LIMPIADOR POR ULTRASONIDO

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Limpiador por Ultrasonido

Los ultrasonidos poseen muchas aplica -

ciones, entre ellas podemos mencionar la

de ahuyentar roedores, la de limpiar dientes

o la de quitar componentes grasos de reci -

pientes, que suelen ser difíciles de eliminar

con métodos convencionales. En este artí -

culo describiremos un dispositivo útil para

esta tercera opción.

Por Horacio D. Vallejo

Como comentamos en la pre-sentación de esta nota, losultrasonidos poseen mu-

chas aplicaciones. En esta oportu-nidad vamos a describir un circuitoque genera señales que son útiles

para remover la suciedad de piezasde pequeño tamaño, con la ayudade un solvente adecuado.

Figura 1

CD4049

CD4093

Por ejemplo, para limpiar unapieza de hierro oxidada, podríamosutilizar kerosene como solvente;para ello debemos introducir la pie-za en un recipiente metálico con elsolvente y adosar (pegar) el trans-ductor de ultrasonido a dicha latade modo que las señales hagan vi-brar al recipiente en forma imper-ceptible para nosotros, pero muyefectiva para la limpieza de la pie-za.

Debemos destacar que las se-ñales de ultrasonido, por más po-tencia que posean, son inocuas pa-ra el ser humano.

La base de nuestro circuito, quese muestra en la figura 1, es un os-cilador en base a un oscilador deltipo Schmitt Trigger construido conun integrado CMOS. La frecuenciaes regulable y debe estar compren-dida entre 20kHz y 70kHz.

La frecuencia apropiada depen-derá del elemento a limpiar, de-biendo el operador, encontrar la re-lación adecuada para cada caso.

Por ejemplo, para limpiar piezasoxidadas, encontramos que la fre-cuencia aconsejada ronda los30.000Hz, mientras que para lalimpieza de elementos engrasa-dos, se obtuvo mejor rendimientopara valores cercanos a los 50kHz.La frecuencia puede ser ajustadapor medio del potenciómetro P1.

La salida del oscilador se inyec-ta a un buffer formado por un séxtu-ple inversor CMOS (CD4049), queentrega la señal a una etapa de sa-lida en puente transistorizada.

Note que el par transistorizadoformado por T1 y T2, recibe la se-ñal en oposición de fase, en rela-ción con el par formado por Q3 yQ4.

Mayor rendimiento se obtiene sise cortocircuitan las bases de Q3 yQ4, pero en esta configuración seha notado un sobrecalentamientode los transistores.

Si al armar el circuito, nota queexiste poco rendimiento, se acon-seja quitar, en primer lugar, el corto

existente entre las bases de T1 yT2, luego se puede realizar la prue-ba cortocircuitando los otros dostransistores.

En la figura 1, también se grafi-ca la fuente de alimentación suge-rida para este circuito, la cual pro-vee una tensión de 15V, pero nadaimpide utilizar otra tensión com-prendida entre 9V y 15V.

El transductor es normal (puedeverlo en la fotografía mostrada alcomienzo de esta nota) y en gene-ral, cualquiera para ultrasonido de-biera funcionar sin inconvenientes.El circuito impreso se muestra en lafigura 2 y el montaje no reviste con-sideraciones especiales.

Para obtener el resultado espe-rado, es necesario que el transduc-tor quede firmemente fijado al reci-piente en el que se colocará la pie-za a limpiar.

El tiempo que demorará la lim-pieza dependerá de la frecuenciaelegida y del tipo y tamaño de lapieza.

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Figura 2

Lista de Materiales

CI1 - LM7815 - Integrado

CI2 - CD4093- Integrado

CI3 - CD4049 - Integrado

Q1, Q3 - Tip 31C

Q2, Q3 - Tip 32C

D1, D2 - 1N4007 - Rectific.

Trafo - 220V a 15V + 15V x 300mA

P1 - Pre-set de 50k�

R2 - 4k7

C1 - 470µF x 26V - Electrolítico

C3 - 0,0022µF - Cerámico

C2 - 100µF x 16V - Electrolítico

Varios:

Placa de circuito impreso, transductor

de ultrasonido, zócalo para los circui -

tos integrados, estaño, etc.

