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Linterna de EMERGENCIA

Linterna de emergencia: Construcción de una linterna LED de emergencia, recargable y de encendido automático. La linterna está construida con un foco LED de 12V, un trozo de tubo PVC, una batería de 3,7V, un módulo de carga con protección y un interruptor de inclinación.

Sensor de inclinación

El sensor de inclinación tiene el aspecto de un condensador electrolítico. En su interior contiene pequeñas bolas metálicas, las cuales unen los terminales cuando -debido a su inclinación- se mueven las bolas hacia el lado de los terminales de conexión. Como este sensor es puramente mecánico, es posible utilizarlo sin necesidad de tener que aplicar tensión al circuito cuando está en reposo. Así el consumo de esta linterna en reposo es nulo.

Funcionamiento de la linterna

El encendido de esta linterna de emergencia será automático, por inclinación. La linterna permanecerá apagada si la colocamos con el foco hacia abajo, apoyada en una superficie plana (mesa, repisa, etc.). Cuando necesitemos utilizarla, al inclinación provocará su encendido, teniendo en cuenta que el ángulo de inclinación del encendido varía en función de la posición en la que hayamos colocado el sensor. Si necesitamos iluminar un recinto sin necesidad de mantener la linterna en la mano, la podemos colocar en posición inversa al reposo… apoyada en la base con el foco apuntando hacia arriba.

Montaje de la linterna

El montaje de esta linterna es muy simple, porque sólo necesitamos conectar la batería con el módulo de carga, en los terminales +B/-B (respetando la polaridad), y conectar el foco LED a los otros dos terminales. En este caso, como el foco LED está preparado para funcionar con tensión alterna, no importa la polaridad. El interruptor de bolas (sensor de inclinación) lo tenemos que intercalar en uno de los dos terminales de salida, interrumpiendo la alimentación hacia el foco LED. En la imagen siguiente, el sensor de inclinación está interrumpiendo la conexión entre la salida + del módulo de carga y el foco LED.

Carcasa de la linterna

La carcasa de la linterna está construida con un trozo de tubo PVC de 40 mm. de sección, utilizado en fontanería para los desagües. El tamaño del tubo lo calcularemos en función del tamaño del foco y la electrónica interior: módulo de carga TP4056 + batería de 3,7V Li-ion. Para acoplar el foco LED en el tubo, tendremos que calentar uno de sus extremos con una pistola de aire caliente o soldador de aire, y le daremos forma utilizando el mismo foco LED. Una vez acoplado el foco y frío el tubo, a presión podremos sacar el foco para poder montar todo dentro.

Para tapar la parte trasera, utilizaremos un trozo de plástico transparente, con el fin de ver el estado de la batería cuando esté cargando. La batería se puede cargar con cualquier alimentador de 5 VDC, que disponga de un conector micro USB.

Módulo de carga TP4056

El módulo de carga TP4056 incorpora dos diodos LED para indicar su estado. El LED rojo indica que el módulo TP4056 está cargando la batería, y el LED azul se encenderá cuando la batería esté cargada.

En el siguiente video se muestra todo el proceso de montaje con más detalles.

Tinta BORRABLE

Ventajas e inconvenientes al utilizar un bolígrafo de tinta de gel borrable. Este bolígrafo es muy interesante para utilizarlo como marcador de telas, para añadir comentarios y marcas en un libro de texto… pero también es muy conveniente conocer sus limitaciones, porque nos podría crear un gran problema.

Cómo funcionan los bolígrafos borrables

Un bolígrafo tradicional tiñe el papel con su tinta. Dependiendo del tipo de tinta, la penetración de la tinta en el papel varía. En los años ’80 se empezaron a comercializar los bolígrafos con tintas borrables. El borrado se hacía a base de arañar la capa superficial del papel, porque la tinta se secaba en la superficie del papel.

Tinta de gel borrable

Hace unos 4-5 años aproximadamente, se comenzaron a comercializar los bolígrafos con tinta de gel borrables. En este caso, la tinta es un gel teñido con un color (hay varios a elegir) y el borrado se realiza mediante la fricción de una goma semirrígida, que no deja residuos ni marca el papel.

A primera vista todo parecen ventajas, pero lo que no dicen los fabricantes y vendedores son sus inconvenientes. Aunque el borrado sea por fricción, en realidad se está borrando porque aumenta su temperatura. El gel pierde su color al aumentar la temperatura … y se queda transparente. Al frotar con la goma de borrado, aumenta la temperatura por fricción y la tinta se hace invisible.

BORRADO por temperatura

Esto sucede cuando la temperatura supera los 50ºC, o disminuye por debajo de -15ºC aproximadamente. Con temperaturas altas, sin llegar a los 50ºC, la tinta va perdiendo color.

