplicaciones, pero su almacenamiento de energía es limitado, y una vez descargado debe ser reemplazada o descargada. Para una demanda eléctrica mucho más grande la energía debe ser generada y transmitida continuamente sobre líneas de transmisión conductivas.
Por lo general, la energía eléctrica es generada por generadores electromecánicos controlados por el vapor producido por combustibles fósiles, o por el calor generado por reacciones nucleares, o de otras fuentes como la energía cinética extraída del viento o el agua. La moderna turbina de vapor inventada por Charles Algernon Parsons en 1884 genera cerca del 80% de la energía eléctrica en el mundo usando una gran variedad de fuentes de calentamiento. Este generador no tiene ningún parecido al generador de disco homopolar de Faraday, aunque ambos funcionan bajo el mismo principio electromágnetico de que un conductor al cambiarle el campo mágnetico produce una diferencia de potencial en sus terminales. La invención a finales del siglo XIX del transformador implico transmitir la energía eléctrica de una forma más eficiente. La transmisión eléctrica eficiente significó en permitir generar electricidad en plantas generadoras, para entonces ser despachada a largas distancias donde fuera necesario.
Debido a que la energía eléctrica no puede ser almacenada fácilmente para atender la demanda a una escala nacional, la mayoría de las veces todo lo que se produce es lo que se requiere. Esto requiere de una bolsa eléctrica quienes hacen predicciones de la carga eléctrica, y mantener una coordinación constante con las plantas generadoras. Una cierta cantidad de generación debe mantenerse en reserva para soportar cualquier anomalía en la red.
La demanda de la electricidad crece con una gran rapidez si una nación se moderniza y su economía se desarrolla. Estados Unidos tuvo un aumento del 12% anual de la demanda en las tres primeras décadas del siglo XX, una tasa de crecimiento que es similar a las economías emergentes como India o China. Históricamente, la tasa de crecimiento de la demanda eléctrica ha superado a otras formas de energía.
Las preocupaciones medioambientales con la generación de energía eléctrica han hecho que se enfoque en las energías renovables, en particular la energía eólica e hidráulica. Mientras el debate continúe sobre el impacto medioambiental de diferentes tipos de producción eléctrica, su forma final sera relativamente limpia.
Aplicaciones de la electricidadArtículo principal: Aplicaciones de la electricidad.
La electricidad tiene un sinfín de aplicaciones tanto para uso doméstico, industrial, medicinal y en el transporte. Solo para citar se puede mencionar a la electrónica, Generador eléctrico, Motor eléctrico, Transformador, Maquinas frigoríficas, aire acondicionado, electroimanes, Telecomunicaciones, Electroquímica, electrovalvulas, Iluminación y alumbrado, Producción de calor, Electrodomésticos, Robótica, Señales luminosas. También se aplica la inducción electromagnética para la construcción de motores movidos por energía eléctrica, que permiten el funcionamiento de innumerables dispositivos.
Electricidad en la naturaleza
Mundo inorgánico
Descargas eléctricas atmosféricas
El fenómeno eléctrico más común del mundo inorgánico son las descargas eléctricas atmosféricas denominadas rayos y relámpagos. Debido al rozamiento de las partículas de agua o hielo con el aire, se produce la creciente separación de cargas eléctricas positivas y negativas en las nubes, separación que genera campos eléctricos. Cuando el campo eléctrico resultante excede el de ruptura dieléctrica del medio, se produce una descarga entre dos partes de una nube, entre dos nubes diferentes o entre la parte inferior de una nube y tierra. Esta descarga ioniza el aire por calentamiento y excita transiciones electrónicas moleculares. La brusca dilatación del aire genera el trueno, mientras que el decaimiento de los electrones a sus niveles de equilibrio genera radiación electromagnética, luz.
Son de origen similar las centellas y el fuego de San Telmo. Este último es común en los barcos durante las tormentas y es similar al efecto corona que se produce en algunos cables de alta tensión.
El daño que producen los rayos a las personas y sus instalaciones puede prevenirse derivando la descarga a tierra, de modo inocuo, mediante pararrayos.
Campo magnético terrestre
Aurora boreal.
Aunque no se puede verificar experimentalmente, la existencia del campo magnético terrestre se debe casi seguramente a la circulación de cargas en el núcleo externo líquido de la Tierra. La hipótesis de su origen en materiales con magnetización permanente, como el hierro, parece desmentida por la constatación de las inversiones periódicas de su sentido en el transcurso de las eras geológicas, donde el polo norte magnético es remplazado por el sur y viceversa. Medido en tiempos humanos, sin embargo, los polos magnéticos son estables, lo que permite su uso, mediante el antiguo invento chino de la brújula, para la orientación en el mar y en la tierra.
El campo magnético terrestre desvía las partículas cargadas provenientes del Sol (viento solar). Cuando esas partículas chocan con los átomos y moléculas de oxígeno y nitrógeno
de la magnetosfera, se produce un efecto fotoeléctrico mediante el cual parte de la energía de la colisión excita los átomos a niveles de energía tales que cuando dejan de estar excitados devuelven esa energía en forma de luz visible. Este fenómeno puede observarse a simple vista en las cercanías de de los polos, en las auroras polares.
Mundo orgánicoArtículo principal: Bioelectromagnetismo.
El bioelectromagnetismo (a veces denominado parcialmente como bioelectricidad o biomagnetismo) es el fenómeno biológico presente en todos los seres vivos, incluidas todas las plantas y los animales, consistente en la producción de campos electromagnéticos (se manifiesten como eléctricos o magnéticos) producidos por la materia viva ( células, tejidos u organismos). Los ejemplos de este fenómeno incluyen el potencial eléctrico de las membranas celulares y las corrientes eléctricas que fluyen en nervios y músculos como consecuencia de su potencial de acción. No debe confundirse con la bioelectromagnética, que se ocupa de los efectos de una fuente externa de electromagnetismo sobre los organismos vivos.
Véanse también: Bioenergética, Electrocito, Electroencefalografía, Electrofisiología, Electromiografía y Potencial de membrana.
Impulso nervioso
Artículo principal: Impulso nervioso.
Grabado antiguo mostrando la excitación del nervio crural de una rana mediante una máquina electrostática.
El fenómeno de excitación de los músculos de las patas de una rana, descubierto por Galvani, puso en evidencia la importancia de los fenómenos eléctricos en los organismos vivientes. Aunque inicialmente se pensó que se trataba de una clase especial de electricidad, se verificó gradualmente que estaban en juego las cargas eléctricas usuales de
la física. En los organismos con sistema nervioso las neuronas son los canales por los que se trasmiten a los músculos las señales que comandan su contracción y relajación. Las neuronas también transmiten al cerebro las señales de los órganos internos, de la piel y de los transductores que son los órganos de los sentidos, señales como dolor, calor, textura, presión, imágenes, sonidos, olores y sabores. Los mecanismos de propagación de las señales por las neuronas, sin embargo, son muy diferentes del de conducción de electrones en los cables eléctricos. Consisten en la modificación de la concentración de iones de sodio y de potasio a ambos lados de una membrana celular. Se generan así diferencias de potencial, variables a lo largo del interior de la neurona, que varían en el tiempo propagándose de un extremo al otro de la misma con altas velocidades.
Los pequeños hoyos en la cabeza de este lucio contiene neuromastos del sistema de la línea lateral.
El pez torpedo es uno de los "fuertemente eléctricos".
Véase también: Galvanismo.
Uso biológico
Artículo principal: Bioelectromagnetismo.
Muchos peces y unos pocos mamíferos tienen la capacidad de detectar la variación de los campos eléctricos en los que están inmersos, entre los que se cuentan los teleostei, las
rayas 54 y los ornitorrincos. Esta detección es hecha por neuronas especializadas llamadas neuromastos,55 que en los gimnótidos están ubicadas en la línea lateral del pez.56
La localización por medios eléctricos (electrorrecepción) puede ser pasiva o activa. En la localización pasiva el animal sólo detecta la variación de los campos eléctricos circundantes, a los que no genera. Los "peces poco eléctricos" son capaces de generar campos eléctricos débiles a través de órganos y circuitos especiales de neuronas, cuya única función es detectar variaciones del entorno y comunicarse con otros miembros de su especie. Los voltajes generados son inferiores a 1 V y las características de los sistemas de detección y control varían grandemente de especie a especie.57
Algunos peces, como las anguilas y las rayas eléctricas son capaces de producir grandes descargas eléctricas con fines defensivos u ofensivos, son los llamados peces eléctricos. Estos peces, también llamados "peces fuertemente eléctricos", pueden generar voltajes de hasta 2.000 V y corrientes superiores a 1 A. Entre los peces eléctricos se cuentan los Apteronotidae, Gymnotidae, Electrophoridae, Hypopomidae, Rhamphichthyidae, Sternopygidae, Gymnarchidae, Mormyridae y Malapteruridae.58
Véanse también: Magnetorrecepción, Paloma mensajera y Bacteria magnética.
Véase también
Anexo:Países por producción de electricidad Anexo:Países por consumo de electricidad Alta tensión Baja tensión Batería Cálculo de secciones de líneas eléctricas Electrotecnia Energía eléctrica Historia de la electricidad Mediciones eléctricas Riesgo eléctrico Sistema de suministro eléctrico Tensión eléctrica Termoelectricidad Electromecánica Nikola Tesla
Referencias
1. ↑ El pequeño Larousse Ilustrado. Editorial Larousse, S. A.. 2006. ISBN 970-22-1233-2.2. ↑ a b Enciclopedia ilustrada Cumbre. México:Editorial Cumbre, S. A.. 1958.3. ↑ Gran diccionario enciclopédico siglo xxi. Colombia:Ibalpe Internacional de Ediciones, S.
A. DE C.V. 2001. ISBN 958-615-582-X.4. ↑ a b «Glosario». Consultado el 17 de julio de 2008.
5. ↑ Varios autores (1984). Enciclopedia de Ciencia y Técnica Tomo 5. Electricidad. Salvat Editores, S. A.. ISBN 84-345-4490-3.
6. ↑ Life's Solution: Inevitable Humans in a Lonely Universe, Cambridge University Press, 2003, pp. 182–185, ISBN 0521827043
7. ↑ Merriam-Webster Collegiate Dictionary, 2000, CD-ROM, version 2.5.8. ↑ Schiffer, Michael Brian (2003). Bringing the Lightning Down: Benjamin Franklin and
Electrical Technology in the Age of Enlightenment. Univ. of California Press. ISBN 0-520-24829-5.,p.18-19
9. ↑ Cavendish, Henry (1771). «An Attempt to Explain Some of the Principal Phaenomena of Electricity, by means of an Elastic Fluid». Philosophical Transactions 61: pp. 564–677. doi:10.1098/rstl.1771.0056.
10. ↑ Cavendish, Henry (1776). «An Account of Some Attempts to Imitate the Effects of the Torpedo by Electricity». Philosophical Transactions 66: pp. 195–225. doi:10.1098/rstl.1776.0013.
