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Recuperación de Motores Eléctricos de uso Doméstico.
Análisis de Operatividad.
Ing Daniel H Nacif; Dra Liliana L. López Universidad Nacional de Cuyo - Facultad de Ciencias Agrarias
Resumen:La propuesta para el reciclado de motores eléctricos de uso doméstico, se desarrolla a
través de una estrategia creativa y surge de una miscelánea de métodos tales como el
razonamiento abductivo (hipótesis surgidas de la imaginación y el instinto), el enfoque
de oportunidad (costo de tomar una decisión), el tratamiento de gráficos de diseño, la
ingeniería de conocimientos; ingeniería inversa; reingeniería de sistemas
electromecánicos y mecatrónicos. Puesto que ninguno de los métodos existentes está
suficientemente validado, se utilizarán en forma reflexiva, las actividades técnicas de
aquéllos que resulten prácticos, de acuerdo con las características de cada dispositivo
que se quiera ensamblar. Para diseñar las partes de las máquinas esquematizadas,
primeramente, se deben responder estas preguntas: ¿pueden funcionar?; ¿de qué
elemento parto para construir con que se tiene?, ¿cómo lo realizo? Por ello se recurre a
saberes prácticos, que dan lugar a procesos de reflexión, análisis y construcción de
saberes. Este conocimiento que un primer término fue empírico, puede legitimarse con
mediciones, de manera que se incorporen a las currículas de las asignaturas
pertinentes, lo que constituye una puesta en valor del conocimiento experimental. Los
dispositivos propuestos, recrean la idea de usabilidad, por la cual el diseño está
adaptado al usuario.
Objetivo:
Presentar estrategias para reciclar motores eléctricos de uso doméstico utilizando el método abductivo.
Desarrollo:
La creatividad puede surgir de diversas formas. Algunos grandes inventos o diseños fueron fruto de la casualidad. Unos, producto de un exhaustivo estudio y análisis de infinidad de variables o producto de procesos, ajenos al desarrollo de la idea, pero que consiguieron hacerla triunfar. Otros, cuestión de inspiración...
Aún así, es cierto que muchas soluciones se han basado, desde tiempos remotos, en la observación y emulación de las formas de vida que nos rodean y de los fenómenos que pasan a nuestro alrededor.
Podemos encontrar desde sistemas de regadío, basados en los mismos efectos que causaban las subidas de los ríos, hasta el desarrollo de aeronaves, después de observar a las aves surcando los cielos. Muchos diseños que hoy son habituales, poseen en sí mismos un alto componente orgánico, teniendo como referencias formas y trazos que podemos encontrar en la biodiversidad.
Sin embargo, hoy en día, la rentabilidad de los proyectos, no nos permiten en muchos de los casos, cometer errores hasta dar con la solución definitiva. Debemos amortizar nuestros recursos y nuestro tiempo. De este modo, la tecnología se convierte en un pilar evolutivo fundamental.
El proyecto apunta a elaborar una idea práctica, que permita aplicar un proceso sobre
un material descartado, tal que pueda utilizarse nuevamente. En este caso, el producto
reciclado, se lo diseña para ser operado por personas con cierta dificultad motriz, y en
otro, para el laboreo rural y jardinería. El enfoque oportunístico, asume que el ingeniero
selecciona y combina piezas, que encajan en un dispositivo, para fines determinados,
como se ha mencionó
El método propuesto surge de una miscelánea de métodos existentes para la ingeniería
inversa y para la reingeniería de sistemas electromecánicos y mecatrónicos. Puesto
que ninguno de los métodos existentes está suficientemente validado, se utilizarán en
forma reflexiva, las técnicas de aquéllos que resulten oportunos, de acuerdo con las
máquinas que se quieran ensamblar. Lo expresado no es otra cosa que la generación
de tecnología (saber cómo).
Por otra parte, el proceso debe llevarse a cabo, de modo tal que se logren las
condiciones, para trasferir los saberes empíricos al espacio académico. De modo tal,
que se ponga en valor el conocimiento procedimental.
No todos los residuos pueden reciclarse. Reciclar lo que es posible, en su mayoría
desperdicios, elimina gran parte de los residuos del planeta. Lo que representa un gran
triunfo en la mejora de nuestro hábitat.
El reciclaje implica dar una nueva vida al material en cuestión a través de un método. El
resultado de este desarrollo debe minimizar el consumo de energía para su traslado,
acopio y transformación, aplicando un criterio ecológico. Este tratamiento puede
llevarse a cabo de manera total o parcial, según cada caso. Con algunos materiales es
posible obtener una materia prima, mientras que, con otros se genera un nuevo
producto.
Hay desarrollos puntuales en las que pueden ser aplicados diferentes criterios de tecnologías, por ello es que se recure a procedimientos y métodos indicados en la ingeniería, ingeniería inversa y en la reingeniería.
Durante diseño de nuevos productos, se crean modelos y diferentes tipos de prototipos, a efectos de probar, evaluar y validar el diseño conceptual. Dicho proceso, con frecuencia es iterativo e involucra varias modificaciones del diseño original. Cuando se generan diferentes alternativas, conviene representarlas gráficamente para facilitar su comprensión.