Ventajas

Un bolígrafo con tinta de gel borrable puede ser muy útil, cuando queremos eliminar rápidamente todas las marcas que hemos realizado con este tipo de tinta. Por ejemplo los apuntes hechos en un libro de texto, las marcas en indicaciones realizadas en telas, etc. Aplicando calor, ya sea con una plancha, aire caliente, un horno… al superar los 50º C la tinta se quedará invisible de forma permanente.

Inconvenientes

Es importante no utilizar este tipo de bolígrafos para escribir documentos importantes (examen, diario, libro de anotaciones, etc.), porque si quedara expuesto el documento a una fuente de calor o frío extremo, desaparecería todo lo escrito y nos quedaríamos con un documento en blanco.

En el siguiente video se pueden ver con más detalle todas las pruebas realizadas.

Medir REACTIVA

Precisión de dos medidores de potencia reactiva, comprobando el retardo entre la tensión y corriente con un osciloscopio. Se utilizan dos medidores diferentes, uno de ellos preparado para ser instalado en un cuadro eléctrico moonofásico de hasta 100A (DL69-2048), y otro portátil hasta 16A.

OSCILOSCOPIO

Para tomar la muestra de fase de la corriente, conectaremos en serie con el dispositivo a medir una resistencia de potencia y bajo valor resistivo (el mínimo valor que nos permita hacer la medida). Necesitaremos un osciloscopio con un mínimo de 2 canales y que permita tensiones de entrada alternas de un mínimo de 300 VAC (800 Vpp).

IMPORTANTE

Antes de conectar las puntas de prueba del osciloscopio, tendremos que identificar el cable neutro y la fase del dispositivo bajo prueba. Podemos utilizar un buscapolos convencional (lámpara de neón) o de tipo electrónico. Como precaución adicional, desconectaremos la conexión de ‘tierra’ de osciloscopio si está alimentado a la red eléctrica, o lo alimentaremos con baterías.

CONEXIONES

La resistencia ‘Shunt’ la conectaremos entre el NEUTRO de la tensión de red y el dispositivo bajo prueba.
En un canal del osciloscopio conectaremos la tensión de entrada de red, así tendremos la referencia de fase de la tensión (V). Es importante conectar la toma común del osciloscopio -pinza de cocodrilo- en el NEUTRO y la punta de prueba del osciloscopio en el cable de FASE.
En el otro canal del osciloscopio tomaremos la muestra de fase de la corriente (I), conectando la toma común junto con la del otro canal (NEUTRO de la red eléctrica) y la punta de prueba en el otro polo de la resistencia ‘Shunt’ que hemos intercalado en el dispositivo bajo prueba.

MEDIDAS

A continuación conectaremos el dispositivo bajo prueba a la red eléctrica y ajustaremos las escalas de medida de ambos canales del osciloscopio, hasta que se muestren en pantalla las muestras V-I con una amplitud similar. Luego ajustaremos la base de tiempos del osciloscopio, ampliando al máximo la ‘posible’ separación que exista entre ambas señales al paso por ‘0’ (centro de la pantalla del osciloscopio)… y mediremos el tiempo entre ambas (retardo V-I).

Una vez que sabemos el retardo que existe entre la tensión y corriente, sólo necesitaríamos conocer la frecuencia de la señal alterna. Si no estuviéramos seguros, la podríamos medir con el mismo osciloscopio.

Si la medida la hemos hecho a una frecuencia de 50 ciclos por segundo, el tiempo que tarda cada ciclo (360º), será de 20 mSeg. Dado que el periodo, es la inversa de la frecuencia. Por comodidad de los cálculos, vamos a dividir ambos valores entre dos (entre 20 para eliminar los ceros). Así tendremos que cada 10 mSeg, el vector de tensión o corriente de una señal alterna de 50 Hz se desplazará 180º.

Ahora aplicaríamos la regla de tres, introduciendo en la fórmula el retardo entre tensión y corriente que hemos medido, para traducir ese valor de tiempo en grados. Y finalmente calculamos el valor coseno del ángulo que forman los vectores tensión-corriente… y así tenemos que 1,523 mSeg a una frecuencia de 50 Hz, se corresponde con un factor de potencia de 0,886

A pesar de que este sistema de medida es muy preciso, no lo deberíamos considerar como una prueba de laboratorio. Más que nada porque lo que he intentado aquí, es mostrar con claridad el proceso de cálculo utilizando dos señales sinusoidales y sin ruido. La máxima precisión la obtendríamos utilizando una resistencia ‘Shunt’ muy próxima a 0 Ohmios, en lugar de la resistencia de 13 Ohmios que he utilizado para hacer estas medidas. En cualquier caso el valor obtenido apenas cambiaría.

