Club de Ciencias Nicolás Tesla

Debut del Club de ciencias Nicolás Tesla

 

Este fin de semana 25 y 26 de agosto de 2007 el club de ciencias hizo su primera presentación en público, en el transcurso de la expo Ipem 2007 se presentaron dos trabajos prácticos, el show electrostático y radiaciones nucleares (Una versión de radiactividad en el aula ya publicada en este blog), también se agregó para complementar la bobina de Tesla  hecha con el flyback de TV también descrita aquí, para explicar un poco el porque del nombre del club

Debo agradecer a estos chicos que nos la han hecho pasar fenómeno, y hablo también en nombre de la profe Leila.

Las fotos están en la sección fotos del blog 

Ultimas noticias: El club de ciencias tiene página propia !!!! Ver el proyecto de expedición arqueológica

http://ccntesla.googlepages.com

Biodigestor casero

Bueno, para empezar una breve explicación de que es un biodigestor, y de donde he sacado los datos etc.
Bien, hace unos años he tomado un curso con un docente de la Universidad Nacional del Litoral, el Ingeniero Eduardo Groppelli, que editó un libro “El camino de la biodigestión” editorial centro de publicaciones de la Universidad Nacional del Litoral, de este libro y partes del curso he tomado la mayor parte de los datos. 

El biodigestor es un recinto cerrado donde se producen reacciones anaeróbicas (sin aire) en el que se degrada la materia orgánica disuelta en un medio acuoso, para dar como resultado metano y dióxido de carbono, trazas de hidrogeno y sulfídrico, estos microorganismos, protozoarios hongos y bacterias que están en el interior deben ser cultivadas, por tanto no vamos a obtener el biogas inmediatamente, tendremos que esperar que lo empiecen a producir, esto tarda unos 15 días mas o menos, esta producción se vera afectada por la temperatura exterior, por tanto si queremos que nuestro biodigestor produzca algo mas o menos constante debemos enterrarlo para que la temperatura se mantenga en unos 18 grados, no es lo mejor pero durante los fríos de invierno tendremos buena producción.
En la imagen que puse mas arriba el biodigestor está pintado de negro para aumentar la temperatura interior ya que no esta enterrado.

 

Ya hemos hablado de que se trata de un lugar cerrado donde al cavo de algunos días se produce la digestión anaeróbica de los residuos orgánicos. Ahora veremos como se calcula la capacidad del mismo y con que materiales se puede construir.
El primer paso para calcularlo es conocer la cantidad de material orgánico del que vamos a disponer para alimentarlo, sabiendo esto y que humedad tiene ese residuo (está en una tabla) podremos saber que carga tendrá diariamente el biodigestor. Por ejemplo en un tambo se dispone diariamente de 100Kg de estiércol de vaca que tiene un 80% de humedad. El preparado para alimentar el biodigestor debe tener un máximo del 10% de material seco por lo tanto le deberemos agregar a los 100 Kg de estiércol 100 litros más de agua que dejaran a la solución al 10%. En este ejemplo podemos darle una carga diaria de 200 litros según vimos, y si el proceso de digestión se completa aproximadamente a los 40 días, la capacidad del biodigestor deberá ser 200 x 40= 8.000 litros
En nuestro caso como es una maqueta demostrativa tenemos que hacer el calculo inverso, la capacidad del BD es de 200 litros por tanto 200/40= 5 , a nuestra maqueta de debemos suministrar a diario 5 litros del preparado al 10%. Si lo alimentamos con estiércol vacuno 2,5 Kg de estiércol y 2,5 litros de agua, si lo alimentamos con sorgo 0,5 Kg de sorgo y 4,5 litros de agua.
Los biodigestores pueden construirse con una variedad de materiales, chapa, plástico, concreto, fibra de vidrio etc, la condición es que sea hermético. Hay varios tipos de BD, el que nosotros usamos lleva como complemento otro aparato de igual tamaño que se llama gasómetro y sirve para acumular el gas. Este gasómetro consta de dos tambores que entran uno dentro del otro, el uno va lleno de agua y el otro va invertido dentro del otro

Distintos modelos de biodigestores
Biodigestor tipo INDU

 

Este modelo tiene incorporado el gasómetro directamente sobre el propio biodigestor

ver figuras en album

Biodigestor tipo CHINO

La característica de este modelo es que no posee gasómetro , tiene una bóveda en la parte superior donde se acumula el biogas, requiere de bastante experiencia en su construcción ya que si la bóveda no esta bien construida la presión del gas puede romperla, el generador esta completamente construido en concreto, parecido a los aljibes de nuestra zona.


Estos son bien prácticos ponen el popó (usan popó humano tambien) de un lado, sacan el abono del otro para regar el arroz y tienen luz de noche alimentan los faroles a gas con el biogas.