11. ↑ «Dufay» (en inglés). Consultado el 20-09-12.12. ↑ «Biografía de Musschenbroek». Consultado el 20-09-12.13. ↑ «Watson, William» (en inglés). Wolfram Research. Consultado el 20-09-2012.14. ↑ Biografía de Luigi Galvani Epónimos médicos. Historia de la medicina. [14-5-2008]15. ↑ Giuliano Pancaldi, "Volta: Science and culture in the age of enlightenment", Princeton
University Press, 2003.16. ↑ Coulomb (1785a) "Premier mémoire sur l’électricité et le magnétisme," Histoire de
l’Académie Royale des Sciences, pages 569-577.17. ↑ Benjamin Franklin (1706–1790). Science World, from Eric Weisstein's World of Scientific
Biography.18. ↑ «Andre-Marie Ampere». IEEE Global History Network. IEEE. Consultado el 21 de julio de
2011.19. ↑ «Michael Faraday Biography» (en inglés). Consultado el 20-09-2012.20. ↑ Biografía de Georg Simon Ohm Asifunciona.com [15-5-2008]21. ↑ La web de Física. «Ecuaciones de Maxwell». Consultado el 11 de mayo de 2008.22. ↑ «Samuel Morse» (en inglés). Consultado el 20-09-2012.23. ↑ Ford, Henry; Crowther, Samuel (1922). My Life and Work: An Autobiography of Henry
Ford.24. ↑ Biografía de Zenobe Gramme (en inglés), Chem.ch [17-5-2008]25. ↑ «George Westinghouse». IEEE Global History Network. IEEE. Consultado el 22 de julio
de 2011.26. ↑ «Werner von Siemens» (en inglés). Biografía en el sitio de la empresa Siemens.
Consultado el 18 de enero de 2011.27. ↑ «Bell's Telephone» (en inglés). Consultado el 20-09-2012.28. ↑ Cheney M (2001). Tesla : Man Out of Time. New York, NY: Touchstone. ISBN 0-7432-
1536-2.29. ↑ «Thomas Edison» (11 de febrero de 2011). Sitio Oficial de Thomas Alva Edison.30. ↑ Trefil, James (2003), The Nature of Science: An A–Z Guide to the Laws and Principles
Governing Our Universe, Houghton Mifflin Books, p. 74, ISBN 0-618-31938-731. ↑ a b Duffin, W.J. (1980), Electricity and Magnetism, 3rd edition, McGraw-Hill, pp. 2–5, ISBN
0-07-084111-X32. ↑ Dhogal (1986). Basic Electrical Engineering, Volume 1. Tata McGraw-Hill. p. 41. ISBN 978-
0-07-451586-0.
33. ↑ a b Sears, et al., Francis (1982), University Physics, Sixth Edition, Addison Wesley, p. 457, ISBN 0-201-07199-1
34. ↑ Jackson, J.D.. Classical Electrodynamics. John Wiley & Sons, Inc. 2ª edición. 1975. ISBN 978-0-471-43132-9:
35. ↑ Coulomb, C.A.. Construction et usage d'une balance electrique sur la propriete qu’ont les fils de metal, d’avoir une force de réaction de torsion proportionnelle a l'angle de torsion. Mem. de l’acad. Sci. pags. 569 y 579. 1785.
36. ↑ "The repulsive force between two small spheres charged with the same type of electricity is inversely proportional to the square of the distance between the centres of the two spheres." Charles-Augustin de Coulomb, Histoire de l'Academie Royal des Sciences, Paris 1785.
37. ↑ Duffin, W.J. (1980), Electricity and Magnetism, 3rd edition, McGraw-Hill, p. 35, ISBN 0-07-084111-X
38. ↑ National Research Council (1998), Physics Through the 1990s, National Academies Press, pp. 215–216, ISBN 0-309-03576-7
39. ↑ a b Umashankar, Korada (1989), Introduction to Engineering Electromagnetic Fields, World Scientific, pp. 77–79, ISBN 9971-5-0921-0
40. ↑ a b Hawking, Stephen (1988), A Brief History of Time, Bantam Press, p. 77, ISBN 0-553-17521-1
41. ↑ Shectman, Jonathan (2003), Groundbreaking Scientific Experiments, Inventions, and Discoveries of the 18th Century, Greenwood Press, pp. 87–91, ISBN 0-313-32015-2
42. ↑ Sewell, Tyson (1902), The Elements of Electrical Engineering, Lockwood, p. 18. The Q originally stood for 'quantity of electricity', the term 'electricity' now more commonly expressed as 'charge'.
43. ↑ Close, Frank (2007), The New Cosmic Onion: Quarks and the Nature of the Universe, CRC Press, p. 51, ISBN 1-58488-798-2
44. ↑ [|Hecht, Eugene] (2001) (en Español). Fundamentos de Física (Segunda edición). Thomson Learning. ISBN 970-686-052-5. Consultado el 22-09-12.
45. ↑ a b [|Saslow, Wayne] (2002) (en Inglés). Electricity, Magnetism, and Light (Primera edición). Thomson Learning. ISBN 0-12619455-6. Consultado el 24-Sep-2012.
46. ↑ Ward, Robert (1960), Introduction to Electrical Engineering, Prentice-Hall, p. 1847. ↑ Solymar, L. (1984), Lectures on electromagnetic theory, Oxford University Press, p. 140,
ISBN 0-19-856169-548. ↑ a b Duffin, W.J. (1980), Electricity and Magnetism, 3rd edition, McGraw-Hill, pp. 23–24,
ISBN 0-07-084111-X49. ↑ a b Sears, et al., Francis (1982), University Physics, Sixth Edition, Addison Wesley,
pp. 469–470, ISBN 0-201-07199-150. ↑ a b Sears, et al., Francis (1982), University Physics, Sixth Edition, Addison Wesley,
pp. 494–498, ISBN 0-201-07199-151. ↑ Clerk Maxwell, James (1873). «A Treatise on Electricity and Magnetism» (en inglés).
Consultado el 20 de noviembre de 2007.52. ↑ Tesla, Nikola (1856–1943). «Obras de Nikola Tesla en Wikisource» (en inglés).
Consultado el 20 de noviembre de 2007.53. ↑ Giordano, José Luis (2006). «El conductor eléctrico, Profísica, Chile.». Consultado el 13
de mayo de 2008.54. ↑ Kalmijn, A.J. (1966). Electro-perception in sharks and rays. Nature. pp. vol. 212 1232-
1233.
55. ↑ K. E. Machin y H. W. Lismann (1960). The mode of operation of the electric receptors in Gymnarchus niloticus. Journal of Experimental Biology. pp. vol. 37, pp. 801-811.
56. ↑ Losier, Matsubara, B.J, J.A. (1990). Light and Electron Microscopical Studies on the Spherical Neurons in the Electrosensory Lateral Line Lobe of the Gymnotiform Fish. Sternopygus. J. Comp. Neurol.. pp. vol.298 237-249.
57. ↑ Véase, por ejemplo, http://www.scholarpedia.org/article/Electrolocation.58. ↑ P. Moller (1995). Electric Fishes: History and Behavior. Chapman & Hall, EE. UU.
Bibliografía
Jackson, J.D. (1975). Classical Electrodynamics. John Wiley & Sons, Inc. 2ª edición.. ISBN 978-0-471-43132-9.
Feynman, R. y Leighton, R.B. (1987). Física Vol. II: Electromagnetismo y materia. Addison-Wesley Iberoamericana, cop.. ISBN 0-201-06622-X.
Gérardin, Lucien (1968). Bionics. World University Library. ISBN. Sears, Francis W., Zemansky, Mark W., Young, Hugh D. (2004). Física Universitaria vol. 2
(Electricidad y Magnetismo). Editorial Pearson Educación; Madrid (España). ISBN 970-26-0512-1.
http://es.wikipedia.org/wiki/Electricidad
BicicletaSaltar a: navegación, búsqueda
Para otros usos de este término, véase Bicicleta (desambiguación).
Bicicleta diseñada para el transporte urbano.
Bicicleta de carretera. Construida en aleación aluminio y triángulo posterior y horquilla de fibra de carbono, para aligerar la estructura del cuadro. Lleva neumáticos estrechos (de 18 a 23 mm) y manillar para una postura baja, con lo que se consigue mejorar la aerodinámica del conjunto.
Bas Peter en descenso durante el Campeonato Nacional de los Países Bajos Zoetermeer 2008.
La bicicleta es un vehículo de transporte personal de propulsión humana, es decir por el propio viajero. Sus componentes básicos son dos ruedas, generalmente de igual diámetro y dispuestas en línea, un sistema de transmisión a pedales, un cuadro metálico que le da la estructura e integra los componentes, un manillar para controlar la dirección y un sillín para sentarse. El desplazamiento se obtiene al girar con las piernas la caja de los pedales que a través de una cadena hace girar un piñón que a su vez hace girar la rueda trasera sobre el pavimento. El diseño y configuración básico de la bicicleta ha cambiado poco desde el primer modelo de transmisión de cadena desarrollado alrededor de 1885.1
La paternidad de la bicicleta se le atribuye al barón Karl von Drais, un inventor alemán que nació en 1785. Su rudimentario artefacto, creado alrededor de 1817, se impulsaba apoyando
los pies alternativamente sobre el suelo.2 En la actualidad hay alrededor de 800 millones de bicicletas en el mundo (la mayor parte de ellas en China), bien como medio de transporte principal o bien como vehículo de ocio.
Es un medio de transporte sano, ecológico, sostenible y muy económico, tanto para trasladarse por ciudad como por zonas rurales. Su uso está generalizado en casi toda Europa, siendo en países como Holanda, Suiza, Alemania, algunas zonas de Polonia y los países escandinavos uno de los principales medios de transporte. En Asia, especialmente en China y la India, es el principal medio de transporte.
Las bicicletas fueron muy populares en la década de 1890, en los años 50, 70, y ahora su uso nuevamente ha venido a crecer considerablemente en todo el mundo.
Contenido
1 Historia o 1.1 Antecedentes de la bicicleta moderna o 1.2 La draisiana o 1.3 La bicicleta de pedales
2 Usos 3 Clasificación general de bicicletas
o 3.1 La bicicleta doméstica o 3.2 La bicicleta de montaña o 3.3 La bicicleta de carreras o 3.4 La bicicleta de turismo o 3.5 La bicicleta plegable
4 Otros tipos de bicicletas o 4.1 Bicicleta reclinada o 4.2 Bicicletas para personas con capacidades especiales o 4.3 Bicicleta remolque o 4.4 Parientes de la bicicleta o 4.5 Bicicleta de lujo o 4.6 Aparatos inspirados en la bicicleta
5 Seguridad en la bicicleta o 5.1 Seguridad mecánica o 5.2 Equipo de protección o 5.3 Conducción
6 Anatomía de la bicicleta 7 Reparación 8 Complementos 9 Competiciones ciclistas 10 Véase también 11 Referencias 12 Bibliografía 13 Enlaces externos
Historia
Ciclista montado en un velocípedo en Cracovia, Polonia.
Como podemos observar en este modelo de los años 1900, el diseño del cuadro «diamante» o rombo se ha mantenido más de cien años.
Antecedentes de la bicicleta moderna
Pierre Lallement, Montado en su invención
En el Antiguo Egipto se fabricaron artefactos rudimentarios compuestos por dos ruedas unidas por una barra. También en China un artilugio muy similar, pero con ruedas hechas de bambú. En la cultura azteca, se han encontrado vestigios de lo que podría ser algo parecido a un vehículo con dos ruedas y que se impulsaba con un velamen. Las primeras noticias que se tienen sobre una bicicleta datan del año 1490, aproximadamente, en la obra Codex Atlanticus, de Leonardo da Vinci. En ellos puede verse un boceto de una bicicleta con transmisión de cadena impulsada por unos pedales, mismo método empleado por las actuales.