Energía Reactiva, medidas en cuadro trifásico

Comprobación de funcionamiento y precisión del medidor de red monofásico, modelo DL69-2048. Comportamiento de este medidor monofásico, instalándolo en un cuadro eléctrico trifásico.

Fin de las bombillas incandescentes

Alrededor de un 25 % de la energía que se consume en un hogar va destinada a la iluminación. Las bombillas incandescentes malgastan mucha energía y duran poco. Se estima que solo el 5% de la energía que consume una bombilla incandescente de 100 W se traduce en luz (el 95%, en calor que se desperdicia). Además, su vida útil se estima en mil horas, o dicho de otro modo, supone un mayor consumo de recursos naturales y de generación de residuos que tienen que reciclarse de forma adecuada para evitar que contaminen el medio ambiente.

Directiva de eficiencia energética Ecodesign 2009/125/CE

La normativa empezó a aplicarse en 2009 de forma progresiva, y cada 1 de Septiembre desapareció un tipo distinto. Las primeras bombillas en retirarse fueron los modelos de 100 vatios en 2010, las de 75 W el 2011, las de 60 W (uno de los modelos más usados en España) el 2012, y las de 40 W y 25 W en el año 2013.

Esta normativa no significa que los consumidores que tengan en su casa estos modelos están obligados a retirarlas, pero cuando tengan que sustituir o comprar nuevas bombillas ya no tendrán a su disposición estos modelos.

Bombillas fluorescentes

Las bombillas de bajo consumo o ahorradoras, son lámparas fluorescentes compactas. Funcionan de forma parecida a los fluorescentes de tubo de toda la vida. La diferencia frente a una bombilla de incandescencia, a parte de su bajo consumo, es que son frías, usan entre un 50% y un 80% menos e energía, producen la misma cantidad de luz y duran más.

Bombillas LED

La principal diferencia entre las bombillas LED y las de bajo consumo (gas), es que las LED no contienen ningún elemento tóxico y alcanzan el 100% de su rendimiento desde el mismo momento de su encendido, por lo que resultan más eficientes a largo plazo. El consumo con la iluminación de una bombilla LED, se caracteriza porque dura mucho y consume muy poco. Se estima que una bombilla LED tiene una duración aproximada de 70.000 horas, por lo que pueden llegar a durar hasta 50 años.

Energía Reactiva

La energía reactiva puede descompensar una instalación eléctrica y provocar efectos adversos, como la pérdida de potencia útil en las instalaciones, un menor rendimiento en los aparatos eléctricos conectados, e incluso caídas de tensión y perturbaciones en la red eléctrica (armónicos). Cualquier dispositivo que produzca un consumo de energía reactiva, debería incluir en su interior un circuito de compensación. Como esto no es muy habitual, debido a que los fabricantes siempre ahorran al máximo en el proceso de fabricación, dicho circuito de compensación habría que montarlo por fuera. En la industria, como las compañías eléctricas penalizan el consumo de la energía reactiva, se suelen instalar equipos de compensación ‘inteligentes’ en las proximidades del cuadro eléctrico.

Todas las bombillas de nueva generación (Gas-LED), incluyen en su interior un pequeño circuito electrónico. A diferencia de las lámparas de incandescencia, estas lámparas producen un consumo de energía reactiva ‘extra’, al igual que sucede con los motores, transformadores, etc. Cuando se sustituye todo el alumbrado de una vivienda, pasando de bombillas de incandescencia a fluorescentes o LED, el consumo de energía reactiva se incrementa notablemente. Aunque en la actualidad las compañías eléctricas no penalizan el consumo de la energía reactiva en el hogar, sería muy útil disponer de un dispositivo de control para conocer estos consumos e intentar minimizarlos.

En el mercado existen diferentes tipos de medidores de energía reactiva, algunos incluso portátiles, pero normalmente ninguno de ellos mide igual que otro. A pesar de que la precisión de la medida de estos dispositivos no sea muy buena, nos pueden ser de utilidad como elemento de control para comparar entre dos tipos de lámpara o electrodoméstico a la hora de elegir entre uno de ellos.

Si nos decidimos por montar un medidor en el cuadro eléctrico, tenemos que asegurarnos antes de comprar el medidor si la instalación es monofásica o trifásica. Si el cuadro eléctrico es trifásico y compramos un medidor monofásico, sólo podríamos medir los valores y consumos en una de las tres fases.

Horno MICROONDAS

Ventajas y limitaciones de un horno de microondas, frente a un horno tradicional. Comportamiento de un horno microondas con diferentes tipos de alimentos. Prueba comparativa de funcionamiento entre una placa resistiva, otra de calentamiento por inducción y un horno microondas. Análisis de los resultados obtenidos en la prueba comparativa, consumo, eficiencia, etc.

