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