El enfoque oportunístico, se usa para identificar los requisitos de elementos, que
pueden proporcionar oportunidades de reutilización.
Este proyecto contempla diversas adaptaciones, que pueden mejorar el material
reciclado:
a) energías alternativas; nano turbinas hidroeléctricas para los causes de riego,
aerogeneradores, mixta.
b) ahorro de energías a través del uso eficiente corrección de reactancias,
utilizando motores de inducción en modo generativo.
c) Diseño de unidades motrices pequeñas para uso de jardinería o de pequeñas
extensiones agrícolas, etc.
A continuación, se presenta una estrategia de trabajo, para evaluar las bondades de
los motores eléctricos de uso doméstico, como así también destacar nuevos usos
posibles de los mismos.
Estrategia de Trabajo.
1. Proceso de medición de los elementos reciclados
a. Análisis de variables.
b. Dinámica vehicular.
c. Diseño experimental del motor.
d. Registros de datos obtenidos.
e. Evaluación de Resultados.
2. Enfoques acerca del trabajo experimental.
a. Experimentos estructurales (referidos a los
parámetros estandarizados).
b. Experimentos semi-estructurales (en cuanto a las
máquinas en la que se adaptará el motor)
c. Experimentos abiertos (otras condiciones de
operación del motor).
3. Relación de pensamiento y acción (Concreciones de los planes trazados
inicialmente).
4. Implementación de procesos didácticos
a. De indagación experimental.
b. De elaboración conceptual
c. De verificación y de validación de supuestos
Una vez elaborados los conceptos de base y llevado a cabo las experiencias de
validación de los dispositivos, se dan a conocer los motores que se pueden encontrar
en desuso, para su puesta en valor:
1. motor de inducción de rotor externo (ventilador)
2. motor de inducción de rotor interno (ventilador, heladeras)
3. motores de computadoras, como por ejemplo los paso a paso, en sus diferentes
versiones.
4. motores de ventilación, de auxiliar de operación del motor principal y levanta-
vidrios de autos
5. motores de electrodomésticos
6. motores de juguetes
7. Motores de bicimoto, etc.
Concluyendo, se puede afirmar que en la realización de este proyecto, se ha diseñado
una secuencia de tareas, evaluadas a través de los siguientes indicadores:
● usabilidad
● accesibilidad
● trazabilidad
● escalabilidad
● adaptabilidad del proyecto
● Análisis de valor
En los párrafos siguientes se realiza un análisis de diversas máquinas, desarrolladas
siguiendo los criterios mencionados precedentemente:
En este caso, a la usabilidad, se la interpreta como el análisis de las ilustraciones
esquemáticas explicativas, que surgen de la imaginería y la experticia.
Las cosas son tal como son, pero se perciben según la óptica del observador (cultura,
idoneidad, necesidad, etc.). Éste observa una realidad deliberadamente multifacética, y
la interpreta a través de las explicaciones del
desarrollador. Los siguientes dispositivos son
desarrollos de otros autores, a los que se
practicaron modificaciones para mostrar
diversos usos y bondades.
Por ejemplo, el triciclo se usó como medio
ejemplificador, para la inserción de motores en
la llanta de las ruedas. Cada rueda tiene un
motor, que las dotó de tracción independiente. Este dispositivo sería de ayuda para
personas con cierta discapacidad motriz.
La primera ilustración (fig:1) muestra un dibujo esquemático, que trata de explicar el
funcionamiento para las articulaciones de las ruedas traseras, tal como se lo indicó más
arriba.
La segunda figura muestra desde otra vista esta
articulación, que permite apreciar mejor las
características mecánicas.
En ambas imágenes no se puso a propósito la silla,
ya que la estabilidad del rodado, depende de la
postura de la persona.
La figura tres ilustra mejor la idea de
uso, el desplazamiento de este dispositivo indicando la presencia de
servos asistidos sobre las ruedas traseras.
La figura 4, muestra una variante de aprovechamiento,
para que se pueda utilizar como vehículo de compras.
La rueda delantera es una rueda activa, mientras que las
ruedas traseras, van adosadas a un motor de rotor interno.
Este último tipo de motores pueden corresponder a
impresoras (del tipo paso a paso). La característica
principal de esta combinación es la del frenado. dado que
este tipo de vehículo se desplaza por la vereda.
En la figura 5 se esquematiza otro vehículo, cuyo
centro de giro se encuentra debajo del asiento,
de modo que para girar, frena una de sus ruedas
traseras. En este vehículo, el radio de giro es
comparativamente menor que el de los
anteriores.
La figura 6 esquematiza un vehículo cuya articulación está conectada en forma
invertida, tal como se observa en la figura dos. En éste y los anteriores esquemas, la
tracción es independiente, Cabe agregar, que en todos los casos se ha propuesto que
los sistemas tienen frenado dual, lo cual implica un frenado mecánico y regenerativo.
En los anteriores gráficos, la persona es quien mantiene la verticalidad de las ruedas en
base a la postura que adopta, por lo que el asiento es mecánicamente adaptable a la
misma. En otras palabras, la silla funciona con un balancín equivalente al de las ruedas,
de modo de mantener la horizontalidad.