Introducción

Los hornos de calentamiento por microondas se empezaron a utilizar de forma masiva a partir de los años 70’. El funcionamiento de los microondas se basa en la radiación electromagnética, que hace que las moléculas de agua se muevan con mucha rapidez, provocando calor por su fricción entre ellas. Los hornos microondas de uso doméstico trabajan a una frecuencia de 2,4 GHz. Así las moléculas de los alimentos vibrarán a una velocidad de 2.400 millones de veces por segundo. Como todos los alimentos contienen agua en mayor o menor medida, es posible calentar o cocinarlos utilizando hornos de microondas.

Funcionamiento

El calentamiento por microondas es más eficiente en el agua líquida que en el agua congelada. Esto es debido a que cuando el agua está en el estado sólido, el movimiento de sus moléculas es menor. Un horno de microondas también es menos eficiente en grasas y azúcares que en el agua líquida, debido a que su momento dipolar molecular es menor. Pero a cambio, como la capacidad calorífica específica de las grasas y aceites es más baja en relación al agua, y su temperatura de vaporización es mayor… los alimentos grasos alcanzan temperaturas mucho más altas que el agua cuando se calientan en un horno de microondas.

Un horno microondas puede provocar un exceso de calentamiento en algunos materiales con baja conductividad térmica, por ejemplo el vidrio, pudiendo llegar al embalamiento térmico… y fundirlo.

En los hornos microondas, dependiendo del contenido de agua y grasas, su profundidad de calentamiento puede ser de varios centímetros o más. Con un horno convencional por infrarrojos o por aire caliente, el calor se deposita en una fina capa de la superficie. La profundidad de penetración de las microondas depende de la composición de los alimentos y de la frecuencia del magnetrón, siendo las frecuencias de microondas más bajas (longitudes de onda más largas) las más penetrantes.

Las ondas del microondas de un horno doméstico, penetran en los alimentos entre 2 y 4 cm. Por este motivo, cuando se calienta o cocina una porción grande, su interior no se cocina con la energía de estas ondas, sino por el calor que se produce en el horno, y por la transferencia de calor de las zonas que sí son alcanzadas por las ondas. Como consecuencia, el cocinado de porciones grandes no es uniforme y cuando se calientan alimentos, existen zonas más calientes que otras. Cuando se calientan líquidos en un horno de microondas, es conveniente removerlos antes de consumirlos.

Los grandes hornos de microondas industriales, suelen funcionar a 915 MHz en lugar de 2,4 GHz. En estos hornos, la penetración del calor en los alimentos es mayor.

La ventaja principal de un horno microondas frente a otro convencional, es que el calor se produce en el interior del alimento, y esto hace que el cocinado sea muy rápido. En un horno convencional el alimento se cocina por la trasferencia de temperatura desde el interior del horno hacia el alimento. Como es necesario calentar el horno antes de cocinar, un horno convencional es más lento y menos eficiente que un horno microondas.

Pero eso no significa que el horno microondas es el sustituto del horno convencional, porque en un horno de microondas no se puede hornear un pastel, hacer un pan y tampoco gratinar… ambos hornos son compatibles, y si tuviéramos que elegir entre uno de los dos, lo más práctico sería comprar un horno mixto.

PRECAUCIONES

No se deben introducir objetos metálicos en el interior de un horno microondas. Los objetos metálicos provocan reflexiones y generar chispas en el interior del horno… así también se podría averiar el magnetrón por recalentamiento.
No se deben cocer huevos con cáscara, la presión del vapor en su interior podría hacerlos estallar.
No se debe utilizar el microondas para hervir líquidos, ya que el calor acumulado podría producir temperaturas superiores a los 100ºC, y causar quemaduras por salpicadura.

Efectividad calentando y comparativa

Horno Tanto el horno eléctrico tradicional como el microondas parten de la misma base de funcionamiento, que es la de calentar los alimentos dentro de un contenedor cerrado y transfiriendo el calor sin contacto mecánico entre la fuente de calor y el alimento.

El principio de funcionamiento de una placa o cazo eléctrico, independientemente resistivo o de inducción, es totalmente diferente. El calor se transfiere a un contenedor metálico, el cazo, y por contacto mecánico se calienta el alimento. Si se pretende calentar con rapidez un alimento viscoso o sólido en una placa eléctrica, se quedaría toda la parte inferior quemada y el resto permanecería frío.. cosa que no sucedería en un horno resistivo o de microondas.

Horno microondas De esta forma podríamos medir la energía que se consume en calentar un litro de agua con un hervidor, y compararla con la que se consume en un horno de microondas. Este resultado nos serviría para saber cuál de los dos electrodomésticos es el más adecuado para hervir agua, pero eso no significa que el que más energía ha consumido es poco eficiente.