Biodigestores de desplazamiento horizontal

Este modelo puede tratar residuos cloacales de localidades que no cuenten con servicios de cloacas, hay un modelo sencillo y económico que puede fabricarse con un silo bolsa de los que se utilizan para guardar forrajes



Aqui voy con unas tablas de datos útiles, para saber que podemos esperar de rendimientos analizando el material orgánico que dispondremos para digerir.
Tambien va la tabla de poder calorífico que como veran es mas bajo que el del gas natural y mucho mas bajo que el de gas envasado

Bueno como prometí dejo el link donde hay una reseña de biodigestion y las tablas.  Picar aqui

 

Modificaciones a la bobina de Tesla

 

La bobina primaria: hubo que hacerla plana porque los arcos se subían por las paredes de la bobina alta, nunca pensé que fuera tan difícil hacer una espiral.

Primero hay que conseguir alambre de cobre bastante grueso o mejor caño de cobre, en mi caso alambre de 2 mm, es reciclado y estaba como acerada, no adoptaba la forma, la solución fue calentarla al rojo en la cocina, una vez fría se puso maleable y bien domesticable. Para que la espiral quede medio con la forma tomé dos planchas de madera y al centro le puse un disco de terciada de 2 mm con un diámetro un poco mayor que la bobina secundaria, formando un sándwich con el disco al medio, ahí fui enroscando el alambre, luego desarmé y quedo un enredo mas o menos, asi que con clavitos como se ve en la imagen fui dándole forma, por debajo puse dos trozos de acetato en cruz, una vez terminada sobre el acetato soldé con la pistola para plástico cuatro costillas una vez duro, recién saque los clavitos, con mucho cuidado levanté todo y despegué el acetato, reforzando de ese lado con mas soldadura plástica, Todo el conjunto esta montado sobre unas cuñas de acrílico, para que quede algo cónica, con el centro hacia abajo, también sobre las cuñas agregué soldadura plástica.

 

Bobina secundaria: esta parte no fue modificada, como tampoco el toroide o sombrero

 

Condensador: Bien esos dos adefesios que se ven en la fotografía son condensadores de alto aislamiento caseros, están hechos con acetato y papel de aluminio para horno de cocina, además tienen 4 placas de chapa de aluminio de 1 mm  de espesor son las que cierran aprisionando todas las demás placas de papel aluminio, cada condensador tiene 36 placas de 9 x15 cm de aluminio y 36 de acetato de 12,5 x 18,3 cm, las hojas de acetato se doblan al medio quedando como un librito donde se coloca cada placa de aluminio, primero se pone una de aluminio grueso hacia la izquierda luego otra de aluminio grueso hacia la derecha, luego empezamos con la primera de papel finito hacia la izquierda y asi vamos colocando una sobre otra una a la derecha y la que sigue a la izquierda, las dos últimas placas son de aluminio grueso van en orden hacia derecha e izquierda respectivamente. Esa pila de aluminio y acetato se prensa con dos maderas y sendos tornillos, cada condensador tiene unos 19 nF  de capacidad y una muy buena aislamiento ya que cada capa de aluminio esta separada por dos capas de acetato. Para terminarlos se agujerea cada costado de los aluminios y se ajusta con mínimo 3 tornillos por cada lado.

 

Spark gap : como estoy dispuesto a darle mas potencia de alimentación fabriqué otro chispero a motor mas robusto y con mas RPM, no voy a dar mayores detalles porque la fotografía es bastante explícita. Según recomienda el PFDC de científicos aficionados conviene que el eje transversal y los dos contactos sean de wolframio, un material que se usa en electrodos de las soldadoras TIG (Tungsteno Gas Inherte) yo por ahora lo hice de acero.

 

Fuente de alimentación : acá se ha variado también, ya no se alimenta con corriente alterna sino que para poder elevar el voltaje se rectifica y se multiplica con un triplicador, fabricado con condensadores de microondas 1,02 MF 2200 v, también se agrega una inductancia hecha con 6 transformadores de 220 a 12v 1A, también puede verse en la imagen. Por ahora no daré mas detalles de ésto hasta que este con el transformador definitivo, uno de microondas.     

 

 El diagrama de la bobina tomado de http://www.cientificosaficionados.com/tesla/tesla1.html

 

Termómetro electrónico de fácil construcción con sonda

Hace unos días tuve la necesidad de tomar temperaturas en un recipiente muy pequeño donde ni siquiera era posible poner el bulbo del termómetro de laboratorio, lo comenté en el foro de www.cientificosaficionados.com y un amigo me dió unos datos para construir esta sonda que hoy les presento.

Se trata de una fuente regulada con un integrado 7805 una resistencia de 2,2 Kohms y en la sonda lleva un diodo común 1N4148, según me comentó este amigo, Miguel Ghezzi (le hacemos la propaganda) puede usarse cualquier diodo.

El circuito puede verse en las fotos del blog, y también el montaje, hay una foto de la sonda que no es mas que un cable con el diodo en la punta y para evitar el ingreso de humedad que pueda falsear la lectura le he puesto un poco de silicona Silastic  y sobre ésta un trocito de termocontraíble. Como instrumento se usa el tester digital en la escala de 1 ó 2 voltios. Para la calibración, como cualquier termómetro se pone la sonda en el agua hirviendo y se anotan los mV, después se prepara hielo molido en agua y también se anotan los mV (el primero corresponde a 100º y el del hielo a 0º), van a ver que las lecturas son inversas, a más baja temperatura mayor lectura y a más alta menor.