Se dijo que en 1790 el conde francés Mede de Sivrac había inventado en París el «celerífero», al que también llamaban «caballo de ruedas». Este consistía en un listón de madera, terminado en una cabeza de león, de dragón o de ciervo, y montado sobre dos ruedas. No tenía articulación alguna, y para las maniobras había que echar pie a tierra; esa misma rigidez hacía que todas las variaciones del terreno repercutieran sobre el cuerpo de
su montura. Sin embargo, el conde Mede Sivrac, inventor de célérifère, nunca existió. El personaje fue creado en 1891 por el periodista francés, especialista en la locomoción terrestre, Louis Baudry de Saunier ( 1865 - 1938 ). Para él, era más gratificante realizar una copia de la invención de Karl Drais para 1790 y atribuirlo a un francés, en su Historia General el velocípedo, que apareció en 1891.
La draisiana
La draisiana (ca. 1820) era el primer vehículo de dos ruedas dispuestas en línea, y el primer vehículo práctico de propulsión humana.
En 1817, el barón alemán Karl Christian Ludwig Drais von Sauerbronn inventó el primer vehículo de dos ruedas, al que llamó máquina andante (en alemán, laufmaschine), precursora de la bicicleta y la motocicleta. Esta «máquina andante» consistía en una especie de carrito de dos ruedas, colocadas una detrás de otra, y un manillar. La persona se mantenía sentada sobre una pequeña montura, colocada en el centro de un pequeño marco de madera. Para moverse, empujaba alternativamente con el pie izquierdo y el derecho hacia adelante, en forma parecida al movimiento de un patinador. Con este impulso, el vehículo adquiría una velocidad casi idéntica a la de un coche. Sus brazos descansaban sobre un apoyabrazos de hierro, y con las manos sostenía una vara de madera, unida a la rueda delantera, que giraba en la dirección hacia la cual quería ir el conductor.
Este invento estaba basado en la idea de que una persona, al caminar, desperdicia mucha fuerza por tener que desplazar su peso en forma alternada de un pie al otro. Drais logró crear este sencillo vehículo que le permitió al hombre evitar ese trabajo. Esta máquina, denominada inicialmente draisiana en honor a su inventor y posteriormente llamada más comúnmente velocípedo, evolucionó rápidamente.
El herrero e inventor francés Pierre Michaux también es considerado uno de los desarrolladores de la bicicleta moderna.
La bicicleta de pedales
La construcción de la primera bicicleta con pedales se atribuye al escocés Kirkpatrick Macmillan, en el año 1839. Una copia de la bicicleta de Macmillan se exhibe en el Museo
de Ciencias en Londres, Inglaterra. Macmillan nunca patentó el invento, que posteriormente fue copiado en 1846 por Gavin Dalzell de Lesmahagow, quien lo difundió tan ampliamente que fue considerado durante cincuenta años el inventor de la bicicleta.3
Cerca de 1890, el inglés John Boyd Dunlop (aficionado al ciclismo y creador de la empresa homónima) inventó una cámara de tela y caucho, que se inflaba con aire y se colocaba en la llanta. Para evitar pinchazos, Dunlop inventó además una cubierta también de caucho. Estos inventos de Dunlop casi no han sufrido variaciones significativas desde su invención.
«Cada vez que veo a un adulto sobre una bicicleta, no pierdo la esperanza para el futuro de la humanidad.»
H. G. Wells.4
EVOLUCIÓN DE LA BICICLETA
Usos
Las bicicletas han tenido y han sido empleadas para muchos usos:
Utilidad: transporte, bicicleta de conmutaje y bicleta utilitaria
Trabajo: reparto de correo, paramedicina, policía, mensajería, y distribución general. Recreativa: cicloturismo, bicicleta de montaña, BMX, fitness, bicicleta de época y juego,
aprendizaje y experimentación. Carreras : ciclismo en pista, criterium, rodillos de bicicleta y competición contrarreloj de
eventos multietapa (vueltas ciclistas) como el Tour de California, Giro d'Italia, Tour de France, la Vuelta a España, la Volta a Portugal, y otros.
Militar. Espectáculo: entretenimiento y actuación, ej. ciclismo artístico.
Bicicleta de conmutaje, para ir al trabajo, Ringstraße, Viena, Austria, 2005.
Transportando leche en Kolkata, India
Una bicicleta de mercancías en Amsterdam, Holanda
Un juguete, Abbottabad, KPK, Paquistán.
Clasificación general de bicicletas
Bicicleta doméstica holandesa.
Bicicleta para damas.
Bicicleta todo terreno aparcada en una calle de Barcelona.
Existen diversas modalidades deportivas, englobadas dentro del ciclismo, que se practican con este vehículo. La principal clasificación de las bicicletas toma en cuenta la función para la que están diseñadas, así los principales tipos de bicicletas son:
La bicicleta domésticaVéase también: Ciclismo urbano.
La bicicleta es el medio de transporte personal preferido por muchas personas en todo el mundo. 800 millones de bicicletas son utilizadas diariamente en el mundo, la mayoría son bicicletas domésticas y de paseo, también descritas como «bicicleta urbana» o City-bike (ver: bicicleta híbrida), dedicadas a todo tipo de usos cotidianos donde debemos enfrentarnos a muchos trayectos pequeños que se pueden recorrer cuatro veces más rápidos que a pie. Destaca su énfasis en la comodidad a costa del peso, con asiento y manubrio cómodos, sistemas de transmisión integrados en el propio buje, o de un solo cambio, guardabarros, además de contar generalmente con una o más canastillas para el transporte de objetos. También es común que tengan accesorios urbanos como timbre, candado, luces y retrorreflectores.
Las bicicletas tradicionales también están en auge en Europa, siguiendo el arquetipo del diseño clásico aunque con componentes modernos y ligeros. Entre estos se encuentran los modelos de Batavus, Gazelle, Kronan y Pashley entre muchos otros, que abundan en ciudades como Ámsterdam y Copenhague. Otro modelo que se encuentra en las grandes ciudades son las plegables como la también clásica Brompton, cuyos simpáticos y compactos diseños optimizan su utilización combinándola con el transporte público.
La bicicleta de montañaArtículo principal: Bicicleta de montaña.
La bicicleta de montaña o bicicleta todo terreno (BTT) es una bicicleta destinada para el ámbito deportivo en terrenos agrestes, por lo que la resistencia de sus partes es un punto principal, también lo es la protección de sus partes al lodo y la tierra, también cuenta con varias relaciones de transmisión para adaptar el pedaleo a las condiciones del terreno. Deportes practicados son el Cross-country, Enduro, Freeride y Descenso.
Bicicleta 29 : La bicicleta 29 o 29er (Two-niners, en inglés) son bicicletas de montaña que usan ruedas de 29 pulgadas.
La bicicleta de carreras
Bicicleta para pista.
Véase también: Ciclismo de competición.
Las carreras de bicicletas profesionales son uno de los deportes más duros del mundo. La bicicleta de carreras, comúnmente conocido como una «bicicleta de carretera», esta diseñada para la velocidad, una batalla corta, ángulos de asiento y frontales muy verticales, un eje pedalier alto, y muy poca curvatura en de la horquilla y donde la ligereza es importante, así mismo el manubrio tiene diseños particulares según tipo de competición para que el ciclista adopte posiciones aerodinámicas.
Tipos de bicicletas de carrera:
Bicicleta para carretera Bicicleta para ciclocrós Bicicleta para pista Bicicleta para el Tour de Francia Bicicleta para triatlón Bicicleta para Criterium
La bicicleta de turismoVéase también: Cicloturismo.
Las bicicletas de turismo para distancias largas y cargas pesadas están diseñadas para la comodidad. La estabilidad se ve incrementada por su larga batalla, que mantienen el peso equilibrado, además de contar con espacio para las alforjas delanteras y traseras y hacer cicloturismo, aunque algunos prefieren mantenerlas ligeras y llevar solamente un pequeño juego de herramientas y una tarjeta de crédito. Tan solo hace unos pocos años atrás, la bicicleta de turismo hubiera sido considerada una bicicleta de carreras en todo su principio.
Bicicleta plegable moderna de gama alta.
La bicicleta plegableArtículo principal: Bicicleta plegable.
La bicicleta plegable es una bicicleta que se puede hacer más pequeña doblándola en dos o más partes. Este tipo de bicicleta está diseñada para que cuando no esté en uso, pueda adquirir una forma que ocupe menos espacio, ya sea para fines de almacenamiento o transporte.
El hecho de poder plegarla hace que sea más fácil de transportar y guardar. Gracias a ello se puede guardar en casa o en el trabajo, se puede combinar su uso con el transporte público o se puede llevar en autocaravana, en barco o avión con más facilidad que una bicicleta tradicional.
La idea de una bicicleta plegable o desmontable es casi tan vieja como la bicicleta misma. Se dice que cada novedad tecnológica en el mundo de las bicis ya ha sido probada hace al menos cien años, y como prueba, tenemos el velocípedo, que existía en una forma así durante los años 1880 — se podía desmontar la rueda grande y plegar el cuadro para alojar la bici en una bolsa específica.
Recientemente, la popularidad de este tipo de bicicleta ha ido creciendo. Durante los años 1960, hubo un aumento de la demanda de bicicletas plegables con ruedas pequeñas. Los líderes fueron Moulton (aunque a pesar de tener ruedas pequeñas, sólo algunos modelos eran desmontables), y Brompton cuyo estilo en ambos capturó el humor de Londres durante esa época. Actualmente, la mayoría de bicicletas plegables o desmontables tienen ruedas menores que las de una bicicleta convencional, pero casi para cada tipo de bici, desde la bici doméstica de compras, hasta bicicleta de montaña, carreras, o incluso reclinada, se puede encontrar un diseño plegable.
La bicicleta plegable generalmente avanza más lentamente o corre menos que las convencionales debido a que tiene las ruedas más pequeñas o de menor pulgada, por lo que para avanzar los mismos metros que las de ruedas más grandes hay que dar más número de pedales.
En los años 70 fueron comunes las bicicletas infantiles o de paseo plegables, se trataba de bicicletas sencillas, generalmente sin marchas. En tiempos más recientes se ha desarrollado una industria de bicicletas plegables de altas prestaciones, con todo tipo de comodidades: cambios, suspensión, etc.
En el año 2006 Sir Clive inventó una bicicleta plegable A-bike con unas dimensiones minúsculas una vez plegada.
Otros tipos de bicicletasVéase también: Vehículo anfibio.
Bicicleta playera estilo California beach cruiser en California.
Bicicleta híbrida: la bicicleta híbrida apareció, con esa denominación, un poco después que las bicicletas todo terreno. Su estructura o cuadro combina características de la bicicleta de carretera y la de montaña. Las híbridas suelen venir con ruedas 622 mm (700C) como las bicicletas de carretera/turismo, pero con neumáticos más anchos de 35-40 mm, más estrechos que en las de montaña pero más anchos que en las de carretera. La horquilla de suspensión, en caso de llevarla, no está tan reforzada como en las BTT. En general pesan menos que estas últimas y sus componentes no son tan resistentes. Están diseñadas para un uso en caminos tranquilos o la ciudad, por lo que suelen también equipar luces y otros elementos de seguridad y de utilidad como portabultos.
Bicicleta playera : las playeras descienden de las bicicletas introducidas en 1933 por Ignaz Schwinn en Chicago, modelos de una sola marcha con neumáticos anchos, similares a las motocicletas, pesadas y poco prácticas a menos que se conduzcan en áreas llanas como a lo largo de las costas y playas. Curioso también que de estas mismas, combinadas con las BMX, a mediados y finales de 1970 en la década pasada, en Marin County, California, nació la bicicleta de montaña.
Bici doble (Tándem).