Construcción de una Cuba

para Lavado por Ultrasonido

El circuito anterior es de muybaja potencia y para limpieza deinyectores o cartuchos de impreso-ra, por ejemplo, no es muy útil. Dehecho es ideal para limpieza decontactos, especialmente en telé-fonos celulares.

En la revistaR A D I O R A M A d e1969 se publicó unartículo para cons-truir una pequeñalavadora que no pre-tende ser un aparatofuncional, pero quesirve para experi-mentar, estudiar y serperfeccionado por ell e c t o r. Lo construímás por intuición quepor las instruccionesdadas y aún hoy losigo utilizando paralimpiar cartuchos deimpresoras.

Es de dimensio-

nes reducidas y tiene una potenciade unos 15W, lo que permite tam-bién la limpieza de inyectores ypiezas pequeñas como engrana-jes, tornillos, bisutería etc. El depó-sito (cuba) que usé es una bande-ja de aluminio que mide unos120mm por 60mm y 30mm de alto.

El circuito se muestra en la figu-

ra 3. Con R4 tuve muchos proble-mas ya que cambiando valoresobtenía buen funcionamiento perocon poca potencia o mucha poten-cia pero el tiristor se quemaba bas-tante seguido, la solución fue usaruna resistencia de alambre de10W, aunque con 5W también fun-ciona, aunque calienta. El montaje

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Figura 3

Figura 4

puede hacerse en estilo “araña”,como se muestra en la figura 4 opuede emplear una placa de circui-to impreso como el de la figura 5,teniendo en cuenta que el poten-ciómetro, el transistor y el tiristor sedeben fijar sobre el gabinete, lasresistencias deben montarse para-

das sobre la placa. La frecuenciade trabajo se regula mediante VR1y tiene que estar entre 20 y 50kHz.Se puede obtener un mejor rendi-miento calculando el condensadorC2 para establecer una sintonía a30kHz. El SCR (tiristor o rectifica-dor de silicio controlado) disipa unabuena potencia por lo que es acon-sejable montarlo sobre un disipa-dor de calor para controlar su tem-peratura. La revista original reco-mienda el uso de un BTY69 (vea lafigura 6 para conocer los termina-les) pero si no lo consiguierapuede emplear cualquier sustitutopara 20A o más. Para su funciona-miento se puede usar una fuentede alimentación con transformadorde 24V y 2A, aunque con 12V seconsigue una potencia bastanteinferior pero igual funciona. Comot r a n s d u c t o r, evitando los costesdesorbitados de los comerciales,se ha hecho uso de un núcleo enU, recuperado de un viejo transfor-mador fly-back de TV, teniendo encuenta que se lo debe fijar mecáni-camente al depósito pero tendien-do mucho cuidado de que los polosno estarán en contacto directo conel depósito sino que estarán aisla-dos por una capa de plástico, esdecir, se fija el núcleo con silicónde esos que se usan con pistolatérmica.

Para construir el transductor,bobinamos sobre el núcleo de ferri-te unas 100 vueltas de alambre decobre esmaltado de 1mm de diá-metro en dos capas, con papelentre capa y capa (figura 7).

Una vez construido el transduc-tor lo debe fijar a la cuba con sili-cón por los extremos, de modo queno haya contacto eléctrico entreambas piezas.

Recomendamos que constuyaun chasis con una chapa de alumi-nio y sobre él que fije la cuba, talcomo se muestra en la figura 8.Por supuesto, se trata de un mon-taje artesanal y puede emplear laconfiguración que Ud. quiera,siempre que recuerde que elnucleo debe estar firmementeunido a la cuba o recipiente paraque ésta vibre cuando lo haga elnúcleo.