Solo para tener como parámetro, a mi me dio 696 mV el 0º y 513 mV los 100º, pero eso dependerá de los materiales que se usen.

Acá pongo un documento en Excel con el gráfico (pinchar acá) solo tienen que tomar los valores y cambiarlos a los que le den en la práctica y tendrán su termómetro listo para usar.

Las ventajas son varias, es muy rápido en la estabilización, en pocos segundos marca lectura estable, es muy bueno para medidas en lugares chicos, con el mismo logré medir temperaturas en 0,2 ml . Lo que me quedó en el tintero es ver el rango, para abajo medí hasta -18º sin problemas, pero para arriba no hice pruebas, queda para uds. hacer las mismas.

 

Otra bobina de Tesla

Esta bobina ya no es como la que presenté en otra parte del blog, Ésta es más parecida a lo que Nicolas Tesla inventó. Se trata de un circuito simple que trabaja con corriente alterna (las hay que trabajan con continua también), lo difícil de ésto es conseguir el transformador para alimentarla, yo tuve la suerte de encontrar en un desarmadero una fuente de fotocopiadora que genera unos 2200 voltios a 15 o 20 mA. Con esta fuente logré arcos de hasta 10 cm de largo, no es ninguna barbaridad, pero suficiente para impresionar y hacer algunas pruebas interesantes. Hay unos transformadores de carteles luminosos de neón que se adaptan perfecto para esto y tambien los transformadores de los hornos microondas El circuito se puede ver en la figura 1, consta de un transformador de AT de 2000 o mas voltios un condensador  y dos bobinas, una de pocas espiras y otra de más de 1000 vueltas.

 

Datos de la construcción:

 

La bobina de muchas vueltas esta realizada sobre un caño plástico de 7,5 cm de diámetro y 50 cm de alto, con alambre de 0.30 mm de diámetro, entraron alrededor de unas 1300 vueltas, cuanto más tenga, mejor, esta bobina esta fijada a la base con un tornillo tipo para chapas, en la parte superior el alambre esta conectada a una base de aluminio (restos de una licuadora). Ver foto. A esta bobina conviene darle dos o tres manos de barniz para que quede bastante rígida y aislada.

 

 El Toroide: Las bobinas de Tesla llevan en la parte superior un “toroide” que no es más que un anillo metálico hueco, esta construido con un caño de aluminio que viene especialmente para uniones de extractores, tiene la apariencia de un acordeón y puede manipularse muy fácilmente, así que con paciencia se hace el anillo toroide. La función es la de darle una capacidad a la bobina larga. Si se dispone de un generador de señales y un osciloscopio puede medirse la frecuencia de resonancia de la misma, esto es importante a la hora de ajustar para que tenga el mayor rendimiento y que genere las chispas mas largas posible, si no se dispone igual a ojo se podrá hacer el ajuste.

 

La bobina de pocas vueltas esta concéntrica con la otra, debe llevar un buen aislamiento entre ambas bobinas porque sino se van a producir arcos entre ambas, en mi caso la fabrique con un trozo de caño de pvc al que corté para adaptar al diámetro de la otra bobina, sobre esta forma se arrollan con alambre grueso desnudo, es decir sin aislamiento (Se le quita el baño de barniz si es necesario), en mi caso use alambre de 1.5 mm. Las espiras deben estar separadas lo suficiente para poder prender en el alambre una pinza cocodrilo. Esta bobina tiene que tener entre 10 y 15 vueltas de acuerdo con el condensador de que dispongamos.

 

El condensador: Yo usé el mismo que venía en la fuente de fotocopiadora tiene una capacidad de 12.5 nF, también puede hacerse en forma casera  con aluminio y papel de acetato como aislante o dieléctrico.

 

El explosor: se fabrica con dos tornillos con sus tuercas enfrentados por sus cabezas y montados en unas “L” de bronce o algún otro metal Ver foto.

En este explosor se produce una chispa intermitente cuando conectamos a la red el transformador, el capacitor se va cargando hasta que se produce la ruptura del dieléctrico que hay entre los dos tornillos, o sea el aire y se descarga el condensador, empieza a cargarse nuevamente hasta que ocurre nuevamente la chispa, este arco tiene un muy amplio espectro de radiación, de hecho que estos circuitos provocan una alta interferencia en los alrededores, en radios, TV, teléfonos etc. Así  que ojo, no abusar de su uso porque los vecinos pueden enojarse. Esa radiación se ve amplificada por la resonancia de la primera bobina la de pocas vueltas y alta capacidad y se produce un traspaso electromagnético a la segunda bobina incrementándose el voltaje por la cantidad de vueltas, como cualquier transformador.

Tambien el explosor puede hacerse con un motor  y un cilindro aislante al que se traspasa con un una varilla de hierro, se colocan dos escobillas que se ponen en corto dos veces por cada giro del motor.