Tándem : los tándems aportan al ciclismo una nueva dimensión de disfrute y de rendimiento mecánico ya que con el doble de potencia humana pero la misma área frontal exalta la potencia/peso, dos ciclistas bien coordinados en un tándem pueden avanzar más rápido y más lejos que uno solo. El ciclista delantero decide la dirección y controla las
marchas. El resto de los ciclistas se limitan a pedalear coordinadamente. El diseño de tándem más común es el de dos plazas, aunque también existen algunos con tres plazas o más.
BMX : es una bicicleta de cuadro y ruedas de diámetro pequeño. El tamaño de sus ruedas más común es de 20" y está destinada principalmente a acrobacias y competiciones de velocidad con saltos, normalmente no cuenta con cambio de velocidades, sino con una relación fija.
Triciclo de reparto.
Bicicleta de reparto : particularmente usadas en los Países Bajos. Se caracterizan por tener el cuadro reforzado con una segunda barra superior para aportar más rigidez a la estructura de la bicicleta. Además del trasportín trasero tienen una parrilla delantera donde cargar la mercancía. Algunas disponen de un cajón delantero, por lo que tienen mayor capacidad de carga, pero son más pesadas.
Bicicleta de bambú.
Bicicletas de tecnologías sustentables: Los modelos de bicis realizados en materiales no convencionales, como bambú, plástico y cartón, entre otros, se multiplican. Son amables, sustentables y con conciencia social. Cada vez más personas están buscando una alternativa de movilidad amigable con el ambiente. Tienen las características de ser silenciosas, fuertes, seguras, elegantes, livianas y vistosas. Véase también: Diseño sostenible
Triciclo : bicicletas de tres ruedas. Son muy estables y se utilizan para llevar niños pequeños o ir de compras y para discapacitados con problemas de coordinación y equilibrio.
Cuatriciclo : bicicletas de cuatro ruedas y doble pedal para discapacitados psíquicos que suelen ir con un monitor o acompañante.
Bicicleta para niños : La bicicleta ayuda al niño que desarrolle la coordinación física mientras experimenta la libertad y el movimiento.
Bicicleta reclinada de competición.
Bicicleta reclinada
La bicicleta reclinada o recumbente (recumbent en inglés), es un tipo de bicicleta muy baja en la que el ciclista adopta una posición más cómoda (sobre todo) pero también más aerodinámica, por lo que en terreno llano o favorable es más veloz que la bicicleta clásica, pedaleando con el cuerpo casi en posición horizontal respecto al suelo. La rueda delantera suele ser más pequeña que la trasera. Su coste es muy elevado porque se suelen hacer por encargo a medida del ciclista. En algunos casos está cubierta por un carenado que suele ser de fibra de vidrio. Hay triciclos similares.
Bicicletas para personas con capacidades especiales
Bicicleta de mano de competición.
Bicicleta de mano : Se trata de un tipo de bicicleta de tres ruedas que se propulsa, se dirige y se frena con los brazos. Está indicado para todos aquellos que tengan algún tipo de discapacidad en las extremidades inferiores y/o en el tronco: lesionados medulares (parapléjicos y algunos tetrapléjicos), amputados, polio etc. Es decir, para quienes, debido a algún tipo de discapacidad en las piernas y/o en el tronco, no puedan llevar una bicicleta propulsado por las piernas. Existen muchos modelos: de montaña, de paseo, y de competición. Igual que ocurre con la bicicleta genérica, se utilizan estas bicicletas para el transporte, el ocio, o la competición.
Tándem para personas con discapacidades visuales: El tándem está indicado para personas que necesitan de un acompañante que los guíe.
Triciclo (o cuadriciclos): El triciclo es una bicicleta de tres ruedas especialmente indicada para aquellas personas que tengan problemas de coordinación y/o equilibrio. Igual que la bicicleta genérica se propulsa con los pies y se dirige con los brazos. Según los modelos, se pueden muchos accesorios que se adaptan a las necesidades específicas del usuario: sistemas de control de tronco, manillares especiales, manillar suplementario para que, en caso necesario, el acompañante pueda ayudar a dirigir el triciclo, etc.
Bicicleta doméstica con bicicleta remolque.
Bicicleta remolque
La bicicleta remolque o bicicleta portaniños es una herramienta ideal para dejar aparcado el coche, llevar a los niños al colegio a diario y hacer ejercicio. Muy cómoda y práctica, ideal para niños de 6 a 10 años, demasiado grandes para el asiento trasero, la bicicleta remolque va enganchada a un bastidor especial que puede acoplarse a la parte de atrás de cualquier bicicleta normal.5
Parientes de la bicicleta
Otros medios de transporte similares a la bicicleta, pero que se diferencian por su número de ruedas:
Monociclo , con una rueda. Triciclo , con tres ruedas: para niños muy pequeños; les permite aprender a moverse con
un medio de transporte con bastante seguridad. Cuatriciclo : Se trata de bicicletas con cuatro ruedas, doble asiento, doble manillar y doble
pedal. El acompañante puede ayudar o sencillamente dirigir el cuadriciclo (anulando una de las dos direcciones).
Bicicleta de lujo
Recientemente marcas como Ferrari, Porsche, o BMW lanzaron al mercado sus propios modelos de bicicletas. Cada uno diseñó sus versiones de bicicletas de paseo, mountain bike, o cross country. MacLaren y Maserati han mostrado sus prototipos en salones de autos europeos. 6
Aparatos inspirados en la bicicleta
Bicicleta estática o para ejercicios: Es una máquina de ejercicios con un disco que es accionado a través de unos pedales y con un sistema de fricción cuya fuerza puede regularse para simular pendientes. Habitualmente dispone de un medidor de velocidad y uno de kilometraje. Los más sofisticados tienen contador de pulsaciones y hacen cálculos estimativos de las calorías gastadas en el ejercicio además de registrar los datos en una memoria.
Bicicleta generadora de electricidad: Bicicleta estática que permite obtener energía eléctrica del pedaleo.7
Seguridad en la bicicleta
Estacionamiento de bicicletas.
El riesgo inherente de ir en bicicleta es muy bajo. De los 3,5 millones de ciclistas regulares en el Reino Unido, aproximadamente 10 mueren en accidentes que no implican a otros vehículos.8 En cuanto a la circulación en carretera, según el Departamento de Transporte del Reino Unido los ciclistas británicos tienen una tasa de muertes y heridas graves por millón de kilómetros recorridos en bicicleta que es la mitad de la de los motociclistas y 8 veces la de los automovilistas.9
La seguridad en la bicicleta implica diversos aspectos. El tipo de bicicleta que tengamos determina en buena medida el uso específico que vayamos a darle y, por lo tanto, la seguridad puede sufrir variaciones. Otro factor determinante es el terreno donde conduzcamos: las normas de seguridad en una ciudad serán diferentes a las que existen en un descenso a través de una montaña.
Hay que distinguir y separar los siguientes aspectos en cuanto a la seguridad: mecánica, equipo de protección y conducción.
Seguridad mecánica
Para el uso de una bicicleta destinada para el ámbito deportivo, el casco es un elemento de seguridad que es obligatorio. Frecuentemente también se utilizan gafas de seguridad y guantes.
Para un uso seguro de una bicicleta, ésta debe estar en buen estado. El punto más importante a considerar es el sistema de frenos, ya que sin éste puede ocurrir fácilmente un accidente. Otros aspectos mecánicos importantes incluyen componentes en mal estado o mal colocados que pueden fácilmente fracturarse, doblarse o desprenderse originando un accidente, entre los accidentes más peligrosos por fallas mecánicas están los que implican que entre los radios de alguna llanta se atore un desviador u otro elemento, que se frene súbitamente una llanta por un cable flojo o que se desmonte una llanta en medio de un salto. Por lo anterior la mecánica de la bicicleta y su mantenimiento es importante en la seguridad del ciclista (véase la sección de mecánica).
Equipo de protección
La protección en bicicleta puede agruparse en dos: protección personal y accesorios de seguridad en la bicicleta.
El casco de ciclismo es un elemento de seguridad pasiva que supuestamente contribuye a disminuir la incidencia y la intensidad de traumatismos craneoencefálicos. Mientras algunos estudios de caso-control 10 11 han demostrado una reducción en traumatismos entre un 39 y un 85%, numerosos otros estudios estadísticos han expuesto una falta de relación entre el uso del casco y la incidencia de traumatimos y algunos incluso sugieren que el uso del casco hace más probable las colisiones con otros vehículos.12
Hay desacuerdos respecto a si el uso del casco debe ser obligatorio. La principal oposición a que el uso del casco sea obligatorio parte de la idea de que tal medida podría desalentar el uso de la bicicleta o a que una falsa sensación de seguridad incite a los ciclistas a conducir con menos precaución.13 La obligación del uso de casco de protección para ciclistas varía de unos países a otros. La primera ley que obligaba el uso de casco al circular en bicicleta fue aprobada en 1990, tras 10 años de promoción del uso del casco, en el estado de Victoria (Australia). Algunos países en los que se obliga al uso del casco en diversas circunstancias son Australia, Canadá, Chile, Estados Unidos, Nueva Zelanda, España, Finlandia, Islandia y la República Checa. En algunos casos estas obligaciones están dirigidas exclusivamente a
los menores a una determinada edad o a la circulación en vías exteriores al casco urbano.14 En el caso de España, la legislación obliga a utilizar casco homologado o certificado al circular con una bicicleta en vías interurbanas, ya sea como conductor o como acompañante, exceptuando dicha obligación en rampas ascendentes prolongadas, o por determinadas razones médicas acreditables o en condiciones extremas de calor.15
Otros equipos de protección personal dependen de la actividad particular, siendo los más comunes las rodilleras y coderas para el ciclista de BTT, BMX o Biketrial. También es recomendado el uso de guantillas para mejorar la comodidad de conducción y para evitar abrasiones en las manos en caso de caídas
En cuanto a los accesorios de seguridad para la bicicleta dependen del tipo de ciclismo que se haga. Así una bicicleta de ruta podrá hacer uso de un «sacaclavos», una bicicleta para la ciudad de faros, timbre o timbre y espejo. Para uso de ciudad, el guardabarros es muy útil para mantener la limpieza del ciclista al emprender la ruta después de la lluvia.
Policía danesa en bicicleta.
Conducción
Las ciclovías suelen ser exclusivo para ciclistas.
El elemento común a todo ciclista en cuanto a su seguridad en la conducción es haber aprendido a montar correctamente y no distraerse. Dividamos la seguridad en la conducción según el tipo de ciclismo de que se trate. Si bien la conducción de una bicicleta es común a todos los tipos, existen aspectos técnicos particulares en cada tipo de bicicleta así como en cada medio donde se ruede.16
Se destaca la conducción en carreteras, en campo y caminos así como en el medio urbano. Cada uno de los aspectos anteriores implica cuidados distintos. Es habitual que en vías interurbanas se tenga que circular por el arcén (o banquina) de las mismas, en el caso de que exista. En autovías también suele existir la misma regla, además de que en España sólo podrán circular por ella los conductores mayores de 14 años.17
En cuanto al medio urbano tenemos que cada vez es más usual que se habiliten ciclovías para incrementar la seguridad de los ciclistas. Dichos carriles suelen ser de uso exclusivo para ciclistas, vehículos de discapacitados y patinadores. En algunos lugares, como por ejemplo en España y Colombia, en vías interurbanas, es obligatorio circular con casco. Otras formas de protección son los guantes de cuero, rodilleras y coderas; estos últimos complementos se utilizan especialmente en modalidades de ciclismo de alto riesgo. Además, en Suiza, es obligatorio que la bici esté cubierta por una póliza de muy bajo coste para poder circular.
