Mecanismo de transformación del movimiento Palanca -Trinquete TMR (Transformador del movimiento Ruth)

El título es suficientemente explicativo. Se trata sin duda de un mecanismo simple que transforma el movimiento vertical (de arriba hacia abajo describiendo un arco) de la palanca, en un movimiento circular del trinquete o ratchet.  Este dispositivo es muy sencillo, consta de un canal incorporado al extremo de la palanca. Dentro de este canal se acomoda el pedal de la bicicleta que se aprecia en el video, o una base con rodajes si se le fabrica al efecto para desplazar un trinquete de mayor tamaño y potencia. Difiere este dispositivo de otros transformadores de movimiento porqué éste funciona con un suministro no regular de energía, en cambio otros dispositivos como la manivela requieren que el suministro de energía sea regular, porqué si la manivela no completa la mitad del recorrido se regresa deshaciendo lo hecho hasta ese punto, en cambio, TMR basta que se eleve para que produzca movimiento al descender. Además el trinquete no consume energía de regreso. 

TMR cumple tres funciones esenciales:

1.- Modula el efecto de la palanca  porqué una gran fuerza pero de poco recorrido se transforma  en una de menor magnitud pero que cubre una mayor distancia. 

2.- Como la palanca puede usarse también de otra manera, una pequeña fuerza, o un pequeño peso (caída de agua de pequeño caudal) se transforma en una fuerza mayor pero de menor recorrido logrando el efecto deseado de aumentar la velocidad de giro.

3.- Accionar el trinquete en ambos sentidos.  Cuando la palanca desciende o asciende.  Si el extremo de la palanca  (canal) desciende acciona el trinquete que transmite la fuerza y cuando asciende lo regresa sin esfuerzo.

Flotador auto regulable:

Cuando se aplica el mecanismo para obtener energía de las olas, se requiere de un flotador cuya altura respecto del mecanismo que acciona hacia arriba (cuando la ola lo eleva) no varíe cuando el nivel del mar sube o baje (pleamar, bajamar) o lo que es lo mismo, se requiere de un flotador cuya altura sobre el nivel del mar disminuya cuando el nivel del mar aumente. Esto se logra usando un flotador en cuyo tramo inferior (50 %) esté compuesto por varios segmentos  de modo tal que a medida que el nivel del agua sube, pueden ser inundados y al sumergirse reducen la altura del flotador sobre el nivel del agua  de modo que su distancia al mecanismo o base que acciona la palanca no varía. De modo similar el flotador puede conformarse en su tramo superior  de segmentos que a medida que el nivel de agua sube puedan ser extraídos para mantener la posición del flotador respecto del mecanismo inalterable.

Lima, 22 de junio de 2015

Jorge Egúsquiza Loayza

Lima - Perú

jorge_egusquiza@hotmail.com

CONVERTIDOR DE ENERGÍA DE LAS OLAS POR TRINQUETE - WAVE ENERGY CONVERTER BY RATCHET

Aprovechar la energía de las olas (energía undimotriz) resulta particularmente difícil, porqué las olas no son constantes, tienen diferente altura, conducen cantidades diferentes de agua y tienen diferente frecuencia.

1.- La figura 1 muestra un mecanismo que está compuesto por una palanca que puede ser de tabla o metal; conectada a un eje lo que permite, que la elevación del flotador, produzca un movimiento hacia abajo del extremo opuesto, que a su vez acciona el extremo más corto de otra logrando que su extremo más largo describa un arco mayor y en consecuencia impulse hacia arriba el mango de un trinquete. A muestra antes que llegue la ola y B cuando la ola eleva el flotador.

2.-trinquete - wikipedia

En la referencia anterior aparece la descripción y usos de esta herramienta, que nos permite transformar el movimiento vertical en movimiento circular en un solo sentido, lo que significa que el embate de la ola hacia arriba, no afecta al mecanismo, sólo eleva el mango de la herramienta que no acciona sobre el mecanismo porqué está libre. Como quiera que hemos agregado un peso adicional al mango del trinquete, cuando cesa la acción de la ola hacia arriba, el mango del trinquete cae por acción de su peso y hace girar el mecanismo.

3.- La figura 2 muestra otros dispositivos, que agregan el uso de una polea y se conectan al mango del trinquete mediante una cuerda conectada al flotador o a una palanca accionada por el flotador. En todos los casos, ya sea que el mango del trinquete caiga por acción de su peso cuando la ola empuje al flotador hacia arriba o sea porque el flotador desciende el resultado será el mismo. (En estos casos el flotador por acción de la ola no puede empujar la cuerda hacia arriba y la palanca por acción de la ola hala hacia arriba el trinquete que asciende sin oposición)

4.- La generación de energía se obtiene porqué el trinquete o ratchet, que para el caso sea la catalina de una bicicleta, que como está conectada a un piñón (trinquete) (ratchet) sólo acciona en un sólo sentido, pero ése piñón acciona una rueda cuyo radio es mucho mayor que el de la catalina y a su vez una faja que discurre por el canal ( donde va el neumático) acciona sobre una polea que está conectada al extremo de un alternador de automóvil que a su vez está conectado a una batería de auto. Como puede deducirse, en el mejor de los casos obtendremos un par de vueltas de la rueda, porqué el trinquete sólo se eleva 30 grados sobre la horizontal,  (a potencia media) (radio de la rueda 20 a 25 cm) (radio de la polea del eje del alternador máximo 1 cm.) que producirán 40 o 50 vueltas por segundo (2,400 a 3,000 rpm) que permiten cargar la batería. Esto es así, porqué se requieren no menos de 800 rpm para obtener amperios suficientes y la velocidad del mango del trinquete al caer (caída libre 9.8mseg2) es más que suficiente. (Ver figura 3)

5.- El modelo que se ha propuesto ha considerado que el perfil costero es variado y que en algunos casos se debe ejecutar obras para instalar el dispositivo, pero se compensa por el bajo costo de la generación de electricidad.

6.- Para propósitos prácticos se recomienda usar a) como flotador un cilindro metálico de 55 galones, lo que nos proporciona 220 kilos de empuje, o tambores plásticos todos ellos cerrados herméticamente para prevenir su hundimiento. b) como trinquete una bicicleta, a la que le retiramos el pedal y a la porción de tubo paralelo a la bicicleta le añadimos un tubo pesado (tan pesado como sea necesario, o le agregamos un peso por soldadura) para que al caer la fuerza del peso accione la catalina. c) como faja entre el canal de la rueda y la polea adosada al eje del alternador una cinta de cuero. y d) como palancas madera o palos acoplados (estructuralmente como H echada) y e) por supuesto un alternador de carro y batería de 12 voltios.

Lima, Agosto 20 de 2014
Jorge Egúsquiza Loayza
jorge_egusquiza@hotmail.com