Cuando el circuito funcione, elnúcleo estará en resonancia con elcapacitor C2 y comenzará a vibrarcon una frecuencia de ultrasonido,emitiendo un sonido típico, como elde los nebulizadores. Ud. debe fijarC2 en un valor intermedio y moverVR1 despacio hasta conseguir lamáxima potencia sobre el núcleo.Si coloca una pieza pequeña den-tro de la cuba, su vibración lo ayu-dará a conseguir el ajuste óptimo,dado que cuando esta pieza gene-

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Figura 5

Figura 6

Figura 7

re el mayor ruido será cuando elaparato esté en su máxima poten-cia. Si no consigue los resultadosesperados, coloque capacitores enparalelo con C2 de 100pF (primerouno, luego otro más y otro más,repitiendo en cada caso el procesode ajuste hasta conseguir el efectodeseado). La lista de materiales esla siguiente:

D1 - BTY69, Tiristor de poten -

cia (ver texto.

Q1 - 2N2160 o equivalente,

transistor de unijuntura de uso

general.

R1 - 180�, 2W

R2 - 100�, 2W

R3 - 10�, 5W (ver texto)

L1 - Bobina realizada con un

núcleo en U recuperado del flyback

de un TV en desuso, bobinando

100 vueltas de alambre esmaltado

de 1 mm de diámetro en dos capas

separadas con papel.

C1 - 5nF, capacitor cerámico.

C2 - ver texto

B1 - fuente de alimentación de

24V x 2A ó 12V x 3A (ver texto).

Chasis para sujetar la cuba y

contener el circuito oscilador.

Cuba (ver texto).

Si sigue las indicaciones que lehemos dado no tendrá inconve-nientes en tener una lavadora porultrasonido que, si bien no es pro-fesional, le brindará excelentesresultados.

Equipo de Ultrasonido para

Limpieza de Inyectores

sin Desmontarlos

Un equipo de ultrasonido enuna herramienta muy interesantepara tener en un taller de repara-ciones. No sólo le servirá a Ustedpara limpiar inyectores, sino quetambién le será de mucha utilidadpara limpiar todo tipo de piezas,especialmente aquellas donde sedesee limpiar partes internas y queno es posible llegar a estas partes,como por ejemplo: Carburadores,Válvulas, Electroválvulas, roda-mientos, etc. Existen equipos deultrasonido de diferentes capacida-des, 2 litros, 4 litros, 6 litros, 10litros, etc. Para limpiar los inyecto-

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Figura 8

Figura 9

res y piezas chicas, un equipo de 2litros es suficiente, pero si Ud. ade-más lo piensa usar para limpiarpiezas mayores (cómo por ejem-plo, un carburador), uno de 6 litrosle será apropiado.

Un equipo de ultrasonido limpiapor el fenómeno de CavitaciónUltrasónica.

La cavitación ultrasónica es elfenómeno mediante el cual esposible comprender el principio dellavado por ultrasonido. En unmedio líquido, las señales de altafrecuencia producidas por un osci-lador electrónico y enviadas a untransductor especialmente coloca-do en la base de una batea deacero inoxidable que contiene

dicho liquido, generan ondas decompresión y depresión a una altí-sima velocidad. Esta velocidaddepende de la frecuencia de traba-jo del generador de ultrasonido.Generalmente éstos trabajan enuna frecuencia comprendida entre30 y 50kHz. Las ondas de compre-sión y depresión en el líquido origi-nan el fenómeno conocido como"Cavitación Ultrasónica".

Para limpiar los inyectores sindesmontarlos se suele usar unequipo especialmente diseñadopara tal fin, como el de la figura 9.La técnica consiste en realizar unpuente entre la llegada de combus-tible y el retorno hacia el tanque,de tal forma que el combustible

retorne sin pasar por el riel. Luegose ingresa un combustible“Limpiador “ por la entrada de com-bustible hacia los inyectores, a lapresión de trabajo, y se hace fun-cionar el motor con este combusti-ble.

Este producto combustible,tiene la particularidad que al pasarpor los inyectores, limpia los mis-mos en su interior.

Es un sistema efectivo, sobretodo en aquellos motores donde escomplicado desmontar inyectores.Pero no es una limpieza tan pro-funda y además no se pueden pro-bar los inyectores en un banco decomprobación. De todas formas esefectiva en muchos casos. ✪

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