Consejos de seguridad para ciclistas
Conduce ocupando tu carril en ciudad, si circulas pegado a la derecha puedes chocar con coches y peatones que se asoman, puertas de coches que se abren o ser adelantado sin mantener una distancia de seguridad. Hazte respetar en la calzada.
Conduce de forma predecible — Sigue las mismas trayectorias que los vehículos de motor sin zigzaguear.
Avisa antes de moverte o detenerte — Las señas con las manos permiten a los demás saber lo que vas a hacer.
Mira hacia atrás – Aprende a ver sobre tu hombro sin mover el manillar o perder el equilibrio. El uso de espejos es una opción.
Obedece los señalamientos de tránsito (semáforos, señales y carriles) — Los ciclistas deben seguir las reglas de tránsito como cualquier otro vehículo.
Sigue los carriles marcados — No gires a la izquierda desde el carril derecho. No sigas de frente en un carril exclusivo para girar a la derecha. Toma tu carril oportunamente.
Circula por tu derecha — Siempre por la derecha en el sentido del flujo vial. Ir en contra del flujo vial, además de constituir una infracción grave, es muy peligroso.
Toma las calles e intersecciones con precaución, mirando bien antes la situación de los peatones o de otros vehículos.
En ciudad intenta circular por calles tranquilas, evitando ir por la acera. Es muy importante informarte de la normativa del lugar por la que conduces, ya que no
existe una normativa común como sucede con otros vehículos.
Anatomía de la bicicleta
Diagrama de los componentes de una bicicleta.
Existen diferentes tipos de bicicletas, pero básicamente todas son similares, aunque los componentes difieran en calidad, diseño y peso, así como en la agilidad y modalidad de uso. En orden de importancia, una bicicleta está formada por los siguientes componentes:
Cuadro : El más común, es en forma de rombo, también llamado de diamante o de doble triángulo. Los clásicos eran de hierro o acero; hoy en día, cuando es acero el cromo-molibdeno se denomina «Cro-Moly» o «Cromoly». También pueden ser de aluminio o de titanio, o incluso de fibra de carbono entre otros materiales.18
Horquilla : Pieza formada por el tubo de dirección que sujeta el buje de la rueda delantera; puede ser fija o con suspensión.
Ruedas : Después del cuadro, las ruedas son el elemento de mayor importancia para el rendimiento de la bicicleta.
Neumático : El neumático es parte de la rueda y son la combinación de un cubierta protectora, una cámara inflable y la llanta que le da rigidez y sirve de estructura al eje de rodadura de la bicicleta.
Transmisión : Incluye los cambios de marcha externos tipo desviadores (dérailleur) delanteros y traseros y cambios internos en el buje de la rueda trasera, ambos manejados por palancas de cambio.
Palanca de cambio : Cambiadores de marchas incluyen cambiadores de puño y cambiadores de pulgar entre otros.
Pedal.
Frenos : Incluye las palancas de freno y sistemas de frenos. Potencia : La potencia (o tija del manillar), en conjunto con la horquilla delantera, son los
componentes de una bicicleta que proporcionan una interfaz entre sí con el tubo frontal del cuadro.
Manillar : Los manillares varían entre una anchura de 52,5 a 60 cm (21 a 24 pulgadas), los anchos permiten un control a velocidades bajas mientras los estrechos son mejores para velocidades altas, los estrechos además son convenientes en la ciudad para escurrir entre los automóviles. Un tipo de manillar se denomina «cola de ballena». Se distingue de los demás en que carece de los extremos libres que caracterizan al manillar tradicional.19
Sillín : De los sillines existentes en el mercado, unos son delgados y ligeros para reducir el peso mientras otros modelos anatómicos están diseñados para el confort.
Tija de sillín : Se denomina tija al tubo de soporte del sillín.
Reparación
Llave para radios. Cada una de las aberturas de la parte inferior tienen asociado un número el cuál se corresponde a un tipo determinado de cabezal de radio.
Herramientas básicas para reparación de una bicicleta. 1) Llave inglesa. 2) Palancas para desmontar. cubiertas. 3) Estuche de parches para reparar cámaras. 4) Llave para radios. 5) Llaves de tubo de 8, 9 y 10 mm. 6) Puntas de destornillador planas y de estrella. 7) Llaves Allen de 4, 5 y 6 mm. 8) Destornillador de puntas intercambiables.
Eje de rueda de tornillo. Los elementos principales se colocan de forma simétrica a ambos lados. De izquierda a derecha: tuerca con superficie ampliada de soporte, tuerca para tope del cono, cono con cubrepolvo y coronilla.
Del conocimiento sobre la reparación de una bicicleta y su ajuste dependerá en muchos casos el bienestar del ciclista. Es necesario conocer los elementos mecánicos que componen una bicicleta para poder repararla y ajustarla.
En concreto es imprescindible ser capaz de reparar un pinchazo de la cámara (o al menos de cambiarla), ajustar las alturas de sillín y manillar, enderezar la dirección, tensar los frenos y enganchar la cadena. Todas estas operaciones se pueden realizar con herramientas sencillas y comunes.
Otras operaciones requieren herramientas especializadas. Para montar y desmontar los eslabones de una cadena se usa el tronchacadenas o cortacadenas.
Los pedales se desmontan con una llave especial que viene a ser una llave plana, pero de menor espesor y con un brazo largo, además el pedal izquierdo tiene rosca a izquierdas.
Hay llaves similares a las de pedales para ajustar el buje, pues las ruedas de bicicleta en lugar de llevar rodamientos rígidos de bolas suelen llevar rodamientos de bolas de contacto angular. Es necesario ajustar la presión del cono, para que no quede suelto ni frenado.
En las bicicletas de cambios externos, se requiere de una llave especial para desmontar el cassette de piñones de la rueda trasera. Además hay varios tipos diferentes, según el fabricante de buje.
Para cambiar o ajustar un radio (rayo en Latinoamérica) de una rueda se usa una llave especial. Para ajustar una rueda y evitar que esté alabeada, ovalada o descentrada; y también para montarla de cero, se usa, además un banco de ruedas, aunque se pueden hacer ajustes aproximados usando la horquilla de una rueda.
La forma más común de adaptar una bicicleta a una persona es mediante la altura del asiento o sillín. Éste está fijado a la tija, un tubo que va apretado en el cuadro de la bicicleta. Cuanto más alta sea la persona más alto deberá estar el asiento. Sin embargo, las dimensiones del cuadro son también importantes para una posición de conducción adecuada.
Complementos
Bicicleta con suspensión y freno de disco.
Los estacionamientos para bicicletas son fundamentales. Acá los tipo Davis, ciudad famosa mundialmente por la cantidad de viajes en Bicicletas
Bomba de aire , también conocida como inflador, hinchador o bombín. Alforjas , canastas y otros recipientes para cargar pequeñas mercancías. Asiento trasero/delantero para niños. «Calapiés» o rastrales, correas asidas a los pedales para una mayor sujeción de los pies. «Cuernos de cabra o toro», suplementarios en los manillares para escalada o competición
contra reloj. Porta-botellines o portabidón en el triángulo para llevar la bebida, generalmente en un
botellín de plástico. Reflectores, en los cantos de los pedales o bajo la parte trasera del sillín, en las ruedas, en
el transportín; los delanteros son blancos y los traseros rojos. Alumbrado eléctrico delantero blanco y trasero rojo; variante con dinamo. Ruedas de ayuda o estabiciclos, para aprender a montar en bicicleta. Bolsa de herramientas bajo el sillín o triángular en el cuadro para reparaciones básicas,
con llaves Allen. Los portaequipajes nos permite colgar las alforjas. Caballete o pata de cabra. Timbre o bocina. Vagón/remolque para cargar mercancía. Vagón/remolque para llevar a los niños. En algunos países y para bicicletas de niños, es obligatoria la instalación de un banderín
alto que haga más visible la bicicleta. Casco , para protección de la cabeza del ciclista. Ordenador, para monitorizar diversos parámetros de la marcha como velocidades,
tiempos, frecuencia cardiaca...
Competiciones ciclistas
Esta es una lista no exhaustiva de algunas de las principales competiciones ciclistas profesionales:
Tour de Francia Giro de Italia Vuelta a España París-Roubaix Tour de Flandes Lieja-Bastogne-Lieja
Milán-San Remo Giro de Lombardía París-Tours Amstel Gold Race Flecha Valona Clásica de San Sebastián
Véase también
Bicicleta de entrenamiento sin pedales Bicicleta eléctrica Bicitaxi EuroVelo Ciclovía Cambio climático Ciclomotor
Masa Crítica Federación europea de ciclistas Portabicicletas Récords de velocidad en bicicleta Tándem
Índice interactivo de parámetros para bicicleta
Referencias
1. ↑ Herlihy, David V. (2004). Bicycle: The History. Yale University Press, pp. 200–250. ISBN 0-300-10418-9.
2. ↑ Pasatiempo saludable sobre dos ruedas3. ↑ (en inglés) Ficha biográfica BBC. Consultado el 29 de septiembre de 2012.4. ↑ Gilbert King, The Bicycle – Boneshakers, Highwheelers, and Other Celebrated Cycles –
Texto: Ingles – Editor: Running Press, London, Philadelphia, (2002) – www.runningpress.com – ISBN 0-7624-1262-3 / ISBN 978-0-7624-1262-4
5. ↑ Bicicleta remolque6. ↑ http://www.lanacion.com.ar/1510701-ahora-el-lujo-tambien-anda-en-bicicleta7. ↑ Bicicleta generadora de electricidad8. ↑ Gilbert K, McCarthy M. Deaths of cyclists in London: the hazards of motor traffic. BMJ
1994;308:1534–15379. ↑ "Motorcyclists have an especially poor safety record when compared to other road user
groups. Their killed and serious injury (KSI) rate in the UK, per million vehicle kilometres, is approximately twice that of pedal cyclists and over 16 times that of car drivers and passengers.". Road Safety Research Report No. 54. In-depth Study of Motorcycle Accidents
10. ↑ www.cochrane.org Macpherson A, Spinks A (2007). Legislación sobre la utilización del casco de ciclista para estimular su uso y prevenir los traumatismos craneoencefálicos, en Revisiones Cochrane
11. ↑ [1]12. ↑ [2] University of Bath, Estudio publicado en Accident Analysis and Prevention13. ↑ www.ccub.orgECF (1998) Aumentar la seguridad en bicicleta sin implantar el uso
obligatorio del casco para ciclistas], Federación de ciclistas europeos14. ↑ www.paho.org Intervenciones «Informe mundial sobre prevención de los traumas
causados por el tránsito»15. ↑ www.boe.es Ministerio de la Presidencia (23/12/2003) REAL DECRETO 1428/2003, de
21 de noviembre, por el que se aprueba el Reglamento General de Circulación para la aplicación y desarrollo del texto articulado de la Ley sobre tráfico, circulación de vehículos de motor y seguridad vial, aprobado por el Real Decreto Legislativo 339/1990, de 2 de marzo], BOE n.º 306, España.