Otra propuesta es la de la figura 7, que al igual que la figura
cinco, desarrollan un giro similar al que opera un tanque, Es
decir que frena una rueda trasera y ésta sirve como centro de
giro para el dispositivo.
En la figura siete, se propone sintetizar las propuestas
anteriores, en una silla de ruedas que funciona con motor en las
ruedas traseras y con un bastidor articulado que posibilita las prestaciones
mencionadas.
Este nuevo producto tecnológico permite un desplazamiento suave, además de avanzar
en espacios escalonados. Su guardado se produce a través de un plegado. Otro
beneficio consiste en la posibilidad de poner en vertical al conductor. Para ello las
ruedas traseras se desplazan con respecto a las delanteras, otorgándole una mejor
base de sustentación.
Seguidamente, se presenta un proyecto más elaborado, a través de la aplicación de
tres motores de rotor externos interconectados, que se aplican a un dispositivo
vehicular de uso agrícola.
Descripción para una unidad piloto tipo
Se usa un motor de 12Vcc universal para calefactor vehicular, acoplado a un motor
universal usado como un generador (proveniente de un electrodoméstico). La salida de
este último, se conecta a un tanque sintonizado, para dar voltaje de 220 de frecuencia
variable. Ésta, hace mover al motor de rotor externo, que es el dispositivo puesto a
prueba.
La figura ocho ilustra una ampliación de la idea de aprovechamiento, en ella, la base del
triciclo se modifica dándole más solidez, lo que permite soportar un sistema de
generación híbrida. El asiento es fijo a la estructura principal, por lo que la postura de la
persona no es importante, para el control de la estabilidad vehicular.
Se ve de esta forma, la importancia de un sistema que permita la regulación de la
energía, que luego se distribuirá en la forma que según sea necesario.
Otra idea presentada a continuación, se
grafica en la figura nueve. En este caso,
se utiliza a través de un diferencial la
tracción de las ruedas posteriores, que
tienen la posibilidad de desnivelarse.
Respecto de la carrocería, se pueden
usar los resortes neumáticos en forma
asistida y accionarlos manualmente a
través de una bomba.
Este dispositivo cobra importancia si se analizan una serie de factores: se estima que la
agricultura familiar representa el 66 % de las explotaciones rurales en la Argentina. Este
sector, que provee una parte significativa de los alimentos que llegan a los
consumidores, está conformado por un grupo heterogéneo de pequeños productores.
Todos ellos comparten algunas características comunes: cuentan con pocas hectáreas
y suelen valerse de la ayuda de animales de tiro para trabajar la tierra. La tracción a
sangre presenta diversos inconvenientes, relacionados con la escasez de terreno, la
crianza y pastoreo de los animales que pueden enfermarse o ser robados.
CONCLUSIONES
La reutilización planteada y otros procesos creativos, pueden establecer interesantes estructuras de conocimiento que configuran un bagaje tecnológico susceptible de transmitirse. Se ha pretendido dar a conocer de modo sucinto, los condicionantes, "porqués" y "comos" de una determinada idea, al igual que su desarrollo concebido para un entorno determinado. Además del grado de avance de distintas experiencias de amplia aplicación social, así como educativo.
En este trabajo proponen paralelamente que sus beneficios puedan aplicarse a
• grupos poblacionales relegados o con precariedad laboral.• sistemas de organización de residuos• desarrollo de energías no contaminantes• preservación de espacios verdes.
La idea central es que puede funcionar, partiendo de elementos al alcance de nuestras manos. Se valora la creatividad como cualidad emergente, así como el uso de la ingeniería en sus variados campos de conocimiento, entre los cuales la Ingeniería Inversa se muestra como una herramienta muy eficaz.
Muchos problemas de la Innovación son como un inmenso laberinto con una entrada y muchas salidas que debemos descubrir.
Todas aquellas prácticas y acciones sistemáticas están orientadas a recuperar una cultura local, además de prácticas, acciones y tecnologías de construcción colectiva desde la perspectiva de la sustentabilidad, y la elaboración de propuestas alternativas viables para nuevos esquemas de desarrollo.
Se promueve la reflexión y el diálogo entre las funciones de extensión y docencia, orientadas a la curricularización de los contenidos que atraviesan un territorio concreto y por lo tanto avanzan hacia el campo de la extensión; así como la incorporación en las aulas de aquéllos temas que emergen desde las prácticas in situ.
Citas BibliográficasSitios consultados:
https://prezi.com/qf7fehpuere6/ingenieria-inversa-reingenieria/
http://bueno-saber.com/aficiones-juegos-y-juguetes/ciencia-y-naturaleza/cual-es-la-
diferencia-entre-la-ingenieria-inversa-y-el-re-ingenieria.php
https://www.buenastareas.com/inscribirse?redirectUrl=%2Fensayos%2FIngenieria-
Inversa-y-Reingenieria%2F7534081.html&from=essay&from=essay
Stephen J. Chapman (2000). Máquinas Eléctricas (3era edición). Mc Graw Hill
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