16. ↑ www.ccub.org ECF (1998) Aumentar la seguridad en bicicleta sin implantar el uso obligatorio del casco para ciclistas, Federación de ciclistas europeos - Consultado el 2012-06-02
17. ↑ Reglamento de circulación - España18. ↑ Pedalea por la red: la bicicleta19. ↑ Guide handle for a manually steered machine, Patent Storm (inglés)
Bibliografía
Richard Grant / Richard Ballantine, El Gran Libro de la Bicicleta – Texto: Español – Editor: El País, Aguilar. Madrid (1992) – ISBN 84-03-59182-9
Pryor Dodge, The Bicycle – Texto: Inglés – Editor: Flammarion. Paris / New York (1996) – ISBN 2-08-013551-1 / ISBN 978-2-08-013551-3 – (Sitio web de Pryor Dodge: www.pryordodge.net)
La colección de bicicletas de Pryor Dodge - Vistazo virtual de la colección de las bicicletas del autor en que se basa el bellamente ilustrado libro, The Bicycle.
J. Dekoster, U. Schollaert, en bici, hacia ciudades sin malos humos – Texto: Español – Editor: Oficina de Publicaciones Oficiales de las Comunidades Europeas. Luxemburgo (2000) - ISBN 92-828-5721-2
en bici, hacia ciudades sin malos humos - Versión de Internet del libro. (pags 1 - 31).pdf
http://es.wikipedia.o
rg/wiki/Bicicleta
AlternadorSaltar a: navegación, búsqueda
Alternadores de principios del siglo XX en una central hidroeléctrica de Budapest.
Alternador de un automóvil seccionado: en azul las masas polares inductoras (rotor), en rojo las bobinas del inducido (estátor), a la derecha la polea de arrastre por correa con ventilador de refrigeración, a la izquierda la placa de diodos de rectificación y excitación.
Un alternador es una máquina eléctrica, capaz de transformar energía mecánica en energía eléctrica, generando una corriente alterna mediante inducción electromagnética.
Los alternadores están fundados en el principio de que en un conductor sometido a un campo magnético variable se crea una tensión eléctrica inducida cuya polaridad depende del sentido del campo y su valor del flujo que lo atraviesa.
Un alternador es un generador de corriente alterna. Funciona cambiando constantemente la polaridad para que haya movimiento y genere energía. En España se utilizan alternadores con una frecuencia de 50 Hz, es decir, que cambia su polaridad 50 veces por segundo.
Contenido
1 Características constructivas o 1.1 Inductor o 1.2 Inducido
2 Fundamento físico 3 Notas
Características constructivas
Un alternador consta de dos partes fundamentales, el inductor (no confundir con inductor o bobina, pues en la figura las bobinas actúan como inducido), que es el que crea el campo
magnético y el inducido que es el conductor atravesado por las líneas de fuerza de dicho campo magnético.1
Figura 1.- Disposición de elementos en un alternador simple de excitación permanente con dos pares de polos
Inductor
El rotor, que en estas máquinas coincide con el inductor, es el elemento giratorio del alternador, que recibe la fuerza mecánica de rotación.
Inducido
El inducido o estator, es donde se encuentran una serie de pares de polos distribuidos de modo alterno y, en este caso, formados por un bobinado en torno a un núcleo de material ferromagnético de característica blanda, normalmente hierro dulce.
La rotación del inductor hace que su campo magnético, formado por imanes fijos de elio, se haga variable en el tiempo, y el paso de este campo variable por los polos del inducido genera en él una corriente alterna que se recoge en los terminales de la máquina.
Fundamento físico
El flujo magnético (Φ) a través de cada espira de las bobinas que constituyen el inducido tiene por valor el producto de la intensidad de campo (B), por la superficie de la espira (s) y por el coseno del ángulo formado por el plano que contiene a esta y la dirección del campo magnético (cos φ), por lo que el flujo en cada instante será:
Como por otra parte tenemos que siempre que se produce una variación del flujo magnético que atraviesa a una espira se produce en ella una F.E.M. (E) inducida cuyo valor es igual a la velocidad de variación del flujo, por tanto tendremos que,
El signo menos delante de E expresa que, según la Ley de Lenz, la corriente inducida se opone a la variación del flujo que la genera.
Si la fuerza electromotriz inducida en una espira es igual a E, la fuerza electromotiz total (ETOT) es igual a:
siendo n el número total de espiras del inducido.
La frecuencia de la corriente alterna que aparece entre los terminales de la máquina se obtiene multiplicando la velocidad de rotación (número de vueltas por segundo) del inductor por el número de pares de polos del inducido (en el caso ilustrado, 2).
http://es.wikipedia.org/wiki/Alternador
domingo, 18 de diciembre de 2011
La electricidad: un contaminante desconocido e invisible
Nuestro hogar está invadido por enseres eléctricos (electrodomésticos) que nos facilitan la vida. Sin ellos tal vez no podríamos hacer muchas cosas, y sin la energía eléctrica que los hace funcionar tampoco. ¿Pero, qué sabemos de esa fuerza invisible que nos rodea, que corre a través de pisos, techos y paredes?
La mayoría de nosotros no pensamos en la
electricidad, en cómo funciona o detalles
relacionados; solo nos preocupamos por ella
cuando no está disponible. La electricidad o los
campos eléctricos resultantes de ella pueden
ser los causantes de trastornos de la salud sin
que nos demos cuenta. Esto se conoce como
contaminación eléctrica doméstica.
Causas de la contaminación eléctrica en el
hogar
Cableado eléctrico deficiente
Este tipo de contaminación puede ser causado
por deficiencias en el cableado eléctrico,
instalaciones defectuosas, falta o deficiencia de
la toma de tierra de la residencia. También
ocurre por una alta tensión eléctrica,
particularmente en instalaciones de corriente
alterna de 220 voltios. Esta tensión ocasiona
una liberación de electrones que pueden
moverse a través de las paredes y pisos, y
utilizan materiales metálicos y plastificados
como conductores, llegando al aire y a nuestros
cuerpos.
Trastornos en la salud
Dolor de cabeza
Irritabilidad
El cuerpo humano funciona también con
electricidad y al interactuar con la electricidad
de nuestro entorno podría afectar el
funcionamiento fisiológico causándonos
trastornos en el organismo. Se ha relacionado
la contaminación eléctrica a una serie de
condiciones que están afectando la salud de los
seres humanos. Algunas de ellas son: el
insomnio, dolores de cabeza, nerviosismo,
tensión muscular, irritabilidad, fatiga,
problemas de concentración, estrés, depresión;
hasta la pérdida de cabello se ha asociado a
esta contaminación. Esto es debido a la
exposición prolongada a estos campos
eléctricos. Las personas que pasan mucho
tiempo en sus residencias, como las amas de
casa, los ancianos o los niños están más
expuestos a sufrir de estos trastornos.
En muchos casos, debido a que este tipo de
contaminación no ha sido muy estudiada, y por
lo tanto, desconocida por mucha gente, se
hacen diagnósticos médicos equivocados,
cuando en realidad el problema es la
contaminación eléctrica.
A la hora de dormir
Electrodomésticos
El tiempo que pasamos en nuestros dormitorios
podría ser hasta una tercera parte del día, por
lo que es importante utilizar ese tiempo para
descansar y recargar energías. Pero a veces eso
no sucede, nos levantamos más cansados,
irritados, con dolor de cabeza, por no haber
dormido bien. Es posible que los campos
eléctricos en la habitación estén causándonos
estos problemas. Debemos considerar entonces
la cantidad de electrodomésticos que duermen
con nosotros, cada uno de ellos emitiendo
electricidad en mayor o menor grado,
contaminando la habitación eléctricamente.
¿Cómo detectar la contaminación eléctrica
y qué podemos hacer?
Detector de campos eléctricos
Para determinar si su vivienda esta sufriendo
de contaminación eléctrica, puede consultar
con un experto electricista que mida las
emisiones eléctricas de su casa. También puede
conseguir en algún establecimiento comercial
detectores de campos eléctricos que puedan
darle una idea de las condiciones de su sistema
eléctrico.
Desconectar electrodomésticos
Si encuentra que los niveles de emisión de
electricidad son altos, debe corregir los
problemas de su instalación eléctrica lo antes
posible. Si por factores económicos le es
imposible o un poco difícil, una alternativa es
desconectar los electrodomésticos a la hora de
dormir. Incluso los que no use con frecuencia
en la casa también debe desconectarlos. Puede,
desde el panel principal de electricidad de la
residencia desconectar algunas áreas de la casa
disminuyendo así la contaminación eléctrica en
la misma.
Cuando los niveles de emisión de los campos
eléctricos bajan, los trastornos asociados a la
contaminación eléctrica pueden disminuir o
hasta desaparecer. Pero recuerde, la exposición
prolongada a esta contaminación puede traer
trastornos más serios. Así que, a atacar el
problema y a dormir bien.
Este artículo es el tercero de una serie de 4
artículos relacionado con los
contaminantes del hogar que afectan la
salud. Ver primero: Contaminante biológicos en el hogar
Ver segundo: Contaminantes químicos en el hogar afectan tu
salud
Ver cuarto: Contaminantes de nuestro hogar: cómo reducirlos o
eliminarlos
http://gavetasdemiescritorio.blogspot.com/2011/12/la-electricidad-un-contaminante.html
Energía y contaminaciónFuentes energéticas renovables o alternativas. Lluvia ácida, capa de ozono y efecto invernadero
Índice general:
Introducción - Pág. 1
1. Clases de energía - Pág. 2
2. Fuentes de energía - Pág. 3
3. Contaminación - Pág. 6
3.3.1. La lluvia ácida - Pág. 8
3.3.2. La capa de ozono - Pág. 14
3.3.3. El efecto invernadero - Pág. 20
4. Opinión personal - Pág. 24
5. Bibliografía - Pág. 24
Índice, 3.3.1. La lluvia ácida:
Introducción - Pág. 8
a) Formación - Pág. 9
b) Zonas - Pág. 9
c) Daños - Pág. 10
d) Como solucionarlo - Pág. 12
Introducción:
¿Qué es energía?
a) Potencia activa de un organismo; virtud para obrar o producir un efecto.
b) Vigor.
c) Fuerza de voluntad, tensión en la actividad.
d) Física y química: Capacidad que tiene la materia de producir trabajo en forma de movimiento, luz, calor etc.: energía atómica o nuclear, la liberada por la desintegración de los núcleos o los átomos; energía cinética, la que posee un cuerpo en virtud de su movimiento; energía radiante, la que a partir de un punto de origen se manifiesta en todas sus direcciones; energía renovable, la obtenida de fuentes naturales inagotables como el sol, el viento, etc.: energía solar, la producida por el sol y captada por un dispositivo receptor que concentra os rayos solares convirtiéndolos en flujo constante de la electricidad.
1. Clases de energía:
Las energías están divididas en las que se pueden renovar y las que no:
a) Energía renovable:
También llamada energía alternativa o blanda, este término engloba una serie de fuentes que en teoría no se agotan con el paso del tiempo. Estas fuentes serían una alternativa a otras tradicionales y producirán un impacto ambiental mínimo, pero que en sentido estricto ni son renovables: hidráulica, solar, eólica, maremotriz y de la biomasa.
b) Energía no renovable:
Este término engloba una serie de fuentes que se encuentran en cantidades limitadas, sus reservas disminuyen, hasta desaparecer, al consumirlas: carbón, petróleo, gas natural, energía nuclear y energía geotérmica
2. Fuentes de energía:
a) Fuentes de energía renovable:
a.1) Energía hidráulica o hidroeléctrica:
Tiene a favor el gran desarrollo de su tecnología y su elevado rendimiento de conversión. Entre sus desventajas hay que mencionar la carestía del transporte (las centrales están lejos de los consumidores) y los efectos negativos sobre el entorno (erosión del suelo, alteración del régimen de los ríos). En la actualidad solo se utiliza el 17% del potencial hidroeléctrico mundial, cifra que podría llegar a 32% en el año 2000.
a.2) Energía solar:
La energía solar que recibe el hombre durante un cierto tiempo representa unas10000 veces el consumo actual del hombre en ese mismo tiempo. Esta energía es cara y difícil de captar , concentrar y conservar. Su forma de aplicación más interesante es la de la calefacción domestica.
a.3) Energía eólica:
Utiliza el viento, es poco interesante. Serían necesarios un millar de motores eólicos con unas palas y alturas determinadas para conseguir una energía eléctrica de 100 MW. Este tipo de energía puede servir, como de hecho lo hace, para extraer el agua de los pozos, aunque su desarrollo viene condicionado por las sujeciones de la explotación y las molestias (ruidos).
a.4) Energía biomásica:
Puede ser utilizada de dos formas: aprovechando directamente la leña y la madera como combustible o transformando química o biológicamente ciertas especies de vegetales en materiales combustibles.
a.5) Energía mareomotriz:
Aprovecha el movimiento de las mareas. Se estima que, a nivel mundial se podría totalizar un potencial energético de un orden de 60000 a 70000 MW.
b) Energía no renovable:
b.1) Energía geotérmica:
Se basa en el calor que sale de las profundidades de la Tierra, que transmite por conducción hasta su superficie. La geometría de alta energía utiliza yacimientos de distintos tipos.
b.2) Energía nuclear:
Explota la fisión de los núcleos pesados de uranio235 o de plutonio 239. Esta forma de energía presenta según sus partidarios, algunas ventajas:
1. Es fiable
2. El precio del kilovatio es competitivo.
3. Permite una seguridad de provisión.
b.3) Carbón:
(Lignito y huya principalmente) fue muy abundante a principio de siglo, pero perdió supremacía a principios de los sesenta.
b.4) Gas natural:
Mezcla de gases combustibles que se encuentran en el subsuelo, con frecuencia acompañando al petróleo.
Se conduce desde los yacimientos hasta la costa por medio de gasoductos, se licúa y se transporta en buques metaneros.
Se utiliza como combustible industrial, para usos domésticos como materia prima en la industria química.
Es un combustible de gran poder calorífico, de combustión fácilmente regulable, y produce escasa contaminación.
b.5) Petróleo:
Líquido de aspecto oleso y de color oscuro, menos denso que el agua, formado por la mezcla compleja de hidrocarburos líquidos, sólidos y gaseosos en disolución y pequeñas cantidades de compuestos que contienen oxigeno, nitrógeno y azufre.
Probablemente, su origen es la acumulación de restos de seres vivos marinos que vivieron hace aproximadamente500 millones de años.
Se extrae mediante pozos que se perforan en la tierra hasta que se alcanzan las bolsas petrolíferas.
El crudo extraído en los campos petrolíferos no es utilizable como fuente de energía, por que se somete en las refinerías de petróleo a una serie de operaciones, obteniéndose: propano, butano y otros gases combustibles, gasolina, gasóleo, fuer, lubricantes, asfalto, etc.
3. Contaminación:
a) Introducción: ¿Qué es contaminación?
Impregnación del aire el agua o el suelo por productos que afectan a la salud del hombre y la calidad de vida o funcionamiento natural de los sistemas. Hay varios tipos de contaminación:
1. Acústica
2. Del agua.
3. Atmosférica, etc.
b) Tipos de contaminación:
1) Acústica:
Término que hace referencia al ruido cuando se considera como un contaminante, un sonido molesto (ruido) pude producir efectos fisiológicos y psicológicos para un grupo o persona.
2) Del agua:
Incorporación al agua de materiales extraños, como microorganismos, productos químicos, residuos industriales y de otros tipos, o aguas residuales. Estas materias deterioran la calidad del agua y la hacen inútil para los usos pretendidos, el agua potable se convierte en no potable y dificulta la vida en ella.
3. Contaminación atmosférica:
a. Composición:
Aparte de otras muchas cosas se compone de ozono, es un gas que se forma cuando los óxidos de nitrógeno y los hidrocarburos se combinan con luz solar. En la atmósfera, el ozono forma de modo natural una capa ligera que nos protege de los rayos ultravioletas del sol. Pero cuando se haya a nivel del suelo es mortal.
b. Lugar del que procede:
Los coches autobuses y camiones son las fuentes mayores de destrucción del ozono. En 1986 los vehículos emitieron la asombrosa cantidad de 6´5 millones de toneladas de hidrocarburos, 85´millones de toneladas de óxidos de nitrógeno, etc. Las fábricas, refinerías de petróleo e industrias químicas también son una parte del problema: son responsables, aproximadamente, de la mitad de emisiones de hidrocarburos y de la mitad de los óxidos de nitrógeno en E.E.U.U.
c. Lo lleva el viento:
Casi 20 años después que se aprobara el Decreto para el Aire limpio, docenas de millones de norteamericanos siguen respirando aire sucio. Más de 76 millones de personas habitan en E.E.U.U. zonas donde no se cumple dicho decreto.
d. Daños:
El prejuicio a los pulmones y el daño a los pinares de E.E.U.U. son unos de los daños más importantes.
3.3.1. LA lluvia ácida:
Introducción: ¿Qué es?
(Forma de contaminación atmosférica, actualmente de gran controversia debido a los extensos daños medioambientales que se le han atribuido).
Algunos líquidos, como el jugo de limón, tienen sabor agrio, esta acritud se llama acidez y los líquidos con estas características se llaman ácidos. Se dice que el agua destilada es neutra, no tiene acidez. El agua de lluvia normal es ligeramente ácida. Pero en las zonas más contaminadas la lluvia llega a ser tan o más ácida que el jugo de limón.
Cuando los ácidos fuertes se introducen en ambientes naturales pueden causar graves daños a las plantas, a los animales y a las personas.
Estos ácidos pueden incluso corroer gradualmente edificios y diversos materiales.
La mayor parte de los ácidos de azufre y de nitrógeno que se combinan con agua para formar lluvia acicalo se producen al quemar combustibles.
El azufre existe de manera natural, que desprende oxido de azufre. El nitrógeno se encuentra en los combustibles líquidos y en la atmósfera, y también se evapora a los fertilizantes agrícolas.
Pese a su nombre, la lluvia ácida no siempre es húmeda. Las sustancias que se combinan para formarla pueden también producir un polvo seco e invisible que, al caer en un determinado lugar, daña seriamente el medio ambiente.
* Niebla tóxica: La contaminación del aire causada por la quema de combustibles, como el carbón, puede producir una niebla baja, sucia e infestadas de humo, conocida como niebla tóxica
a) Formación:
Se forma cuando los óxidos de azufre y nitrógeno se combinan con la humedad atmosférica para formar ácidos sulfúrico y nítrico, que puede ser arrastrados a grandes distancias de su lugar de origen antes de depositarse en forma de lluvia.
Adopta a veces también la forma de nieve niebla, o precipitarse en forma sólida. De hecho, aunque el término de lluvia ácida viene usándose más de un siglo, un término científico más apropiado sería deposición ácida. La forma seca de las deposiciones tan dañina para el medio ambiente como la liquida.
b) Zonas:
Uno de los mayores problemas que representa la lluvia ácida es que puede desplazarse desde el lugar en que se forma hasta otras zonas. Las altas chimeneas, construidas para
asegurar que la contaminación de las industrias se aleje de las ciudades más cercanas, elevan la contaminación a la atmósfera. Cuando es atrapada por la humedad del aire, se forman ácidos, que permanecen en las nubes. Estas nubes son empujadas por el viento y a menudo son empujadas a lugares muy distantes de donde se originaron. Al cabo de dos o tres días los ácidos caen con la lluvia.
La lluvia ácida que se origina debido a la contaminación atmosférica puede caer cerca de la zona donde se ha originado.
Aunque las zonas mas afectadas por la lluvia ácida son las del norte de Europa, sureste de Asia y norte de América debido a las grandes industrias.
c) Daños:
(En la naturaleza: Erosión del suelo, destrozos de plantaciones bosques y eliminado parte de la vida de los lagos dulces)
Tiene un efecto dramático sobre la vida acuática cuando cae directamente en los lagos, lega asta ellos deslizándose por las laderas de las montañas o es llevada por los ríos y arroyos. La mayoría de las plantas y animales que viven en lagos limpios y sin contaminar no tolera el agua ácida. Además, también pueden envenenar los lagos algunas sustancias que la lluvia ácida extrae del suelo circundante y arrastra hasta el agua.
Por todo el mundo existen lagos en los que la vida salvaje ha sido frecuentemente dañada o ha desaparecido totalmente como resultado de la lluvia ácida.
La lluvia ácida también puede afectar a los bosques. En muchos piases, los arboles están perdiendo sus hojas.
Algunos se están muriendo. Con toda certeza, la lluvia ácida ha sido el principal causante del deterioro de los bosques.
La lluvia ácida somete a los arboles a unas condiciones de vida muy difíciles. Los arboles necesitan un suelo sano para poder vivir.
Pero la lluvia ácida daña el suelo, ya que altura las distancias que lo componen y modifican el delicado equilibrio vegetal.
Cuando la lluvia ácida entra en contacto con los materiales de edificios, estatuas, vidrierías, pinturas y otros objetos pude dañarlos e incluso destruirlos. Poco a poco los va corroyendo, causándoles con el tiempo grandes daños. Los materiales de construcción se desintegran, los materiales se corroen, el color de la pintura se deteriora, el cuero se debilita y en la superficie de los cristales se va formando una costra.
La lluvia ácida y los demás tipos de contaminación que la acompañan (nieve ácida, niebla tóxica ácida, sedimento seco y ozono de superficie) no solo perjudican al medio ambiente, sino también a las personas. Respirar el ácido presente en la niebla tóxica o en el polvo seco puede ocasionar problemas respiratorios. El ozono de superficie también puede producir dificultades respiratorias, y a veces causa irritación en los ojos en la nariz y en la garganta. A las personas con asma les perjudican mucho esta forma de contaminación.
d) Como solucionarlo:
El problema de la lluvia ácida puede atajarse. La depuración del humo de las fábricas y viviendas en las décadas recientes ha contribuido a su disminución, pero es preciso tomar más medidas para resolver este problema.
1) Medidas a nivel mundial:
- Limitar la contaminación de las centrales térmicas.
- Disminuir los gases de los tubos de escape de los automóviles. En muchos países se están introduciendo catalizadores de tres vías, que se acoplan a los tubos de escape y eliminan 90% de los óxidos de nitrógeno y también otros contaminantes.
- Restringir el uso de automóviles, fomentando la utilización del transporte público utilizando formas alternativas de transporte público y utilizando formas alternativas de transporte, como la bicicleta.
- Ahorrar energía en las viviendas y fábricas, e investigar y aplicar formas alternativas de energía, como la solar y la eólica.
- Aumentar las regulaciones sobre la producción de contaminación y controlar que se cumplan estas normas.
2) Medidas en el ámbito individual:
-Usa el coche lo menos posible: ve al colegio caminando en bicicleta o utilizando un medio de transporte público.
-Si la calefacción de tu casa es de carbón, consigue que tus padres la cambien por una que queme combustible sin humo.
-España va retrasada con respecto a muchos países en la eliminación de la contaminación causante de la lluvia ácida. Solidarízate con las campañas ecologistas. Escribe al presidente del Gobierno para pedirle una mayor protección del medio ambiente.
3.3.2. La capa de ozono:
Introducción:
* El sol:
Es una enorme bola de gases incandescentes que gira por el espacio. Mide más de un millón de veces la Tierra. La temperatura en la superficie del Sol es de unos 6000 ºC, y en el centro alcanza los 15 millones de grados centígrados. Está en continua actividad.
Nos proporciona luz y calor.
* La Tierra:
La Tierra es el tercer planeta en cercanía al Sol.
Cuenta con las condiciones perfectas para que exista la vida. Todos los seres vivos que en ella avitan dependen del Sol. Las plantas utilizan la luz del Sol a través de un proceso, llamado fotosíntesis, que les permite absorber y transformar la energía solar para el crecimiento. Las plantas son la base de la red alimentaria.
* La atmósfera:
Nuestro planeta Tierra está rodeado por capas de gas. Es invisible, pero es vital. La mayor parte de ella está formada por nitrógeno. El oxígeno compone un 23% de la atmósfera. Entre los dos, nitrógeno y oxígeno, constituyen un 99% de la atmósfera de la Tierra.
La atmósfera tiene unos 700 Km. de profundidad. El aire gradualmente, va adelgazando según aumenta la altitud, hasta que termina la atmósfera. Más allá está el espacio exterior.
Existen además otros gases en la atmósfera que juegan un papel fundamental, aunque se encuentren en pequeñas cantidades. Son los llamados gases invernadero, que permiten que la energía del Sol llegue a la Tierra pero evitan que la radiación que refleja la Tierra se escape al espacio. Esto hace que la atmósfera, y también la Tierra se escape al espacio. Esto hace que la atmósfera, y también la Tierra, se mantenga caliente.
* Ozono:
Molécula formada por tres átomos de oxígeno. Es un gas incoloro con un olor fuerte. Se forma cuando los óxidos de nitrógeno y los hidrocarburos se combinan con luz solar. En la atmósfera, el ozono forma de modo natural una capa ligera que nos protege de los rayos ultravioletas del sol. Pero cuando se haya a nivel del suelo es mortal.
El Sol junto con la atmósfera (capa de gases que envuelve la Tierra) hacen posible la vida en nuestro planeta. Sin ellos, la Tierra sería un planeta fío y oscuro.
La luz del Sol es imprescindible para que las plantas vivan y crezcan. Los animales no utilizan la energía del Sol directamente, Pero dependen de las plantas para alimentarse. Sin ellas no existirían los animales, y sin el Sol no habría plantas.
El Sol no produce sólo luz y calor, sino también formas de radiación que son perjudiciales para la
Vida sobre la Tierra.
La capa de ozono (fina capa de gas que se encuentra en la atmósfera) es especialmente importante para filtrar las radiaciones peligrosas del Sol.
La capa de ozono está en peligro. Los elementos químicos que pueden destruir el ozono llegan a la atmósfera procedentes de nuestras casas, fábricas, pueblos y ciudades.
* La capa de ozono:
Se crea cuando la radiación ultravioleta (radiación invisible que causa bronceado de la piel. Es beneficiosa y está producida por el Sol. Pero el exceso de radiación puede ser también causante del cáncer de piel) procedente del Sol se encuentra con el oxígeno en la atmósfera. Esta capa absorbe muchas de las radiaciones ultravioleta.
La cantidad de ozono en la atmósfera es, más o menos siempre la misma. La amenaza para la capa de ozono procede de la polución, que puede destruir el ozono, lo cual acabaría con el equilibrio en la atmósfera.
a) Causantes de la destrucción de la capa de ozono:
La composición de la atmósfera está cambiando como resultado de la acción humana. Parte de la atmósfera, la capa de ozono, se encuentra bajo la amenaza de elementos químicos que nosotros utilizamos. Los mayores culpables son los CFCs (elementos químicos llamados cloroflurocarbonos, y tienen un gran número de aplicaciones. Se utilizan
en aerosoles, frigoríficos, algunos sistemas de aire acondicionado y espumas sintéticas) Éstos pueden mantenerse activos en la atmósfera durante más de 100 años, moviéndose lentamente a través de ella durante más de 100 años, moviéndose lentamente a través de ella antes de descomponerse en los elementos químicos que destruyen la capa de ozono. Los CFCs, proceden de diversas fuentes:
1) De los aerosoles que utilizamos para uso personal y doméstico.
2) De los sprays como lacas desodorantes.
3) En algunas espumas sintéticas, empleadas como material de embalaje.
4) En frigoríficos.
5) En aires acondicionados, sobre todo en los que utilizan los coches.
6) Las fábricas en la que se producen los aerosoles.
7) El teraclorulo de carbono, un elemento químico empleado para fabricar los CFCs y que se vende en algunos países como disolvente.
8) Los halones, que se encuentran en algunos extintores.
9) El meticloroformo, utilizado como disolvente, que a su vez es empleado para pegamentos y algunas pinturas.
10) El tricloroetano, en el líquido corrector.
Existen, además de los CFCs, otros elementos que también contribuyen.
b) El agujero, zonas:
En cierta época del año, en la Antártida, los niveles de ozono descienden drásticamente. Existe una zona en la capa es tan poco densa, que constituye prácticamente un agujero.
Durante la primavera antártica, que coincide con nuestro otoño, existen algunas áreas sobre la Antártida donde más del 40% del ozono desaparece. Este agujero es tan grande como Norteamérica y tan profundo, o alto, como el Everest.
Los estudios realizados muestran que los niveles de ozono en la atmósfera antártica varían de año en año. Pero se ha observado que el agujero, en los últimos años, se va agrandando más de lo normal. Se han encontrado elementos químicos destructores de ozono. Son los responsables del agujero.
c) Daños:
La capa de ozono absorbe gran cantidad de la peligrosa radiación ultravioleta. Si llega a nosotros más radiación podría causar cáncer de piel y cataratas, pero no solo afecta a nosotros sino a el resto de seres vivos de la Tierra. En tierra si la capa de ozono se ve más afectada y pierde más gases pude afectar a las plantas que sol la base de la red alimenticia, y en el mar puede afectar a la vida del plancton los grandes peces morirían de hambre.
d) Como solucionarlo:
Existen alternativas para reemplazar los CFCs, por ejemplo, los sprays pueden ser reemplazados por pulverizadores, las espumas sintéticas y los materiales aislantes se pueden fabricar sin CFCs, Los CFCs de los frigoríficos pueden ser reciclados.
1) A nivel mundial:
En septiembre de 1987, varios países firmaron un acuerdo llamado Protocolo de Montreal. En el que se comprometían a reducir a la mitad la producción de CFCs en un período de 10 años.
Para ello es vital que todos los países trabajen en colaboración para que la gente pueda obtener los productos que desea, pero sin destruir nuestro medio ambiente.
2) A nivel particular:
Puedes hacer muchas cosas para impedir que continúe deteriorendose la capa de ozono:
-Utiliza solo aerosoles ecológicos o pulverizadores.
-Procura no utilizar espumas sintéticas que contengan CFCs. No todas las espumas contienen CFCs, pero pregunta al vendedor antes de comprarlas.
-Un frigorífico viejo, abandonado en un vertedero, deja escapar CFCs al aire.
3.3.3. El efecto invernadero:
Introducción: ¿En que consiste el efecto invernadero?
La Tierra se calienta gracias a la energía del Sol. Cuando esta energía llega a la atmósfera, una parte es reflejada de nuevo al espacio, otra pequeña parte es absorbida, y la restante llega a la Tierra y calienta su superficie.
Pero cuando la Tierra refleja a su vez la energía hacía la atmósfera, ocurre algo diferente. En lugar de atravesarla y llegar al espacio, los gases de la atmósfera absorben una gran parte de esta energía. Esto contribuye a mantener caliente el planeta.
De esta manera, la atmósfera deja que la radiación solar la atraviese para calentar la Tierra, pero no deja salir la radiación que la Tierra irradia hacia el espacio. En similar a lo que ocurre en un invernadero, por eso lo llamamos efecto invernadero.
Los gases invernadero de la atmósfera cumplen la función de mantener la temperatura media adecuada para la Tierra, a pesar de que las temperaturas varíen mucho de un lugar a otro. Si estos gases aumentaran, retendrían demasiado calor. Esto provocaría el recalentamiento del planeta (la polución ha hecho que el efecto invernadero aumente al contener la atmósfera mayor cantidad de gases que retienen el calor. Debido a ello, las temperaturas medias mundiales están subiendo, produciéndose un recalentamiento del planeta).
a) Los gases invernadero:
La atmósfera contiene unos gases que, aunque existen en pequeñas cantidades, retienen el calor que irradia la Tierra. Entre los gases naturales que retienen el calor están el dióxido de carbono, el metano, el óxido de nitrógeno, el vapor de agua y el ozono. Todos ellos son importantes gases invernadero.
Pero la atmósfera contiene unos gases artificiales fabricados por el hombre, que contribuyen al efecto invernadero. Entre ellos destacan los CFCs, elementos químicos responsables en gran medida de la destrucción de la capa de ozono que protege la vida.
Si la atmósfera no tuviese dos gases que se producen de forma natural: el dióxido de carbono y el vapor de agua, la Tierra estaría a 30 ºC más fría de lo que esta en la actualidad. Pero la polución está incrementando la cantidad de gases invernadero presentes en a atmósfera, y corremos el riesgo de que la Tierra se recaliente.
El carbón, el petróleo y el gas natural son combustibles fósiles, se llaman así porque se han acomulado durante millones de años. Los quemamos para producir calor y energía. Cuando se queman emiten dióxido de carbono, este gas contribuye a aumentar el efecto invernadero.
La deforestación contribuye doblemente al efecto invernadero, su combustión libera grandes cantidades de dióxido de carbono, además elimina los árboles que podrían absorber ese gas.
El dióxido de carbono es el más abundante gas invernadero, pero hay otros muchos, se han identificado hasta 30, y es probable que existan más, muchos existen en la atmósfera en pequeñas cantidades, pero su poder atrapador de calor es aterrador y pueden llegar a vivir hasta un siglo, lo que nos indica que vamos a tener que enfrentarnos a este problema durante mucho tiempo.
b) Zonas:
El efecto invernadero afecta a todo el mundo aunque en algunos sitios más que en otros, como es el caso de Europa del sur donde los científicos estiman que las temperaturas podrían ser superiores a la media global de subida.
c) Daños:
Con veranos menos lluviosos, algunas zonas podrían convertirse en desiertos, aunque el efecto invernadero podría, a corto plazo, favorecer a lugares como Siberia, donde mejoraría la agricultura. Pero al derretirse la capa de hielo que la recubre permanentemente, podrían producirse escapes de metano.
Si la Tierra se recalentara, y el hielo se derritiese el nivel del mar subiría de 20 a 40 cm. Para principios del próximo siglo, y seguir subiendo.
Gran parte de Holanda ha sido ganada al mar, y vastas extensiones del país están por debajo del nivel del mar. Las islas Malvinas, son muy bajas y si el nivel del mar subiera un metro se inundarían.
d) Como solucionarlo:
1) A nivel mundial:
Para disminuir los niveles de dióxido de carbono hay que quemar menos combustible fósil. Esto se puede conseguir si utilizamos energías alternativas (energías renovables, que ya se explican anteriormente).
Otra forma de reducir el nivel de dióxido de carbono es deteniendo la deforestación, o plantando árboles que transforman el dióxido de carbono del aire.
2) A nivel particular:
Puedes hacer muchas cosas para ayudar a que el efecto invernadero no vaya en aumento:
-Mejorar el aislamiento y la calefacción de tu casa
-Usar bombillas de bajo consumo.
-Apagar las luce y la calefacción cuando no las necesites.
-No usar aerosoles.
-Comprar papel reciclado, es decir, fabricado a partir de papel usado.
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